我国目前运营和在建机组全部分布在沿海地区,一旦发生核泄漏事故,放射性核素将会通过大气和海洋扩散污染生态环境。必须对核素在海洋中的迁移路径和浓度分布进行预测分析,进而采取应急措施,才能最大限度降低事故危害程度。建立核素在核电站近海域的迁移模型,对核泄漏事故后核素在海洋中的迁移进行计算,分析核素在海洋中的迁移机制,实现事故后果的预测和评估,对提高我国核事故应急处置能力具有重要意义。以海阳核电站AP1000机组及其近海域为研究对象,建立了源项分析模型,同时建立了悬浮物及生物影响程度分析模型。进而根据气候态的海洋数据,建立了中国近海气候态水动力模型;以气候态水动力结果为边界,根据实时气象数据,建立了核电站近海域水动力模型;以近海域水动力场为基础,基于拉格朗日和欧拉两种方法,分别建立了核电站近海域核素的迁移和扩散模型;验证了模型的可靠性;计算了核素在核电站近海域的迁移和浓度分布。首先,对核泄漏事故后的源项进行了计算。结果表明:131I、134Cs和137Cs是辐射剂量评价中最主要的核素,碘和铯主要以CsI和CsOH的形式存在;部分核素进入大气后沉降到海洋,部分直接进入水体流入海洋;进入海洋后,大部分碘和铯会迅速溶解,以离子态形式存在,极少部分化合物和离子附着于海洋悬浮物以颗粒态存在;基于典型核泄漏事故对核素泄漏量进行计算,131I泄漏量为3.15×1017Bq,134Cs 泄漏量为 1.12×1016Bq,137Cs 泄漏量为 1.08×1016Bq。然后,对中国近海域及核电站近海域的水动力场进行了计算。结果表明:夏季整个黄海被一团冷水所占据,以10℃为轮廓线,形成一团闭合的冷水;冬季有一支暖水舌从南面的济州岛而来,向北进入南黄海,并经过成山头进入北黄海;核电站近海域的计算水位与实测水位最大误差在10%以内,计算与实测的流速最大误差也在10%以内;核电站沿岸大潮期间低水位为-2m左右,高水位为2m左右,潮差为4m左右。其次,对悬浮物吸附沉降和生物富集作用进行了计算。结果表明:悬浮物对核素的吸附沉降作用随分配系数的增大而增大,随悬浮物沉积通量的增大而增大,随水深的增大而减小;只考虑悬浮物作用时,当悬浮物沉积通量和分配系数取上限值时,八年后核素剩余率为50%,当悬浮物沉积通量和分配系数取下限值时,三百年后核素的剩余率为90%;只考虑海洋生物作用时,当海洋生物浓度为10-5kg/L,分配系数达104L/kg时,放射性活度减小了 10%左右;实际情况下,海洋中的悬浮物参数、生物参数远小于设定的上限值,短期核素扩散中悬浮物和生物影响可忽略;长期核素扩散中悬浮物影响需考虑,生物影响仍可忽略。再次,对核素在核电站近海域的迁移进行了计算,研究了季节、释放方式、衰变和潮流等因素对核素迁移的影响。结果表明:夏季核素连续释放时,第一天内137Cs主要以扩散为主,第一天内137Cs向东扩散了约27km,南约13km,西约10km,泄漏点附近区域137Cs浓度可达106Bq/m3;两周内137Cs随海流自核电站沿着海岸向东北方向迁移和扩散,两周时核素扩散到了以核电站为中心的约东75km、南35km和西30km,高浓度区域137Cs放射性活度略有降低;冬季核素迁移和扩散速度很快,夏季核素迁移和扩散相对较慢;瞬时释放和连续释放时核素分布区域没有差别,浓度分布有一定差别,但随时间的增加差别越来越小;衰变对核素的迁移和扩散区域没有影响,对核素的放射性活度有影响,与半衰期较长核素相比,衰变对半衰期较短核素的影响更大;放射性活度在潮流影响下呈现周期性变化,在一个涨潮落潮的十二个小时,基本呈现一个往复运动;夏季近海域大气沉降高浓度核素第十个小时扩散到海底,冬季第一个小时内扩散到海底。最后,对核素在海洋中短期和长期迁移机制进行了分析。结果表明:核素短期迁移过程中,主要受源项、海流、季节、风力、衰变和潮流等主要因素影响,影响程度依次减弱;核素长期迁移过程中,大气核素沉降作用减弱,对流扩散作用减弱,1311衰变作用减弱,同时137Cs衰变作用开始明显,悬浮物吸附沉降作用不断增大,生物影响一直很小;提出了一种核素扩散预测及监测系统,给出了应急响应中需要注意的科学预测和科学防护问题。