核能是当前唯一可以大规模代替化石燃料的新能源。和平利用核能在为人类带来巨大利益的同时，也带来了发生核事故的潜在可能性。核事故发生后放射性物质经由大气的扩散过程，可在短时间内对环境产生大范围的影响。因此，在进行核事故的后果评估和应急决策时，大气扩散过程的模拟是非常重要的。大气扩散本身具有高度随机性，这种行为可以用大量粒子的随机游走方法来模拟。随机游走大气扩散模式能反映湍流扩散的本质，没有数值扩散问题，程序结构清晰，计算较简单，对非均匀、非定常和有效强切边的复杂流场（如海陆风、山谷风等）条件下污染物扩散的计算很有效。本文采用随机游走的改进模式—随机游走粒子-烟团模式，在对随机游走粒子-烟团模式的理论进行系统调研的基础上，与风场诊断模型相结合，根据现有的数据资料选择了适当的参数确定方法。本文系统对白沙核电厂址和海阳核电厂址分别进行了模拟试验。前者主要目的是检验模型的浓度预测结果，后者主要目的是实现模型的应用。通过本文的研究，随机游走粒子-烟团大气扩散模型能够较好的模拟核事故发生条件下的大气扩散过程，可以作为核事故应急决策系统的一个大气扩散模块，为早期核应急和后果评价提供更接近实际的信息。