铀矿开采和冶炼过程中产生了大量的废石和尾矿,堆放在尾矿库中。铀尾矿中含有数十种以上的放射性核素,铀尾矿库滩面细小的颗粒物(尾矿砂)在风、水等自然因素作用下迁移,其中这些放射性颗粒物会随大气迁移、沉降到远离尾矿库的区域,且具有累积效应,严重危害到周边区域生态环境、水体和人员健康。因此,研究铀尾矿库颗粒物在大气中的迁移、沉降和分布规律,是铀尾矿库运行期间的辐射防护与环境评价的重要课题。论文是国家自然科学基金项目(11075072)“铀尾矿土壤-植被-大气核素大气扩散耦合模式及数值模拟研究”的子课题。论文采用数值模拟方法,以平地型铀尾矿库为对象,针对不同风速、风向及风频等气象条件,研究铀尾矿库滩面不同粒径颗粒物大气迁移的轨迹和浓度分布,以及颗粒物的累积沉积量、分布范围和环境效应,同时也探讨了相应的防护措施。论文的主要研究内容有以下几个方面:(1)系统地阐述了铀尾矿库颗粒物迁移特性、危害和颗粒物大气迁移的模型,分析了影响铀尾矿库颗粒物大气迁移和沉积的主要因素。(2)基于CFD技术和颗粒物迁移的离散相模型,建立了大气边界层风场数学模型,确定了铀尾矿库滩面颗粒大气中迁移的数值模拟方法。(3)以平地型铀尾矿库为对象,采用数值模拟方法,研究了不同风速和风向下铀尾矿库不同粒径颗粒物大气迁移轨迹、浓度分布和沉降范围,揭示了不同影响因素下铀尾矿库颗粒物大气迁移和沉降规律。(4)基于前面的模拟结果,计算出不同风向下铀尾矿库颗粒物在尾矿库下风向的年沉积量,并分析其带来的环境危害,探讨了针对我国铀尾矿库颗粒物污染的防御措施。