核能是迄今为止最安全、最廉价、清洁高效的能源。然而,在核电站正常运行以及事故工况下,会向大气环境排放一定量的气载污染物,引起了人们对核电站造成的空气质量问题的高度关注。在气载污染物排放过程中,大气稳定度是影响污染物扩散的主要因素之一。基于文献综述发现,已有的大多数研究为简化起见,将大气视为中性分层。不过,实际大气中经常会出现非中性分层的情况。所以,针对非中性分层下核电站气载污染物扩散规律的研究十分必要。本文基于开源平台Open FOAM进行了数值研究,具体内容如下:（1）归纳分析了目前国内外对非中性分层下气载污染物扩散的相关风洞和数值模拟研究,为后续求解器的开发提供了理论基础。（2）基于Open FOAM中热浮力求解器buoyant Boussinesq Simple F oam进行了二次开发,包括动量方程和湍流模型的修改以及非中性分层入流边界条件的建立。基于已有的不稳定分层风洞实验数据拟合了入流廓线,并进行了求解器的验证。结果表明:该求解器模拟的速度场和浓度场相对误差分别低于10%和15%,能够满足后续数值模拟的需要。（3）以某核电站为研究对象,采用CAD软件建立了全尺寸三维模型,基于上述求解器进行五种非中性分层工况下的数值研究,分别为极不稳定（A）、不稳定（B）、弱不稳定（C）、弱稳定（E）以及稳定（F）。分析了五种工况下的速度分布、湍流动能以及流场结构。结果表明,不稳定（A、B、C）和稳定（E、F）分层情况均会在建筑一半高度以下产生回流区。且随着稳定性（F至A）的降低,回流区的速度逐渐增大,湍流动能和湍流耗散率呈现出增大趋势,涡旋强度逐渐增强。（4）对气载污染物在流向（X）、横向（Y）及高度（Z）方向上的扩散规律进行了分析。结果表明:在X方向上,稳定分层下的气载污染物扩散显著弱于不稳定分层,当污染物的浓度降至60Bq/m~3时,F的扩散距离超过A的两倍。在Y方向上,稳定分层的浓度的最大值出现在烟囱中心面（Y=750m）处,而不稳定分层的浓度最大值偏离了中心面,不稳定分层下的横向扩散范围更广。在Z方向上,稳定和不稳定分层的烟羽中心线高度分别为100m和50m。（5）对不同风速下的流场和浓度场进行分析。结果表明,风速越大,回流区的速度、湍流动能和湍流耗散率逐渐增大;在X方向上,随着风速的增大,污染物浓度降至临界点的距离越近（＜60Bq/m~3）,且烟囱出口处的下洗程度越弱;在Y方向上,随着风速的增大,近地面（Z=1.5m）污染物的浓度最大值会逐渐偏移烟囱出口（Y=750mm）中心线。