237Np、238Pu和241Am在包气带黄土中迁移的模拟实验

本文介绍了237Np、238Pu和241Am在包气带黄土中迁移的模拟实验方法和结果.实验土柱尺寸为φ280 mm×1200 mm,示踪源层由示踪核素的硝酸盐溶液与石英砂(40～80目)混合后风干形成,尺寸280 mm×5 mm,核素迁移实验在喷淋(5.5～5.6 mm/d)条件下进行.对于237Np在土柱内垂向分布和迁移速度,实验期间用γ谱仪进行柱外直接测量.同时在实验进行1073 d和665 d后分别对1#和2#土柱中的237Np、238Pu和 241Am进行解体取样测量.经1073 d,237Np、238Pu和241Am在1#柱内比活度峰位分别向下迁移3.25、0.25和0.25 cm,其平均迁移速度分别为3.03×10-3、2.33×10-4和2.33×10-4cm/d.经665 d后2#柱内三种核素比活度峰位分别向下迁移1.25、0.25和0.25 cm,其平均迁移速度分别为1.88×10-3、3.76×10-4和3.76×10-4cm/d.237Np、238Pu和 241Am三种核素的比活度分布质心在1#和2#柱内分别向下迁移2.79、0.73、-0.09 cm和1.48、0.41、-0.27 (1073 d)和2#(665 d)柱内 237Np、 238Pu和 241Am垂向扩散参数σx(t)分别为1.29×10-3、9.86×10-4、5.03×10-4和2.00×10-3、2.12×10-3、1.08×10-3 #cm;在1cm;其延迟系数分别为1.03×103、3.93×104、3.18×104和1.17×103、4.25×103、6.45×103.由于石英砂和黄土是两种不同介质,在示踪源层处核素比活度分布呈现"低谷"现象.     

包气带中核素迁移模拟实验的设计和方法

本文主要依据中国辐射防护研究院开展的关于核素在地下水中迁移的研究工作，总结了包气带中核素迁移的土柱模拟实验技术，提出了设计实验的基本方法，讨论了非饱和流场特征、分配系数随含水率的变化、延迟系数的时间尺度效应等因素对实验设计的影响。实验的关键技术是建立所需含水率和流速的稳定非饱和流场，并难确地测量流场参数。在慨述了目前几种建立稳定流场和测量其参数的方法后，以一个例子介绍了利用灯芯效应在土柱中建立稳定非饱和流场的方法和用γ射线扫描技术测量含水率、用^131I作为示踪剂测量水流速的方法及在土柱外直接测量具有γ射线核素迁移速度的方法。     

水泥固化体的非饱和浸出实验

采用自行研制的非饱和浸出实验装置，用石英砂作蓄水介质，将8种规格(体积在40．2-16945.5cm^3之间)的水泥固化体试块置于密封容器中，进行了非饱和浸出实验。实验的含水量系列有5种，在0．15-0．40之间。非饱和浸出实验结果表明，在固化体试块体积≤4586.7cm^3时，累积浸出份额F随固化体周围介质含水量θ的增加而增大，例如，含水量在0．35和0．15时，不同体积固化体其360d的累积浸出份额之比在1．24-1．41之间；累积浸出份额随固化体体积V的增大而减少；含水量较高时的浸出实验结果接近于饱水浸出实验结果；历时1年的浸出实验显示，固化体试块的最大浸出深度约为2．25cm；另外，浸出实验中间取样与否，对最后的累积浸出份额影响不大。     

含水量对水泥固化体中核素浸出影响的实验研究

为了研究蓄水介质中的不同含水量对固化体中放射性核素浸出规律的影响 ,以石英砂作为蓄水介质 ,进行了周围介质不同含水量对固化体中放射性核素浸出性能的影响实验。实验结果表明 ,周围介质中含水量差异对浸出实验结果有较大的影响。对于1 5 .5cm× 1 6.6cm(体积为 3 1 1 3 .4cm3)的固化体 ,周围介质中含水量为 1 5 %、2 5 %、3 0 %、3 5 %、40 %时 ,经 3 60d浸出实验 ,其累积浸出份额分别为1 3 .6%、1 5 .3 %、1 7.3 %、1 8.4%、1 8.6% ;介质在饱和含水量状态 ( 3 5 % ) ,与在水中的累积浸出份额具等同性 ;固化体中核素的浸出发生在沿径向从表面向内深 2 .2 5cm的范围。