摘要：缓冲材料作为高放废物处置库中多重屏障体系的最后一道人工屏障,其对放射性核素的阻滞性能将直接影响到处置库的长期稳定性和安全性。对新疆膨润土、新疆沸石、安徽明光凹凸棒石和四川江油黄铁矿4种单一矿物材料对铀的吸附性能进行对比研究,结果表明,由于新疆膨润土具有低渗透性、良好的膨胀自愈性及吸附性,将其作为集成缓冲材料的基材矿物合理。在此基础上开展了以新疆膨润土为基材、以沸石、凹凸棒石和黄铁矿作为可选择的添加矿物来构建B-Z、B-Z-P、B-A及B-A-P 4种类型集成缓冲材料,对4种类型集成缓冲材料的吸附性能进行对比分析,结果表明:B-A-P型集成缓冲材料对放射性核素铀的吸附性能优于其他3种类型集成缓冲材料,并且铀在B7AP型集成缓冲材料中表观扩散系数Da为4.07×10-12 m2/s,均比其他配方的集成缓冲材料表观扩散系数小。因此,B7AP型集成缓冲材料更适宜作为处置放射性核素铀的人工屏障材料,该研究成果可为高放废物处置库中的人工屏障材料设计提供参考。

摘要：缓冲材料作为高放废物处置库中多重屏障体系的最后一道人工屏障,其对放射性核素的阻滞性能将直接影响到处置库的长期稳定性和安全性。以具有低渗透性和良好的膨胀自愈性的膨润土作为集成缓冲材料的基材,以沸石和黄铁矿作为矿物添加剂,三者按照质量比为63∶27∶10均匀混合构成集成缓冲材料B7ZP,并采用恒定源扩散实验分析了锶在干密度为1.70g/cm^3试样中的扩散特性,结果表明,B7ZP缓冲材料对锶具有良好的阻滞性能,其表观扩散系数为3.30×10^(-12) m^2/s。同时,以多孔介质污染物迁移理论为依据,建立了锶在集成缓冲材料B7ZP中迁移的对流-弥散-吸附多场耦合方程,并应用Matlab软件分析了不同的时间尺度、渗流速率、表观扩散系数和阻滞因子等因素下集成缓冲材料B7ZP对锶的长期阻滞性能,为高放废物处置库的缓冲材料设计和长期阻滞性能评价提供科学依据。

摘要：将以膨润土为基材的集成缓冲回填材料导热性能及其影响因素作为一个系统来研究,在深入分析集成缓冲回填材料不同干密度、不同含水量、不同孔隙度、和不同饱和度条件下的导热性能实验的基础上,基于灰色系统理论对集成缓冲回填材料的热传导系数和热扩散系数(作为系统输出)及其影响因素(作为系统输入)进行系统模拟,建立了相应的预测模型,设计了模型算法,并用Microsoft Visual Studio为开发工具,研制了"集成缓冲回填材料导热性能模拟软件系统",用该软件系统成功实现了以膨润土为基材的集成缓冲回填材料导热性能的模拟及预测,结合导热性能实验数据进行软件实证分析,从软件运行的实证数据看,预测效果好、精度高;从控制(输入)的角度研究集成缓冲回填材料热传导热系数和热扩散系数(输出)的预测问题,不仅为集成缓冲回填材料导热性能的预测和模拟提供了平台和工具,更重要的是为高放核废物处置库工程屏障开发出具有高导热性能缓冲回填材料奠定了基础。

摘要：将新疆塔城地区天然钠基膨润土的导热性能及其影响因素作为一个系统来研究,在深入分析膨润土在不同干密度、不同含水量、不同孔隙度和不同饱和度条件下的导热性能实验的基础上,基于人工神经网络方法对新疆塔城地区天然钠基膨润土的热传导系数(作为系统输出)及其影响因素(作为系统输入)进行了系统模拟,建立了相应的模拟模型,设计了模拟算法,并用Microsoft Visual Studio为开发工具,研制了"膨润土导热性能模拟软件系统",用该软件系统成功实现了新疆塔城地区天然钠基膨润土导热性能的模拟及预测,结合导热性能实验数据进行软件实证分析,从软件运行的实证数据看,预测效果好、精度高;从控制(输入)的角度研究膨润土热传导热系数(输出)的预测问题,不仅为膨润土导热性能的预测和模拟提供了平台和工具,更重要的是为高放核废物处置库工程屏障开发高导热性能缓冲回填材料奠定了基础。

摘要：核废地下处置的核心是使用多种工程/天然屏障来阻止、延迟核素从固化体向自然界、生物圈扩散,缓冲回填材料是延缓核素迁移的最后一道工程屏障。拟通过对多孔介质中核素迁移过程建模来描述核素在回填材料中的迁移过程。引入达西定律来描述渗流场,假定温度场为稳定场,且不考虑化学场对核素迁移的影响,设计并实现了基于有限元法和有限差分法的数值求解器,通过与短期核素扩散实验数据对比,预测的结果与实验数据基本吻合,可初步模拟得到核素在较长时间迁移之后在回填材料中的分布情况,为核废处置提供参考。

摘要：采用静态吸附实验方法,研究了吸附时间、溶液p H值、吸附剂加入量和溶液初始浓度等因素下,新疆沸石、缙云沸石及赤峰沸石对Cs+吸附性能,结果表明:在处理较低浓度的含Cs+废液时,新疆沸石和缙云沸石对放射性核素Cs+的吸附性能差别不大,并且两者的吸附性能明显优于赤峰沸石对Cs+吸附效果;在处理较高浓度的含Cs+废液时,新疆沸石对放射性核素Cs+吸附性能最优于缙云沸石,而赤峰沸石对Cs+的处理效果最差。因此,新疆沸石较适宜处理不同浓度的含Cs+放射性废水,该研究结果可为放射性废水处理、高放废物地质处置库中的人工屏障设计及集成缓冲材料开发提供科学依据。

摘要：采用静态吸附实验方法,研究吸附时间、溶液p H值、吸附剂加入量和溶液初始浓度等因素下,新疆沸石、缙云沸石及赤峰沸石对Sr2+吸附性能,结果表明:同一吸附条件下,3种沸石对放射性核素Sr2+的吸附性能由大到小依次为:新疆沸石>赤峰沸石>缙云沸石,并且新疆沸石适宜处理低浓度的含Sr2+放射性废水,该研究结果可为放射性废物处理、高放废物地质处置库中的人工屏障设计及集成缓冲材料开发提供了科学依据。