中低放固体废物西北处置场环境地质研究

西北处置场是中低水平放射性固体废物的处置场。研究表明,场址区无不良地质现象,工程地质条件较好。场地内不含第四系浅层水,第三系承压水埋深较大。查明了地下水的补给、流量和排泄条件。通过地下水弥散实验研究获得了地下水实际流速、流向、纵横向弥散度和弥散系数。包气带研究获得了岩土的非饱和渗透系数。场址区岩土具有较高的可     

极低放废物填埋场防渗层对~(60)Co和~(63)Ni的阻滞性能

极低放填埋场防渗层设置是阻滞放射性核素进入生态环境的重要工程措施,开展防渗层的阻滞性能研究对于防渗层的设计和环境安全评价具有重要意义。针对来源废物中的主要核素~(60)Co和~(63)Ni,采用静态吸附实验和柱迁移实验获得了场址粘土的饱和渗透系数、分配系数及弥散度等特征参数,并通过数学模型预测了核素穿透防渗层后的浓度变化。结果表明,Co、Ni的分配系数分别为140.92 m L·g~(-1)和380.43 m L·g~(-1),阻滞因子分别为859和2 317,表明场址粘土对~(60)Co、~(63)Ni具有较强的阻滞性能;在防渗层正常发挥功能的情景下,防渗层渗出液中的~(60)Co、~(63)Ni浓度很低,用此类粘土建成的防渗层能够确保当地环境安全。     

99Tc在膨润土和北山花岗岩中的弥散行为

⁹⁹Tc因其半衰期长达21万年且以TcO₄^-形式存在时随地下水迁移能力强,是高放地质处置中重点关注的核素之一。为估测⁹⁹Tc在北山高放候选处置废物地质场址中的迁移能力,研究了北山地下水中TcO₄^-在高庙子膨润土和北山花岗岩中的弥散行为。结果表明：地下水中TcO₄^-和³H在高庙子膨润土和北山花岗岩中的弥散行为类似,表明膨润土和花岗岩对TcO₄^-迁移的阻滞能力很弱。地下水中TcO₄^-在高庙子膨润土和北山花岗岩中的弥散系数随水流速和温度的增大而增大,弥散度相对稳定。     

Np、Tc在模拟预选处置场条件下迁移行为机理研究（中期评估报告）

本研究项目按照计划节点要求完成了以下主要研究内容:1)对Np、Tc具有较强阻滞能力地质材料的筛选研究;2)Np、Tc在混合回填材料中的扩散系数的测定;3)部分围岩岩心的水力传导率、渗透系数、空隙率等特征参数的测定;4)Tc在甘肃北山地区预选场场址围岩中吸附机制和扩散机制的研究;5)大气条件下Np在甘肃北山地区预选场场址围岩中的吸附机制和扩散机制的研究等。     

某低中放废物处置场工艺设计与屏障特征

以华南某低中放废物处置场为例,分析了天然屏障中地形地貌、地质、地震、水文地质、气象、地表水等主要场址特征及不利因素。基于场址特征分析,有针对性地开展了工艺流程和工程屏障的研究与设计,并详细论述了处置方式、工艺流程、处置建构筑物、渗析水收集系统、覆盖层等设计方案。     

高放废物处置库野马泉预选地段地下水铀存在形式及迁移特征

甘肃北山野马泉地区是我国高放废物处置库预选场址之一。本文以该预选场址为例,在地下水铀、钍含量及其同位素比值测试、分析基础上,计算了铀存在形式。结果表明,地下水中的铀主要以U(OH)₄(aq)形式存在。探讨了铀的迁移特征,认为在当地的地质、水文地质等环境条件下,铀的迁移能力很低。     

遥感技术在低中放废物处置场选址中的应用

根据有关低中水平放射性废物处置场选址的规定,采集美国Landsat 陆地卫星数据,进行计算机处理获得 TM 影像图,利用 TM影像解译的成果,结合野外实地踏勘验证解译成果和大量资料的分析,研究了皖、浙、苏相邻地区的社会经济条件(如城镇居民点分布、农田分布、交通状况)、地形、地貌特征、区域地质稳定性、水文地质特征和工程地质特征。最后在浙西的八角塘地区提出了 3个低中放废物处置场址的候选地段:八角塘地段、铁板冲地段和长兴-广德-安吉三县交界地段。     

铀尾矿库区浅层地下水中U(Ⅵ)迁移的模拟

在详细分析中国南部某大型铀水冶尾矿库的结构特点、运营情况和库区水文地质条件的基础上，对库区水文地质条件进行概述，运用溶质反应-运移模拟软件PHREEQC-Ⅱ，建立研究区U(Ⅵ)在浅层地下水中迁移的一维溶质反应-输运耦合模型，并分析在不同时间、距离、扩散系数、弥散度等条件下铀在铀尾矿库区浅层地下水中的迁移，即铀浓度随时间及距离的变化。模拟结果与现场观测资料基本吻合，表明该软件能较好地模拟U(Ⅵ)的迁移情况，证明了该模型的可行性。研究还表明，弥散作用对铀迁移有显著影响，弥散度的取值是模拟可靠与否的关键参数，而分子扩散对本模拟的影响可忽略不计。      

极低放射性废物填埋场中同位素迁移与屏障研究

在查明场址地球化学特征的基础上,研究了238U、90Sr在场址包气带土壤中的吸附与迁移特征。设计了一系列非均匀介质实验模型,研究了在瞬时源和连续源条件下238U、90Sr在非均匀介质中的迁移特征。同位素迁移屏障研究在研究场址围岩对核素的吸附特征的基础上,筛选出合适的矿物添加剂以提高场址岩土对90Sr迁移的屏障能力。结果表明,238U和90Sr在场址土壤中迁移速度分别为0.365和0.385mm/a。非均匀介质对同位素迁移影响首先是减弱了主流体的污染强度,同时延长了污染作用时间;添加剂人造沸石可作为90Sr迁移屏障材料。     

高放废物处置库甘肃北山预选区综合水文地质研究

在野外水文地质调查基础上,开展了北山地区地下水系统特征、岩体渗透性能、地下水动态、水文地球化学、地下水同位素、地下水CFC以及地下水流场模拟等综合性水文地质研究。依据大量资料的科学分析,综合论述了研究区水文地质条件、地下水循环交替特征、地下水化学特征和动力学特征,并对北山地区作为高放废物处置库场址预选区的适宜性进行了评价。通过这些工作,不仅为我国高放废物地质处置库选址建立了系统的水文地质研究和评价方法,也为在该区筛选最适宜的高放废物处置库场址提供了重要的水文地质依据。     

pH值对U、Pu的吸附影响

以西南某极低放废物处置库预选场址为研究对象,通过静态模拟实验研究水相pH值对U、Pu在土壤中的吸附影响,结合PHREEQC软件模拟了该地下水溶液中不同pH值下的种态和主要成分。结果表明,水相环境中土壤对U、Pu的吸附约在第13d达到吸附平衡。pH值对土壤吸附能力有较大影响,酸性溶液吸附能力较弱,碱性溶液吸附能力较强。U、Pu在水溶液中的化学种态和主要成分对土壤吸附有一定影响,带电荷的UO_2(CO_3)_2~(2-)、UO_2(CO_3)_3~(4-)和不带电的Pu(OH)_4易与土壤表面的≡Si—OH、Al—OH等表面羟基官能团形成新的络合物,使得土壤的吸附能力增强。     

我国高放废物地质处置研究

文章提出我国高放废物地质处置拟采用处置库选址和场址评价-特定场址地下实验室-处置库“三步曲”式技术路线。计划目标是于2030∽2040年前后建成我国的高放废物地质处置库。处置对象是玻璃固化块、超铀废物和部分乏燃料，处置库为竖井-坑道型，候选围岩为花岗岩，位于饱和带中。已初步选定甘肃北山地区为重点预选区。该区地处戈壁，地壳稳定，人烟稀少，地质条件和水文地质条件有利。现已试验获取预选区大量深部地质环境参数。确定使用膨润土作为处置库的回填材料，已获得一批放射性核素在花岗岩和膨润土中的吸附、扩散数据，建立了模拟处置库温度、压力和氧化还原条件的实验装置。高放废物地质处置场址评价、放射性核素地球化学行为、回填材料研究和环境评价研究正在深入进行，并与国际原子能机构等进行了卓有成效的合作。     

铀随地下水迁移的地球化学屏障物料选择

通过热力学计算得到的铀在场址地下水中的主要存在形态为UO2(CO3)2-2、UO2(CO3)4-3、UO2CO03、UO2(HPO4)2-2,它们占99%以上.本工作对4种场址土壤进行表面电荷及Kd值测定.测定结果表明场址Ⅲ土壤有最大的表面正电荷值,且对铀有极高的吸附比,是铀的良好吸附屏障物料.采用测定Kd的方法研究了8种添加剂对4种场址土壤以及炭质砂岩、Ca(OH)2对Ⅲ号土壤的改良作用.结果表明大部分添加剂未对铀产生屏障作用;炭质砂岩、Ca(OH)2改善了Ⅲ号土壤的吸附性能,且Ca(OH)2是比炭质砂岩更为优越的添加剂.     

裂片核素的迁移研究 Ⅰ.混凝土对碘的吸附

研究了在模拟地下水介质中,混凝土对碘的吸附(解吸)规律和吸附等温线。实验表明,在30±2℃、c_I=10~(-6)mol/l、pH=9.01条件下的分配比R_(D_a)=3.16±0.32ml/g。还对酸度、固液比、固体比表面和还原剂Fe、(NH_2)_2存在时对R_D值的影响进行了研究。     

锶和铯在几种地质介质和模拟地下水间的分配系数

本文介绍了温度、pH、固液比和振荡方式等因素对静态法测定~(35)Sr 和~(134)Cs 在几种地质介质和模拟地下水间的分配系数时的影响。实验结果表明,温度在20—30℃、模拟地下水 pH 在5.4—9.3之间对测定分配系数基本没有影响,而固液比则有显著影响;在使用的放射性浓度范围内,这些样品的吸附等温线为直线。文中还给出了不同深度地质介质中~(85)Sr 和~(134)Cs 的分配系数。     

韩国选定乏燃料中间贮藏设施和低中水平废物处置场

韩国产业资源部(MOCIE)2003年7月24日宣布韩国在全罗北道扶安郡蝟岛选定了中低放废物处置场和乏燃料中央中间贮藏设施的建造场址。MOICE认为选定该场址的主要理由是：这里有适于作围岩的凝灰岩,没有活动断层存在,符合韩国科学技术厅(MOST)确定的选址标准。     

高放废物处置库甘肃北山预选区水文地质特征方法学研究

总结了 1996年至 2000年开展的甘肃北山地区区域水文地质调查研究成果。研究中从北山地区水文地质、水文地球化学、地下水同位素、腐殖酸调查入手,重点评价了研究区的含水介质特征、水文地球化学及地下水同位素特征。在大量资料综合分析的基础上,综合论述了研究区分区水文地质条件、地下水循环交替特征、地下水动力学和化学特征,并通过地下水流动状态的计算机模拟,水文地球化学以及水-岩-核废物间相互作用的计算机模拟,首次综合评价了北山地区作为我国高放废物处置库场址的可行性。研究成果全面、深刻展示了北山地区弱含水、低渗透、低流速的水文地质特征及偏碱性、高矿化的地下水化学特征,为在该区预选最适宜的高放废物处置库场址提供了评价依据。     

氚示踪剂在河谷潜水弥散实验中的应用

我所承担了古交煤田开发的环境影响预评价工作。地下水的流速,流向,弥散系数是建立地下水水质模型的重要参数。为此,在古交河谷潜水用氚水做了现场弥散实验。一、示踪剂及示踪量的选择选择示踪剂的条件是:(1)示踪剂不易被含水层介质吸附;(2)示踪剂测量灵敏度要高;(3)示踪剂在水中的运动速度最好和水相同;(4)示踪剂无害。以前常用的无机强电解质盐类,灵敏度较低,用量大,会破坏地下水的天然状态。有些有机染料,     

地质特种水泥对模拟含铀废液的静态吸附动力学研究

针对含铀废液这类具有放射性的特殊废液,本实验选用养护28 d、粒径为200-220μm的水泥颗粒作为吸附剂,通过改变吸附时间t以及pH值,获得地质特种水泥对含铀溶液的静态吸附规律。实验结果表明,地质特种水泥对不同浓度含铀溶液(20 mg·L~(-1)、30 mg·L~(-1)、40 mg·L~(-1))的静态吸附均在第1.5 d基本达到吸附平衡,最大吸附量(q_e)分别达到40.257 mg·g~(-1)、60.423 mg·g~(-1)、80.386 mg·g~(-1),最终静态平衡吸附率高达99.95%;保持铀溶液浓度一定(30 mg·L~(-1)),改变吸附体系的pH值(5、7、9),地质特种水泥对U(Ⅵ)的吸附率均可达到99.50%,无显著差异。以上结果表明,在本实验设定的环境条件下,地质特种水泥对U(Ⅵ)有极强的吸附能力,且其吸附效果基本不受含铀溶液浓度和pH值的影响。同时,静态吸附动力学模型研究表明,伪二级动力学模型能很好地描述地质特种水泥静态吸附铀的全过程(t=0-41 d),其相关系数R~2高达99.99%,表明地质特种水泥对U(Ⅵ)的吸附机理为:吸附速率按照与吸附驱动力(q_e-q_t)的平方呈正比关系进行演变。     

Am(Ⅲ)在铁氧化物上的吸附行为

为了解放射性核素在可能作为高放废物固化体包装容器材料腐蚀产物上的吸附行为,以我国高放废物处置库预选场址--甘肃北山地区深部地下水为介质,研究了包装容器材料的主要组分铁的腐蚀产物Fe2O3, Fe3O4对Am(Ⅲ)的吸附,讨论了pH值、总CO2-3, SO2-4、腐殖酸、Am(Ⅲ)浓度等对吸附的影响,并就可能的吸附机理进行了探讨.实验结果表明,Am(Ⅲ)在铁氧化物上的吸附分配比随水相pH值增大而增大;地下水的化学组分是影响Am(Ⅲ)存在形态和吸附的关键,Am(Ⅲ)在Fe2O3和Fe3O4上的吸附机理为界面配合,可用Freundlich吸附等温式描述.