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第1章 概述1

1.1引言1

1.2放射性核素锶铯固化的研究现状1

1.2.1天然矿物用作核废弃物处置回填材料的研究2

1.2.2放射性废物的固化方法及固化材料的研究3

1.3非平衡态热力学及其应用8

1.3.1非平衡态热力学的发展8

1.3.2非平衡态热力学的应用9

1.4非平衡态热力学在核素迁移问题中的应用前景10

1.5综合与评述11

第2章 固化基材黏土等矿物材料对锶铯的吸附性能13

2.1引言13

2.2原材料及其加工与处理13

2.2.1原材料13

2.2.2原材料的处理14

2.3多种矿物吸附锶铯的实验研究18

2.3.1实验方法18

2.3.2实验结果19

2.4部分原材料比表面积的测定21

2.5矿物材料吸附实验研究方法22

2.5.1实验材料和设备22

2.5.2静态吸附理论及方法22

2.5.3竞争吸附理论及方法24

2.5.4动态吸附理论及方法24

2.6矿物材料的静态吸附实验研究26

2.6.1不同浓度条件下对锶铯的吸附研究26

2.6.2不同温度条件下对锶铯的吸附研究30

2.6.3不同介质条件下对锶铯的吸附研究32

2.6.4不同pH条件下对锶铯的吸附研究35

2.7矿物材料对锶铯的竞争吸附研究36

2.7.1单个矿物材料对锶铯的吸附分析37

2.7.2三种矿物材料对锶铯的吸附分析39

2.8矿物材料动态吸附性能研究41

2.8.1矿物材料的动态吸附曲线41

2.8.2矿物材料的动态吸附参数分析45

2.9黏土等矿物材料对模拟锶铯元素吸附机理的探讨47

2.9.1矿物材料吸附锶铯遵循的主要原理48

2.9.2矿物材料吸附锶铯的三个效应50

2.9.3矿物材料对锶铯的吸附方式51

2.10小结53

第3章 矿物材料的谱学及稳定性研究54

3.1 XRD分析54

3.1.1未吸附锶铯的矿物材料物相分析54

3.1.2吸附锶铯后的矿物材料物相分析56

3.1.3矿物材料的结构化学及晶胞参数分析63

3.2红外光谱分析71

3.2.1矿物材料红外光谱的基本理论71

3.2.2矿物材料的红外谱图及谱带变化分析72

3.3矿物稳定性研究75

3.3.1酸碱条件75

3.3.2温度变化76

3.3.3压力变化78

3.3.4抗辐射性80

3.4小结82

第4章 碱矿渣-黏土复合胶凝材料的组成设计84

4.1引言84

4.1.1碱矿渣水泥胶凝性能的获得84

4.1.2热活化高岭土在碱作用下的反应85

4.1.3碱矿渣-黏土复合胶凝材料的组成设计思想及组成材料选择86

4.2实验86

4.2.1原材料86

4.2.2原材料的预处理88

4.2.3实验方法89

4.3结果与讨论92

4.3.1热活化高岭土与矿渣之比（HAK/GBS）对碱矿渣-黏土复合胶凝材料水化物粉体吸附锶铯性能的影响92

4.3.2含锶铯碱矿渣-黏土复合胶凝材料固化体粉体的浸出性能95

4.3.3碱矿渣-黏土复合胶凝材料与其他几种水泥水化物粉体对锶铯吸附-浸出性能的比较98

4.3.4碱矿渣-黏土复合胶凝材料的强度100

4.4小结101

第5章 碱矿渣-黏土复合胶凝材料固化锶铯的机理研究103

5.1引言103

5.2实验103

5.2.1原材料103

5.2.2实验方法104

5.3结果与讨论107

5.3.1碱矿渣-黏土复合胶凝材料的水化产物107

5.3.2 SrO-CaO-SiO2-H2 O体系的水热反应114

5.3.3锶铯在碱矿渣-黏土复合胶凝材料JK-H15-Z5-M10水化物粉体中的吸附行为119

5.3.4 Na2 O-CaO-Al2O3-SiO2-H2O体系水热合成粉体吸附锶铯的性能127

5.3.5碱矿渣-黏土复合胶凝材料固化锶铯的机理探讨144

5.4小结148

第6章 碱矿渣-黏土复合胶凝材料固化模拟放射性泥浆的可行性及固化体的性能研究150

6.1引言150

6.2原材料和实验方法150

6.2.1原材料150

6.2.2实验方法151

6.3结果与讨论154

6.3.1水胶比154

6.3.2凝结时间154

6.3.3固化体的抗压强度155

6.3.4固化体的抗冲击性157

6.3.5固化体的干缩性157

6.3.6固化体的抗硫酸盐性能158

6.3.7固化体的耐酸性160

6.3.8固化体的抗辐照性能162

6.3.9模拟放射性核素锶铯的浸出率163

6.3.10固化体锶铯的浸出率165

6.4小结167

第7章 热力学分析169

7.1引言169

7.2相关核素浸出实验169

7.2.1实验药品和设备169

7.2.2实验方法171

7.3结果与讨论176

7.3.1核素迁移过程中唯象方程的建立176

7.3.2唯象方程中系数的求解182

7.3.3锶铯在水泥固化体中迁移数值模型的建立及求解190

7.4小结211

参考文献213

附录 源程序222