237Np、238Pu、241Am和90Sr在包气带黄土、含水层和工程屏障材料中迁移规律研究 含长寿命核素中低放废物近地表处置安全性评价方法学研究2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1研究的目的与意义1

1.1.1 近地表处置废物评价方法学完整性的要求1

1.1.2长寿命放射性核素安全评价的特殊性1

1.1.3国内外缺乏超铀核素迁移试验数据2

1.2研究内容与技术路线3

1.2.1研究内容4

1.3试验方案设计考虑的主要问题7

1.2.2技术路线7

1.3.1确定野外试验的尺度和降水条件8

1.3.2解决试验中的技术难点8

1.3.3搞好质量保证9

1.3.4确保辐射安全措施11

1.4主要研究成果11

1.4.1主要成果11

1.4.2主要试（实）验结果11

1.4.3主要创新16

参考文献17

1.4.4研究工作中的一些新发现17

第2章 试验场区的水分运移20

2.1 引言20

2.2试验场自然地理及水、土和气象特征概述20

2.2.1试验场地理位置及地形地貌特征20

2.2.2试验场气象特征21

2.2.3试验场土壤特征21

2.2.4地下水化学成分22

2.3.1地层23

2.3地下水的运动23

2.3.2试验场水文地质特征24

2.3.3地下水水位24

2.3.4含水层渗透系数28

2.4黄土非饱和带水分运移现场研究30

2.4.1非饱和带水分运移特点30

2.4.2强交替带水分运移现场观测与研究30

2.5试验场区蒸发量计算36

2.5.1现场气象要素观测36

2.5.2现场土壤蒸发量计算与结果37

2.6土壤水特征曲线的实验室测量43

2.6.1压力仪法测定土壤水特征曲线的原理与方法43

2.6.2土壤水特征曲线的测量步骤44

2.6.3实验结果44

2.6.4结果与讨论47

参考文献49

第3章 超铀核素在包气带黄土中迁移的野外试验51

3.1 引言51

3.2现场试验总体设计以及试验技术与过程52

3.2.1试验总体设计52

3.2.2试验技术与过程52

3.2.3人工喷淋装置与模拟降雨55

3.2.4室内蒸发量的测量55

3.2.5土芯取样56

3.2.6样品测量60

3.2.7试验坑污染土壤清除与处置61

3.3.1垂向迁移63

3.3核素垂向与侧向迁移试验结果63

3.3.2侧向迁移69

3.4包气带中核素迁移对比试验71

3.4.1试验目的71

3.4.2试验方案71

3.4.3试验过程71

3.4.4试验结果与讨论72

3.5试验坑水流入渗示踪观测与对比试验75

3.5.1人工喷淋试验坑水流入渗观测75

3.5.2水分入渗对比试验观测76

3.5.3天然条件下试验坑水分运移示踪观测82

3.6结论与讨论83

3.6.1试验方法与技术83

3.6.2试验结果84

参考文献87

第4章 双介质组构的屏流效应88

4.1 引言88

4.2现场试验研究88

4.2.1试验与观测88

4.2.2试验结果分析90

4.2.3渗流量计算结果与分析95

4.3实验室实验研究101

4.3.1定性实验101

4.3.2定量实验106

4.4主要结论109

参考文献110

第5章 核素在含水层迁移的现场示踪试验研究111

5.1 引言111

5.2.1设计与建造前的工作113

5.2地下研究设施（URF）113

5.2.2设计119

5.2.3施工中的保护措施122

5.2.4 URF建造过程中的测试123

5.2.5 URF运行过程中的测试工作124

5.3示踪剂在水平土柱中的迁移试验（Type Ⅰ）125

5.3.1 水平土柱125

5.3.2未扰动土壤样品的采集126

5.3.3土柱内土壤参数测量127

5.3.4预试验128

5.3.5示踪剂迁移试验129

5.3.6试验结果133

5.3.7观察到的一些现象135

5.3.8试验结果的分析与讨论136

5.4放射性示踪剂在未扰动含水介质中的迁移试验（TypeⅡ）141

5.4.1框架141

5.4.2框架插入和提取预试验141

5.4.3试验143

5.4.4试验结果及数据处理147

5.4.5结论与讨论151

5.5稳定示踪元素在未扰动含水层介质中的迁移试验（TypeⅢ）153

5.5.1试验布局153

5.5.2水样的采集153

5.5.3土壤样品的采集154

5.5.4试验结果154

5.5.5试验结果的分析与讨论155

5.6.1试验装置158

5.6 3H和Br在含水层介质中的混合迁移试验158

5.6.2试验内容159

5.6.3试验160

5.6.4渗透系数K的测定160

5.6.5试验结果161

5.6.6结果的分析与讨论163

参考文献165

6.1引言166

6.2包气带中核素迁移模拟实验技术166

第6章 包气带中核素迁移模拟实验166

6.2.1模拟实验土柱168

6.2.2人工喷淋170

6.2.3核素迁移（分布）实验测量方法171

6.2.4流场参数直接测量方法的可行性试验173

6.2.5土柱“芯吸管”芯吸效应的有效性检验174

6.3实验过程175

6.3.1土柱模拟实验装置建立175

6.3.2试验土柱稳定流场参数测定175

6.3.4示踪源层铺放178

6.3.3土柱稳定流场的建立178

6.3.5土柱解体取样操作过程179

6.4示踪剂迁移结果184

6.4.1237Np分布的直接测量184

6.4.2取样测量结果184

6.4.3实验结果拟合187

6.4.4关于示踪核素Sr在包气带模拟实验土柱中的迁移速度189

6.5讨论190

6.5.1讨论190

6.5.2对今后实验方法改进意见的设想191

参考文献192

第7章 含水层中核素迁移模拟试验193

7.1实验193

7.1.1实验箱和实验土柱193

7.1.2供水系统193

7.1.3示踪源层194

7.1.4切割取样195

7.1.5样品分析196

7.2.1流量197

7.2流场参数197

7.2.2土壤参数198

7.2.3 4#箱土柱内水势测量199

7.3放射性核素实验结果201

7.3.1纵向中心线上的浓度分布201

7.3.2径向上的浓度分布202

7.4稳定元素实验结果203

7.4.1纵向中心线上的浓度分布203

7.4.2径向上的浓度分布205

7.5实验结果拟合206

7.5.1假设、方程和参数206

7.5.2拟合结果207

7.6结论与讨论210

7.6.1结论211

7.6.2问题与讨论212

参考文献213

8.2工程屏障材料研究现状及研究方法分析214

8.1引言214

第8章 核素在工程屏障材料中的现场迁移试验214

8.3现场包气层试验简述217

8.4核素在膨润土材料中迁移的现场试验217

8.4.1试验材料及其表征217

8.4.2试块制备219

8.4.3示踪源层制备与试块埋设219

8.4.4取样、切割和分析220

8.4.5试验结果与讨论221

8.5.1试验内容225

8.4.6结论225

8.5现场包气带条件下核素在水泥材料、水泥砂浆粉中以及土壤中的迁移研究225

8.5.2试验布置与示踪剂用量227

8.5.3取样与测量228

8.5.4试验结果与讨论228

8.5.5结论234

8.6建议235

参考文献235

9.1工程屏障材料性能研究概况238

第9章 工程屏障材料性能的实验室研究238

9.2含Sr,Nd,Ce和含237Np,238Pu低中放废物水泥固化体浸出研究239

9.2.1实验内容239

9.2.2实验结果与讨论246

9.2.3结论246

9.3超铀核素在混凝土中的扩散规律研究246

9.3.1实验部分247

9.4.1研究内容255

9.4膨润土回填材料的屏障性能研究255

9.3.2结论255

9.4.2渗透试验256

9.4.3分配系数测量260

9.4.4 Np在中国膨润土中的扩散研究263

9.4.5讨论266

参考文献267

第10章 超铀核素吸附特性研究268

10.1超铀核素迁移研究动向268

10.2.1实验准备270

10.2超铀核素237Np,238Pu的静态吸附270

10.2.2实验内容及方法271

10.2.3 238Pu的实验结果与讨论273

10.2.4 237Np的实验结果与讨论276

10.2.5结论280

10.3超铀核素237Np,238Pu的动态迁移280

10.3.1实验281

10.3.2实验结果与讨论285

10.3.3结论293

10.4.1实验294

10.4碳酸盐和有机质对237Np和241Am吸附的影响294

10.4.2实验结果与讨论297

10.4.3结论303

10.5 237Np在实验容器器壁上的吸附304

10.5.1实验材料与设备304

10.5.2实验方法304

10.5.3实验结果与讨论305

10.6黄土粒径和地下水中［Na+］对237Np的吸附影响307

10.6.1实验307

10.5.4结论307

10.6.2实验结果与讨论309

10.7 稳定元素Ce（Ⅲ）,Nd（Ⅲ）在黄土上的吸附310

10.7.1实验310

10.7.2实验结果与讨论311

10.8 3H,Br在原状黄土柱上的迁移比较313

10.8.1实验314

10.8.2实验结果314

10.8.3讨论316

10.9超铀核素237Np的循环柱吸附317

10.9.1循环柱实验装置的设计317

10.9.2实验318

10.9.3实验结果与讨论320

10.9.4结论324

参考文献325

11.1 Np,Pu在地下水和工程屏障平衡水中的形态计算研究329

11.1.1地球化学模式329

第11章 超铀核素化学形态研究329

11.1.2地下水及工程屏障平衡水的制备和分析331

11.1.3 Np,Pu的形态计算研究333

11.1.4结论337

11.2 Np,Pu在地下水中的价态337

11.2.1各种价态的稳定性337

11.2.2地下水中Np,Pu价态分析338

11.3.1文献综述340

11.3胶体的形成及对核素迁移的影响340

11.2.3结论340

11.3.2试验现场地下水中的天然胶体343

11.3.3 Np,Pu在现场地下水及载体胶体溶液中的胶体行为345

11.3.4胶体存在对核素在黄土上吸附行为的影响347

11.3.5结论349

11.4超铀元素络合行为及其对迁移的影响350

11.4.1文献综述350

11.4.2腐殖酸与超铀元素的络合及其对迁移的影响实验研究352

11.5 吸附在黄土中的237Np的形态研究356

11.5.1实验356

11.4.3实验总结356

11.5.2实验结果与讨论358

11.5.3结论360

11.6现场核素迁移试验砂源中核素的形态及其淋洗研究360

11.6.1实验概述360

11.6.2实验结果与讨论361

11.6.3结论363

参考文献363

12.1.1源项模式368

12.1核素在地质介质中迁移模式的研究进展368

第12章 核素在地质介质中迁移的数值模拟368

12.1.2地下水模式369

12.1.3地表水模式369

12.1.4剂量模式370

12.1.5综合模式370

12.2地下水流动与核素迁移模式371

12.2.1地下水非饱和带与饱和带中的流动数学模式371

12.2.2核素在非饱和带与饱和带中迁移的数学模式373

12.3.1试验场地下水流场模拟375

12.3地下水流动与核素迁移野外试验数值模拟375

12.3.2核素在包气带中迁移模拟379

12.3.3核素在含水层水平土柱中的迁移模拟384

12.3.4核素在含水层框架中迁移试验模拟394

12.4主要结论400

参考文献401

第13章 结束语404

13.1研究工作特点404

13.2.1屏流效应问题405

13.2几个问题的讨论405

13.2.2水泥固化体非饱和浸出问题407

13.2.3变质水泥问题410

13.2.4非饱和流场问题410

13.3 评价含长寿命放射性核素废物处置安全性应注意的几个问题412

13.3.1保护后代412

13.3.2关键组413

13.3.3防护最优化的几个问题413

13.3.4对长时期辐射的评价问题414

参考文献415