黄铁矿与某些放射性核素的反应路径模拟

黄铁矿是地质介质中普遍且稳定存在的矿物,由于S22-的还原性强于Fe2+,可望作为强还原剂将高价核素还原为低价态,但黄铁矿的有氧氧化会产生酸,这对放射性核素的迁移阻滞不利。本工作使用PHREEQC软件,以中国甘肃北山五一井地下水为实例,模拟了黄铁矿还原U、Se、Tc等的反应路径。结果表明,在无氧的地下处置库氛围中,黄铁矿的存在能有效地还原高价态的U、Se、Tc,将其浓度降低至极低水平而阻滞其迁移,且反应后的溶液pH值有升高趋势。     

河岸含水层基坑工程施工方法

1 工程概况 邻湖工程位于水库旁边,地下1层.基坑面积为:南向为18层主楼基坑1809m2,北向人防地下室基坑2000m2,两基坑呈25°射线状布置.基坑中部设计有93根混凝土预制桩基,地下室底板为400mm厚C30钢筋混凝土,地下室主体:中部为柱下梁基,南楼地基梁为500×1300mm,北楼地基梁为400×800mm.均与桩基相连,坐落在200mm厚C20的垫层、混凝土之上.     

高分散的CoWO4或CuWO4提高WO3的光催化性能

本文采用原位浸渍与固相反应结合,成功地合成了CoWO4或CuWO4高度分散在WO3表面的复合CoWO4/WO3或CuWO4/WO3光催化剂。通过XRD,SEM,TEM,EDS,HR-TEM,UV-vis DRS,SPV和活性物种实验研究了CoWO4/WO3和CuWO4/WO3样品的结构,形貌,光物理性质和光催化降解机理。XRD,SEM和TEM结果表明,当CoWO4或CuWO4的负载量较小时,CoWO4或CuWO4高度分散在WO3表面上。但是当CoWO4或CuWO4的负载量增加时,WO3表面的CoWO4或CuWO4颗粒发生明显的团聚。可见光光催化降解RhB的实验结果表明,所有CoWO4/WO3或CuWO4/WO3样品的光催化活性都优于WO3的活性。这主要是因为WO3和CoWO4或CuWO4之间形成的II型异质结能够显著促进光生电子和空穴的分离。此外,CoWO4/WO3和CuWO4/WO3系列样品中,0.2％CoWO4/WO3和0.2％CuWO4/WO3分别显示了最优异的光催化活性,与WO3相比,其光催化活性分别提高了约9.1倍和6.8倍。此外,活性物种实验表明,光催化过程中在0.2％CoWO4/WO3和0.2％CuWO4/WO3催化剂上产生的?OH,h+和?O2?都是光催化降解RhB的活性物种。本文为设计高活性的光催化剂提供了一种思路。     

氚在某拟建核电厂长距离排放管线地下土壤-水中的扩散行为和迁移模拟研究

了解关键放射性核素³H在某拟建核电厂长距离排放管线地下土壤-水中的迁移行为,可为³H的监测方案和事故工况应急预案提供科学支持和数据支撑。采用贯穿扩散法研究了³H在某拟建核电厂长距离排放管线地下土壤-水中的扩散行为,分析了不同压实密度对³H有效扩散系数(D_e)的影响,并将获取的有效扩散系数作为溶质运移模型的输入参数,通过Visual MODFLOW软件对模拟区域进行水文建模和溶质运移预测,模拟30 d到10 a期间³H在区域内地下水中的迁移。结果表明：在土壤压实密度介于2 000～2 400 kg·m^-3之间时,³H的有效扩散系数介于1.48×10^-11～2.83×10^-11 m²·s^-1之间,在地下水中迁移扩散范围不超过200 m²,且³H污染物中心β活度浓度始终低于1 Bq·L     

Se在北山花岗岩地下水中的化学形态及浓度控制分析

利用地球化学模拟软件GWB(Geochemist’s Workbench),研究了Se在我国高放废物预选场址北山花岗岩地下水中的化学形态及浓度控制因素。结果表明,Eh和pH对Se的化学形态影响较大,在处于弱碱性的北山花岗岩地下水中,溶解态的Se主要以SeO32-、HSeO3-和HSe-的形式存在。北山花岗岩地下水属于高矿化水,在保持地下水组分不变的情况下,当固定Eh为0mV,pH在5～12之间变化时,Se浓度主要受Se(0)、CuSe2、Cu3Se2或CuSe等矿物的沉淀所控制;当固定pH为7.56,硒浓度随Eh变化则主要受FeSe2、Se(0)、CuSe2、Cu3Se2或CuSe等矿物的沉淀所控制。与Fe2+相比,Cu2+更易与Se反应形成沉淀。从本文的模拟结果来看,由于Se在北山花岗岩地下水中易形成硒-矿物沉淀,使得溶液中的Se浓度能维持在较低水平,因此有利于阻滞对氧化还原条件敏感的核素79Se的迁移。     

PhreePlot绘制某些可变价核素Eh-pH图

U、Np、Pu、~(99)Tc、~(79)Se等放射性元素或核素对氧化还原条件敏感,存在多种价态,且锕系元素(U、Np、Pu)具有丰富的配位化学,其在生物圈和地质圈中的化学行为较为复杂。电势(Eh)-pH图对解决在水溶液中发生的一系列反应及平衡问题具有广泛的应用。本工作采用PhreePlot软件绘制了这些元素或核素在人体血清、唾液、胃液、DMEM培养基和北山地下水中的Eh-pH图以研究它们的主要氧化态和赋存形态。结果表明,U在生物圈中的主要氧化态是Ⅵ,Np是Ⅳ,Pu是Ⅳ和Ⅲ,99 Tc是Ⅶ和Ⅳ,79Se是0和Ⅳ。相比其他元素或核素,pH对铀的赋存形态影响更大。在地质圈中,根据Eh-pH图来看,北山处置库有利于Np、Pu的长期储存而对于U、99 Tc、79Se的储存不利。本工作的对比研究也表明,在热力学数据库一致的情况下,采用免费软件PhreePlot绘制的元素Eh-pH图与Geochemist’s Workbench(GWB)程序绘制的Eh-pH图具有高度的一致性。     

铈基镧系氧化物的制备与晶体结构变化

通过制备和表征镧系元素的氧化物来模拟研究次锕系元素的混合氧化物固溶体的晶体结构。采用草酸盐共沉淀法和程序煅烧,得到了阳离子分布均匀的以CeO_2为本底的混合氧化物Ce_(1-x)Ln_xO_(2-x/2)(其中x∈[0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1];Ln=Nd、Sm)。利用红外光谱、拉曼光谱、热重分析和X射线衍射,表征了草酸盐前驱体(Ce_(1-x)Ln_x)_2(C_2O_4)_3·10H_2O的结构和特殊官能团,并使用X射线衍射法研究了Ce_(1-x)Ln_xO_(2-x/2)系列混合氧化物的晶体结构。结果表明,当固体氧化物中镧系元素含量较低时(对于Nd,x≤0.4;对于Sm,x≤0.3),可观察到典型的Fm-3 m萤石结构;当x较高(对于Nd,x≥0.5;对于Sm,x≥0.4)时,可观察到Ia-3立方结构。通过Rietveld方法计算晶格常数,表明其与平均阳离子半径遵从一种二次关系,这种二次关系是逐渐增长的平均阳离子半径和由于氧空位造成的O-O斥力减少综合作用的结果。     

铀在北山地下水中的种态分布及溶解度分析

为了解铀酰离子在北山地下水中的吸附、扩散和迁移行为,利用地球化学计算软件PHREEQC,采用由OECD/NEA发布的最新铀的热力学数据,计算了铀在我国高放废物地质处置库重点研究区甘肃北山地下水中的种态分布,并分析了围岩中存在的方解石对铀溶解度的影响。计算结果表明,在北山地下水组成不变的前提下,在偏酸性条件下,铀主要以UO₂F⁺、UO₂SO₄、UO₂²⁺、UO₂F₂和UO₂(SO₄)₂^2-的形式存在,而在中性至弱碱性条件下,主要以 UO₂(CO₃)^4-₃、UO₂(CO₃)₂^2-、UO₂(OH)₃^-和UO₂(OH)₄^2-的形式存在。我国计划建造的高放废物处置库的设计深度为地下500～1000m,其水岩体系一般呈弱碱性。在这样的弱碱性水岩体系中,以阴离子形式存在的铀酰配合物具有较强的可移动性。当地下水的pH=7.56时,在Eh<24mV的条件下,铀主要以沥青铀矿的形式存在,而在更高的Eh条件下,则主要以UO₂²⁺与CO₃^2-和OH^-形成的阴离子配合物的形式存在。当地下水与空气接触时,O₂的存在会使Eh升高,此时铀的主要存在种态为UO₂²⁺及其各种配合物。当围岩体系中存在方解石时,在pH<8.0的条件下,铀在地下水中的溶解度会显著提高,而在更高pH条件下,方解石对铀的溶解度无明显影响。     

镅在北山地下水中赋存形态及溶解度分析

使用PHREEQC软件及OECD/NEA出版的镅热力学数据,利用相关矿物的沉淀饱和指数,计算了镅在北山地下水中的赋存形态,探讨了pH值、方解石、CO₂分压及腐殖酸对镅的形态分布与溶解度的影响。结果表明,在近中性条件下镅主要以AmCO⁺ ₃和 AmSiO(OH)²⁺₃形式存在,在碱性条件下易形成AmOHCO₃·0.5H₂O(cr)和Am(OH)₃(cr)沉淀,因此偏碱性的北山地下水有利于阻滞镅的迁移。 围岩中存在的方解石对镅的溶解度和迁移性影响较复杂,在pH 6～8条件下,方解石能微弱地降低镅的溶解度;在pH 8～9.7时,方解石会提高Am(CO₃)^-₂离子的浓度,进而提高镅的溶解度,增强其可迁移性;而在pH 9.7～11时,方解石有利于AmOHCO₃·0.5H₂O(cr)沉淀形成,从而降低镅的溶解度。当固定pH为7.56时,镅的溶解度随二氧化碳分压升高先降低而后增大,在10^-2.25 bar时达最低值。由于易与腐殖酸形成络合物,在弱酸性至弱碱性条件下腐殖酸能提升镅的溶解度,从而增强其可迁移性,应引起重视。     

砌体裂缝原因分析与防治措施

1 砌体裂缝产生的原因分析 1.1 温度裂缝 温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝.最常见的裂缝是在混凝土平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的八字型裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝f包括女儿墙)和垂直裂缝.