不确定性分析技术在某环保配套工程安全评价中的应用研究

为解决放射性废物处置安全评价结果受认知水平和长时间尺度等因素引起的不确定性问题,基于某环保配套工程项目开展确定性模型安全评价,然后基于概率论方法、拉丁超立方抽样技术生成1 000个样本,开展不确定性分析和灵敏度分析工作。结果表明确定性模型相对于不确定性模型,对近场释放率计算结果偏高,对地质圈释放率计算结果良好,对Mo-93、Ni-59产生的照射剂量估算较好,对I-129产生的照射剂量代表性中等偏下。灵敏度分析结果表明工程屏障中混凝土相关参数(如：混凝土有效扩散系数、混凝土中核素分配系数、混凝土屏障厚度)、废物浸出率、初始活度和核素在地质圈的分配系数为模型释放率峰值主要影响参数,可为后续工程设计与野外调查遴选出重点参数。     

非饱和水在双层孔隙介质中渗流的定性实验

本文主要介绍关于非饱和水在双层孔隙介质中渗流定性实验的方法和主要结果。使用由粗－细颗粒石英砂层（第Ⅰ类组合）及黄土－石英砂层（第Ⅱ类组合）组成的两类双层孔隙介质，用可视玻璃箱作为实验箱体，分别采用红色罗丹明B和曙红Y为示踪剂进行渗流定性实验。在由介质上表面定时喷淋清水条件下，分别观测了当示踪剂在第Ⅰ、Ⅱ两类双层孔隙介质“顶层释放”及示踪剂和石英砂混合后铺设在黄土内（第Ⅱ类组合）的“中间释放”情况下，示踪剂的渗流路径和扩展情况。无论在“顶层释放”还是在“中间释放”情况下，尽管粗颗粒层很薄，但均观察到非饱和水的绕流现象。距释放时间较长时，“顶层释放”的示踪剂在粗颗粒层下方中央形成一条明显的空隙；而由土体“中间释放”的示踪剂在粗颗粒层下方中央形成一条狭窄的示踪剂色带，两者形成了互补景象。另外，在未喷水的静置条件下，“中间释放”的示踪剂随着静置时间的增大而向上、下两侧黄土中的扩展范围也在逐渐增大。     

天然环境中放射性核素在土壤中的迁移

本文主要介绍“我国南方使用了36年的某废物填埋坑的放射性核素在土壤中的迁移行为研究”。结果表明：(1)填埋坑壁和坑底对防止放射性核素废液的渗透具有很好的阻隔能力；(2)核素^236Ra与^232Th在土壤中具有几乎相同的迁移特点；(3)核素^137Cs在土壤中的迁移速度约为1．0—2．6cm／a；(4)用半无限沙柱中瞬时投源的溶质运移模型和简单求和法估算当年^137Cs的填埋活度大致相符，且与分析的当年可能的情况吻合。     

中低放废物处置库源项释放模式的灵敏度分析

１引言放射性废物处置库的安全评价，通常是由景象分析和后果分析模式化后，经复杂的计算而完成。由于处置库本身是一个复杂的系统，评价的期限通常较长，需要输入的参数很多。这些参数有的具有一定的不确定性，有的受条件所限难以获得。在安全评价时，进行参数的灵敏度分...     

非饱和水通过双层孔隙介质渗流的定量实验

非饱和水通过双层孔隙介质的渗流对于放射性废物近地表处置库的顶盖设计具有重要意义。本文主要介绍非饱和水通过以黄土（细颗粒）和石英砂（粗颗粒）组成的双层孔隙介质渗流定量实验的装置、方法及其结果。从实验结果可见：黄土中的非饱和水在下渗过程中遇到石英砂层时，即使石英砂层很薄，且粒度很小，下渗水也发生绕流现象；相对绕流量的大小随水的喷淋强度的增大而减小，随石英砂层厚度的增加而增加。另外，实验发现，相当部分的绕流水是紧石英砂层的下表面运动的。由实验结果推断，在石英砂粒径0.2-0.45mm、埋深20cm情况下，不起绕流作用的石英砂层厚度≤1mm；对于≥2mm厚的石英砂层，相对绕流量达100％的喷淋强度需低于5mm/d。     

非饱和黄土介质中含水量对^85Sr迁移的影响

通过对现场示踪试验笔实验室模拟实验的分析和拟合发现,^85Sr在非饱和黄土介质中的延迟系数Rd并非常数,它随土壤含水量θ的增加而增大;而且,Rd随θ的变化趋势也与常用公式计算的结果相反。这表明：对于非饱和黄土,由实验室测量的分配系数Kd直接导出用于现场评价的Rd是不可行的,公式的应用范围以及kd的测量方法和取值亦值得研究。     

黄土包气带中放射性核素迁移的现场试验

在中国辐射防护研究院野外试验场开展了为期二年的包气带中3H、60Co、85Sr和134Cs的迁移试验,在天然条件和人工喷啉条件下共进行了六组试验.通过定期取样和直接测量两种方法测量了示踪核素的浓度分布;同时为配合迁移试验,同步开展了包气带中水分运移观测. 在介绍了试验概况之后,分析了作为水分运移示踪剂的3H的试验结果,并与野外现场的和实验室的其它研究包气带水分运移的结果相比较,令人满意的一致性显示了所建立的包气带水分运移研究方法的可靠性. 核素迁移结果表明,试验场址的黄土沉积层对所选用的示踪核素具有强烈的吸附滞留作用.经过二年的试验,60Co和134Cs的浓度峰无论在天然条件下还是喷淋条件下,迁移距离都不超过1cm;85Sr的浓度峰在喷淋条件下迁移了约13cm;在天然条件下迁移了约2cm.尽管60Co和134Cs被黄土强烈吸附滞留,但是,试验中发现一小部分60Co和134Cs迁移速度远高于其浓度峰的迁移.试验中还发现,在喷淋条件下,85Sr在迁移过程中形成具有不同迁移速度的二个浓度峰.这些发现对放射性废物处置的安全评价甚为重要.     

黄土包气带中放射性核素迁移的现场试验

在中国辐射防护研究院野外试验场开展了为期二年的包气带中 3H、6 0 Co、85 Sr和 13 4 Cs的迁移试验 ,在天然条件和人工喷啉条件下共进行了六组试验。通过定期取样和直接测量两种方法测量了示踪核素的浓度分布 ;同时为配合迁移试验 ,同步开展了包气带中水分运移观测在介绍了试验概况之后 ,分析了作为水分运移示踪剂的3 H的试验结果 ,并与野外现场的和实验室的其它研究包气带水分运移的结果相比较 ,令人满意的一致性显示了所建立的包气带水分运移研究方法的可靠性。核素迁移结果表明 ,试验场址的黄土沉积层对所选用的示踪核素具有强烈的吸附滞留作用。经过二年的试验 ,60 Co和13 4Cs的浓度峰无论在天然条件下还是喷淋条件下 ,迁移距离都不超过 1cm;85Sr的浓度峰在喷淋条件下迁移了约 13cm;在天然条件下迁移了约 2 cm。尽管 60 Co和 13 4Cs被黄土强烈吸附滞留 ,但是 ,试验中发现一小部分60 Co和 13 4Cs迁移速度远高于其浓度峰的迁移。试验中还发现 ,在喷淋条件下 ,85Sr在迁移过程中形成具有不同迁移速度的二个浓度峰。这些发现对放射性废物处置的安全评价甚为重要     

核素在非饱和黄土介质中的二维迁移

试验结果表明，天然降水条件下，在近3年的试验期间，^60Co,^85Sr和^134Cs三种核素在非饱和黄土介质中的比活度分布质心仍在示中源层这内，^85Sr的侧向比活度分布方差与纵向比活度分布方差相当；在人工喷淋条件下，这些核素的迁移距离也很短，说明非饱和黄土对这些核素有较强的吸附滞留能力。或者换句话说，非饱和黄土可以作为中低放废物处置的候选地质介质。另外，根据对试验结果的拟合与分析看出，降水入渗量极大地影响着核素向下的迁移速度和纵向扩展，因此，控制流经处置库的入渗水量，是减少处置废物中放射性核素对环境影响的重要因素。     

一种新的放射性核素迁移弥散系数计算方法

研究放射性核素在饱和被压实缓冲/回填材料中的迁移对于核废物处置具有十分重要的意义,为了用数学模拟的方法准确地对放射性核素迁移进行描述和预测,首先必须精确地求出有关的放射性核素迁移参数——弥散系数、吸附系数等,其中最重要之一就是弥散系数。目前确定放射性核素在被压实缓冲/回填材料中迁移弥散系数的方法主要有经验公式法和示踪实验。本工作结合放射性核素铀迁移的室内实验,应用概率理论计算了被压实缓冲/回填材料中核素迁移水动力弥散系数,讨论了被压实缓冲/回填材料水动力弥散系数和地下水流速对放射性核素在被压实缓冲/回填材料中迁移的影响。最后总结分析了具体的实现步骤。     

核素在非饱和黄土介质中迁移的环境模拟试验结果的拟合与分析

本文简要介绍了核素＾６０Ｃｏ，＾８５Ｓｒ和＾１３７Ｃｓ在非饱和黄土介质中迁移的环境模拟试验结果。文中简述了试验的模拟装置和方法，给出了主要的试验结果，包括２号土柱与４号土柱黄土和＾８５Ｓｒ比活度垂直分布的直接测量结果和４号柱黄土中＾６０Ｃｏ和＾１３７Ｃｓ比活度垂直分布的取样测量结果。对模拟试验测量数据进行了拟合与分析，得到了＾８５Ｓｒ比活度垂直分布的质心坐系ｚ０（ｔ）随试验时间ｔ的变化关系，给出了     

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。     

黄土包气带中核素迁移的直接测定

野外试验场核素迁移试验通常采用的方法是在示踪核素投放后不同时间在试验坑取土样 ,测定不同深度处的核素比活度分布。本文介绍了为中国辐射防护研究院野外试验场包气带土壤中核素迁移而开发的直接测定方法 ,主要介绍测量原理、装置、刻度及部分测定结果。试验所用的示踪核素源层为布放在地表下 1m深处体积为 55mm× 6 mm的85Sr、13 4Cs、60 Co与黄土的混合物。直接测量装置包括测井用探头 [ 50 mm× 30 mm的 Na I(Tl)探测器及其铅屏蔽体 ]、探头升降及深度测读部分、数据获取系统和测井四部分。文中给出了在天然条件 (C坑 )和人工喷淋条件 (F坑 )下示踪核素投放后不同时间的85Sr的垂向活度分布曲线。试验结果表明 ,F坑中示踪核素投放后第 2 6 4天 85Sr峰位向下迁移了 5cm左右 ,第 4 30天已向下迁移了约 8cm;而在 C坑 ,在约 2年试验期内85Sr的峰位几乎仍在原处。本方法所得结果基本上与采集土芯样测量的结果相符。最后分析了本方法尚待探讨的问题     

"核素在含水层迁移的现场示踪实验"中所用的实验框架的设计及应用

本文主要介绍了“核素在含水层迁移的现场示踪实验”中所使用的一种称为“实验框架”的实验装置,它也是确保此类实验环境安全的重要措施之一。文中叙述了该框架设计的考虑、应用中的技术向题和实验的效果。设计要求该框架在其插入实验区时基本不扰动含水介质,也不扰动地下水流场。它的作用不仅能将示踪剂的迁移限制在一定的范围内,而且在实验结束后能完整、安全地取出框架内的土壤,获得框架内关心位置上的土壤样品,并使实验现场不残留放射性示踪剂(^3H除外)。     

核素迁移现场试验的辐射环境影响评价

本文简述了核素迁移现场试验中对辐射环境安全的基本考虑、环境质量监测结果和试验结束后污染土壤的回收结果。监测结果表明 ,试验场周围辐射环境质量未因试验活动引起可察觉的变化 ,试验未对环境造成污染。示踪核素 60 Co、13 4Cs的回收率均超过 99.99%。回收后 ,天然条件下的试验坑内残留的 3 H将保持在浅层土壤内 ,经蒸发逐渐进入大气 ;喷淋条件下的试验坑内残留的 3 H将保持在深层土壤内 ,在全部衰变前不会进入含水层。 85Sr在回收前已几乎全部衰变。回收的污染土壤运回本院用于放射生态学实验研究。试验现场土壤中残留的核素 ,无论总量还是浓度 ,都远低于《国际电离辐射防护和辐射源安全的基本安全标准》中给出的相应的豁免值     

核素迁移延迟系数对环境评价结果的影响

环境影响报告书是实施环境影响评价制度的一项重要内容。本文讨论了核素在地质介质迁移研究中所用的延迟系数对下游计算点最大浓度计算结果的影响。实验结果表明：延迟系数并非常数;而计算结果显示：延迟系数对下游计算点的最大浓度计算结果有较大的影响。如果这些问题得不到足够的注意和应有的解决,将可能极大地影响评价结果的保守性,从而影响计算结果的可信性。文中指出,核素迁移模式中所应用的延迟系数应该由实测得到,而不要用某些公式由分配系数推导,以免对浓度计算,进而对后果计算带来较大的不保守性。     

90Sr在双层孔隙介质迁移过程中比活度分布"低谷"的成因与特征

简要介绍了人工喷淋条件下在非饱和黄土中进行的核素迁移实验.实验所用示踪剂为90Sr和237Np、238Pu、241Am等超铀核素,示踪源是上述示踪剂的硝酸盐溶液与石英砂的均匀混合物;石英砂的粒径在0.2～0.45 mm之间;示踪源层尺寸为120 cm×50 cm,厚0.7 cm,挖坑浅埋于地表下50 cm深处;喷淋强度为5 mm/h、3 h/d;实验历时1 078天;每半年在实验坑采集1个土芯样,经切割成样品后送实验室测量样品中核素的比活度,得到核素比活度的纵向分布.本文主要对90Sr的实验结果进行了数据处理,发现90Sr在双层孔隙介质中迁移时,比活度分布出现一"低谷".文中以90Sr为例讨论了比活度分布"低谷"的成因和特征.由于石英砂层的存在,作为核素迁移载体的水的运移产生绕流,使得90Sr在石英砂层下方的迁移距离远小于85Sr在单一黄土介质中的迁移.     

天然降水条件下核素在非饱和黄土中迁移快成分的特征

本文通过对^3H和^85Sr在黄土包气带现场示踪试验结果的分析,给出了快成分迁移倍速Uq与快成分份额f之间的函数关系,并按快成分计算出下游计算点的最大浓度与常规计算的最大浓度值的比值。结果发现,以质心运动速度计算下游关心地点的最大浓度在某些情况下是不保守的,核素迁移快成份在安全评价中的作用也是不可忽视的。     

~(85)Sr在黄土包气带中的迁移

现场示踪试验和环境模拟实验是核素在地质介质迁移研究中常用的两种方法。本文同时使用上述两种方法对85Sr在黄土包气带中的迁移规律进行了试验研究。现场示踪试验在 A、B坑 (天然降水条件 )和 D、E坑 (喷淋条件 )中进行 ,模拟实验用 2号和 4号土柱作实验。试验结果表明 ,在非饱和条件下 ,黄土对 85Sr有较强的吸附能力 ,85Sr的扩散参数随时间增加而增大。试验还发现 ,85Sr在同一黄土介质中的延迟系数 Rd 并不是一个常数。由试验数据经拟合后可以看出 ,85Sr的延迟系数 Rd 随水流速度 u (亦即随土壤含水量θ )的增加而增大 ,但小于由分配系数 Kd按 Rd=(1+ρKd/θ)导出的 Rd计算值 ,并且 ,由 Kd推导出的 Rd值随土壤含水量θ变化而变化的趋势也与实测结果相反。这说明 ,在黄土包气带条件下 ,如果将Kd 当作一个常数 ,则由 Kd 推导出的 Rd 值以及由 Kd 推导 Rd 值的常用方法都是不适用的。