臺灣博碩士論文加值系統

地下水汙染分析已是現今社會追求環境保護中不可或缺的一部分。因此，對於任何潛在的汙染威脅，抑或是汙染發生後，第一時間分析並處理的重要性日益提升。核能電廠除役最終目的便是解除管制，讓廠區內土地在除役完成之後能夠轉做其他用途，而要達成此一目的就必須先瞭解廠區內建築物及土壤內所殘留之放射性活度，以及污染擴散模式。由於核能電廠於除役期間可能會有部分放射性物質因意外或操作不慎外釋，因此汙染源之特性，位置，核種傳輸之方向預測將是重要的工作。本研究主要將分成兩部分，第一，採用汙染傳輸分析方法，進行核能電廠產生之放射核種對於廠內環境之影響評估。針對核能電廠可能之放射性核種外洩位置，核種種類，外釋深度去建立一核種遷移擴散之資料庫。第二，對於前部分模擬出之傳輸現象做資料處理，並透過統計軟體加以分析處理，並探討如何調整統計軟體不同的訓練方式可以得到較佳之預測結果。最終可藉由前述兩部分之結果做整合，並對於汙染源頭之追溯，汙染範圍，以及汙染發生之時間做出預測。並作為核能電廠除役時之汙染物總量之評估依據，以作為電廠廠址釋出狀況之決定。

Groundwater contamination analysis is an essential part in modern society. For any potential contamination, it is important to deal with it as soon as possible. The destination of decommission of NPPs is deregulation and the land of NPPs can be transferred to other purposes. To achieve this, we should make a full investigation of radionuclide activities and the model of diffusion of contamination around the land. Some radionuclides may be discharged to the environment due to human negligence or improper operation; therefore, it is significant to predict the properties, location, the direction of radionuclides transport. This research is mainly divided into two parts. First, CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis is adopted, taken into account of NPPs environment. This research will build a database depending on different releasing location and depth, different kinds of radionuclides. Second, with the data above dealt, we will analyze them will statistical program, training them with different methods to get best prediction results. At last, we can integrate both parts to trace the sources of contamination, ranges of pollution, time after it happened. Then, the status of decommission can be determined according to these results.

目錄
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 V
圖目錄 X
表目錄 XVII
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2. 放射性核種介紹 2
1.3. 研究方法與流程 6
第2章 文獻回顧 9
2.1 國外核能電廠污染案例 10
2.2 地下水傳輸模型比較 15
2.3 不同預測模式比較 18
2.3.1. 迴歸分析 19
2.3.2. 類神經網路 20
2.3.3. 專家系統 20
2.3.4. 遺傳演算法 22
第3章 理論基礎與數值模式 24
3.1 .地下水流基本模式 24
3.1.1. 達西定律 24
3.1.2. 流體連續方程式 25
3.2 溶質傳輸基本理論 26
3.2.1. 流體質能守恆方程式 27
3.2.2. 對流-擴散方程式 27
3.2.3放射性衰變 28
3.3數值模式 29
3.4類神經網路原理 34
3.4.1 類神經網路簡介 34
3.4.2 類神經網路基本架構 35
3.4.3 倒傳遞類神經網路 36
第4章 核種汙染傳輸研究 38
4.1 研究區域介紹 38
4.1.1區域地形 38
4.1.2研究區域地質 42
4.2 模式驗證 43
4.2.1 SKB文獻之熱傳特性驗證 43
4.2.2核種傳輸之模式驗證 45
4.3 核一廠模擬分析結果 48
4.4洩漏核種銫之質量變化 49
4.4.1 洩漏核種銫 位置1 深度2m 49
4.4.2 洩漏核種銫 位置2 深度2m 51
4.4.3 洩漏核種銫 位置3 深度2m 53
4.4.4 洩漏核種銫 位置4 深度2m 55
4.4.5 洩漏核種銫 位置5 深度2m 57
4.4.6 洩漏核種銫 位置6 深度2m 59
4.5洩漏核種氚之質量變化 62
4.5.1 洩漏核種氚 位置1 深度2m 62
4.5.2 洩漏核種氚 位置2 深度2m 63
4.5.3 洩漏核種氚 位置3 深度2m 64
4.5.4 洩漏核種氚 位置4 深度2m 65
4.5.5 洩漏核種氚 位置5 深度2m 66
4.5.6 洩漏核種氚 位置6 深度2m 67
4.6洩漏核種鈷之質量變化 70
4.6.1 洩漏核種鈷位置1 深度2m 70
4.6.2 洩漏核種鈷 位置2 深度2m 71
4.6.3 洩漏核種鈷 位置3 深度2m 72
4.6.4 洩漏核種鈷 位置4 深度2m 73
4.6.5 洩漏核種鈷 位置5 深度2m 74
4.6.6 洩漏核種鈷 位置6 深度2m 76
4.7 不同深度核種質量變化率 78
4.8類神經網路在核種擴散預測之應用 79
4.8.1類神經網路預測外釋核種銫之時間與地點 80
4.8.2類神經網路預測外釋核種氚之時間與地點 86
4.8.3類神經網路預測外釋核種鈷之時間與地點 92
第5章 結論 99
參考文獻 100
附錄A. 洩漏核種銫於深度6米質量變化情形 103
A.1 洩漏核種銫 位置1深度6M 103
A.2 洩漏核種銫 位置2深度6M 103
A.3 洩漏核種銫 位置3深度6M 104
A.4 洩漏核種銫 位置4深度6M 104
A.5 洩漏核種銫 位置5深度6M 105
A.6 洩漏核種銫 位置6深度6M 105
附錄B. 洩漏核種氚於深度6米質量變化情形 106
B.1 洩漏核種氚 位置1 深度6M 106
B.2 洩漏核種氚 位置2 深度6M 107
B.3 洩漏核種氚 位置3 深度6M 107
B.4 洩漏核種氚 位置4 深度6M 108
B.5 洩漏核種氚 位置5 深度6M 108
B.6 洩漏核種氚 位置6 深度6M 109
附錄C. 洩漏核種鈷於深度6米質量變化情形 110
C.1 洩漏核種鈷 位置1 深度6M 110
C.2 洩漏核種鈷 位置2 深度6M 110
C.3 洩漏核種鈷 位置3 深度6M 111
C.4 洩漏核種鈷 位置4 深度6M 111
C.5 洩漏核種鈷 位置5 深度6M 112
C.6 洩漏核種鈷 位置6 深度6M 112

參考文獻
[1] 低放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則，2012。
[2] 曾憲雄,黃國禎，人工智慧與專家系統，1997
[3] 陳家洵，地下水及土壤汙染
[4] Charbeneau ,Randall J. 盧至人譯，地下水的污染整治
[5] Palmer ,Christopher M.，汙染物水文地質學原理
[6] 葉怡成，類神經網路模式應用與實作
[7] 余桂霖，多元迴歸分析
[8] 羅華強，類神經網路：MATLAB的應用
[9] 王進德，類神經網路與模糊控制理論入門與應用
[10] 張世忠，應用類神經網路建立核能電廠一般系統動態模式
[11] 林逸塵，類神經網路於空氣品質預測之研究
[12] 遺傳演算法原理與應用活用Matlab
[13] Groundwater Hydraulics and Pollutant Transport，Randall J. Charbeneau，2000
[14] T. Nicholson, “Liquid Radioactive release lessons learned task force. Final report,” Nuclear Regulation Commission, 2006.
[15] K. Kim, “Groundwater protection guidelines for nuclear power plants,” Public Edition, Electric Power Research Institute, 2008.
[16] M. P. Anderson and W. W. William, “Applied groundwater modeling: Simulation of flow and advective transport,” Academic Press, Inc., San Diego, 1992.
[17] G. Segol, “Classic Groundwater Simulations: Proving and Improving Numerical Models,” PRT Prentice Hall, 1993.
[18] M. C. Hill and C. R. Tiedeman, “Effective Groundwater Model Calibration, With Analysis of Data, Sensitivities, Predictions, and Uncertainty,” John Wiley and Sons, 2007.
[19] C. Zheng and G. D. Bennett, “Applied contaminant transport modeling: Theory and practice,” John Wiley and Sons, 1995.
[20] J. F. Ahearne, “Radioactive waste: The size of the problem,” Physics Today, Vol. 50, 24-29, 1997.
[21] H. C. Lin, D. R. Richards, C. A. Talbot, G. T. Yeh, J. R. Cheng, H. P. Cheng and N. L. Jones, “FEMWATER: a three-dimensional finite element computer model for simulation of density-dependent flow and transport in variably saturated media,” U. S. Waterways Experiment Station, Coastal and Hydraulics Laboratory, Technical Report, CHL-97-12, 1997.
[22] J. R. Dyer and M. T. Peters, Progress in permanent geologic disposal of spent nuclear fuel and high-level radioactive waste in the United States, Proceedings of The Institution of Mechanical Engineers Part A – Journal of Power and Energy, 218(A5), pp: 319-334, 2004.
[23] G. T. Yeh, H. Shan and G. Hu, A model to simulate hydrodynamics and thermal and salinity transport in three dimensional bays and estuaries, Advances in Hydro-Science and Engineering, 6, pp: 1-15, 2006.
[24] F. Marpeaul and M. Saad, 3D simulation of radionuclide transport in porous media, International Journal of Numerical Methods in Fluids, 70, 2009.
[25] Boore DM., 1972, ―Finite-differnce methods for seismic propagation in heterogeneous materials.‖, In: Bolt BA, editor. Methods of computational physics vol.11 Academic Press, New York., pp.1-37.
[26] Moczo P, Kristek J and Halada L., 2004, ―The finite-difference method for seismologists. An introduction.‖, Comenius University, Bratslava., y of America, vol. 58., pp.367-98.
[27] SKB，Thermal dimensioning of the deep repository, Influence of canister spacing, canister power, rock, thermal properties and nearfield design on the maximum canister surface temperature.，2003