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。      

某铀矿山废水中放射性核素对周边环境地表水的影响

研究铀矿山废水中放射性核素对周围水域的影响及这些核素在水域中的迁移状况。以国内某座铀矿山的排放废水作为研究对象,在尾矿库和废水净化厂房周围的河流中取样,采用电感耦合等离子体质谱法进行检测得到样品中铀、钍、钾的含量。所有监测点中,除了S-02号样品的238U和40K含量偏高外,其余监测点样品的238U和40K的含量都在天然本底范围内。所监测铀矿山周边水域中放射性核素未超过国家标准,水中放射性核素在随水流迁移过程中含量逐渐降低,到河流下游时,与天然本底水平相当。     

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。     

铀尾矿库辐射安全问题的现状分析及对策

随着天然铀的需求量大幅提高,铀矿开采和冶炼产生的尾矿数量将持续增加。由于铀尾矿中含有大量重金属和放射性物质,且数量庞大,尾矿库的潜在危害及辐射安全问题十分突出。本文通过对铀尾矿库辐射安全事故的回顾,指出铀尾矿库辐射安全管理工作的重要性,针对运行期间铀尾矿库的分布情况、辐射安全监管现状以及辐射危害因素进行分析,提出了存在的挑战及对策,为铀尾矿库的辐射安全管理提供建议和思路。     

铀尾矿渗滤液中铀在地下水中的迁移模拟

选择某铀尾矿库作为研究对象,采集尾矿坝中的铀尾矿样品、含水层砂土样品及隔水层粘土样品,研究U在关键地层土壤样品上的等温吸附规律及降雨条件下U的浸出过程,得到U在关键地层的吸附迁移参数及源项释放规律,并运用FEFLOW6.2软件建立铀尾矿评价区地下水三维模型,模拟U的迁移行为及浓度分布。实验结果表明U在砂土与粘土上的吸附符合线性等温吸附模型,分配系数K_d分别为20.41 L/kg、45.92 L/kg;实验周期内酸雨淋浸与去离子水淋浸条件下U浸出平衡浓度分别为0.83 mg/L、0.79 mg/L,浸出率分别为46.07%、20.92%。模拟结果表明经过30年的迁移,U污染晕峰值浓度为0.595 mg/L,峰值浓度迁移距离为36.44 m;经过50年的迁移,U污染晕峰值浓度为0.440 mg/L,峰值浓度迁移距离为42.93 m。     

辽宁某铀尾矿库科学试验场综合研究

铀尾矿库是铀矿冶系统中的一个重要的辅助设施。铀矿石经过铀提炼之后形成的尾矿渣都贮存在铀尾矿库内。虽然铀尾矿库中尾矿渣的放射性比活度不太高,但是由于废物数量大,会对环境造成长期的潜在影响和危害。本文在保证环境治理工作的基础上,借鉴现有的铀尾矿库退役治理经验,研究退役铀尾矿库的生态恢复与切实可行的综合利用方案,使铀尾矿库退役后达到有限开发利用。在确保实现可接受水平的前提下,最大限度地节省投资,增加人文美学景观效果,同时带动地方经济的发展和社会效益的提高,为国内相关铀尾矿库区的生态恢复和土地利用提供新的示范案例。     

某铀尾矿库周边土壤中铀元素的空间分布与污染评价

为查明某铀尾矿库周边土壤中铀元素的空间分布特征及污染程度,对该铀尾矿库进行了现场采样,利用便携式XRF元素分析仪进行了原位测试,并采用SPSS软件对铀元素的测试数据进行了统计分析。结果表明:该铀尾矿库周边土壤中铀元素含量的平均值分别是中国及其所在省土壤中铀元素含量背景值的4倍和2.3倍,而样品中铀元素含量变异系数达到61.84%,属于强变异,且样品中铀元素含量的统计频数属于正偏态分布,这说明该铀尾矿库对其周边土壤产生了一定的污染效应。在统计分析基础上,运用单因子污染指数法与地质累积指数法,并结合Arc GIS空间分析功能对该铀尾矿库周边土壤中铀元素污染程度进行了定量评价,评价结果表明,主要污染区域集中在该铀尾矿库坝址区0~500 m范围内及尾矿库NE侧的应急处理池周围0~100 m内,该评价结果可为铀尾矿库治理及植物修复提供基础数据。     

基于GMS的某铀矿地下水中铀迁移模拟

为了掌握某地浸铀矿地下水中铀的迁移状况,结合某地浸铀矿的地质条件和相关参数,建立了此地浸矿的三维水流模型和地下水水质迁移模型。通过应用GMS软件数值模拟软件,模拟某地浸铀矿采区地下水中铀的运移范围和运移规律,通过模拟结果,发现铀的迁移随地下水流场的影响较大,在低水头区域有浓度富集现象的存在。模拟1、5、10、20年后,区域内的铀浓度逐渐趋向稳定,模拟结果可以铀矿地下水污染防治提供数据依据。     

铀在固体介质中的扩散行为研究

研究了放射性核素铀在土壤和水泥中的迁移扩散行为,以及某已关闭放射性分析实验室厂房附近地表土和水泥地面污染情况.采用柱迁移实验研究了核素铀在土壤和水泥样品的柱分配系数Kd和滞留系数Rd.结果表明,铀在土壤中的分配系数大于水泥样品中.环境土壤和水泥样品的比活度测量结果与该地区环境土壤本底值基本一致,随着样品取样深度的增加U...     

中尺度海域核设施低放废液排放方案的初步探究

以某海域为例,初步探究某核设施正常运行时低放废液在中尺度海域的排放方案。采用MIKE21模拟软件,利用水动力模块(HD)和对流扩散模块(AD)建立了中尺度海域放射性核素迁移扩散数值模型,以半衰期为12.5年的放射性核素氚为例,考虑了排放口离岸距离、排放口方位和不利风向等因素,对放射性核素在中尺度海域的迁移分布状况进行了数值模拟。初步计算结果表明,排放口设在某河口东北侧,距岸不小于30 km的海域,有利于放射性核素的迁移、扩散。     

应用随机模拟理论计算低、中放固体废物处置场核素迁移

为了计算低、中放固体废物处置场关闭后,放射性核素在孔隙介质中迁移行为以及对公众造成的照射,应用随机数学理论,将处置场岩土体孔隙-裂隙双重介质视为一个随机场,依据流体渗流力学理论基础形成的二维定向渗流理论,建立了反映放射性核素在处置场岩土体中迁移规律的数学模型。结合计算技术,进一步建立可对放射性核素在处置场岩土体中迁移规律进行仿真分析的系统,并可以用于放射性核素在处置场岩土体中迁移规律模拟研究与预测分析,以及对公众所致辐射剂量计算。通过算例重复仿真实验分析,最后进行统计平均得出放射性核素在处置场岩土体中迁移的规律性认识,验证了所建模型是可行的、有效的。     

放射性核素在地质介质中的迁移研究

利用拉普拉斯变换给出了迁移方程在一维近似条件下的解析解，并且研究了核素表观扩散系数和地下水流速等参数对扩散的影响，结果表明，在核素迁移过程中，核素的扩散作用是主要的，而地下水的输运作用是次要的。     

"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)。     

放射性核素Cs在被压实回填材料中的迁移和扩散预测

目前，对于放射性核素在被压实回填材料中的迁移模拟主要是室内实验。针对这一问题，根据实验获得的数据和核素迁移机理，引入合理的核素迁移模型，模拟了数年后核素Cs在被压实回填材料中的扩散和迁移行为。讨论了时间、被压实回填材料中水流速、Cs的吸附分配系数和弥散系数对Cs在被压实回填材料中迁移和扩散的影响。初步研究表明：Cs在被压实回填材料中的迁移主要受水的流速、分配系数和弥散系数的影响。6m厚的被压实回填材料足以1万年阻滞Cs从回填材料扩散到环境中。     

Applications of an adjoint Monte Carlo method to the underground migration of radionuclides over large scales

An adjoint Monte Carlo method has been applied recently to the transport of dissolved radionuclide chains through a saturated porous medium [Smidts, O.F., Devooght, J., 1998a. Analysis of the transport of radionuclide chains in a stochastic geological medium by a biased Monte Carlo simulation. Nuclear Science and Engineering 129, 224–245. (+corrigendum, 130, 164); Smidts, O.F., 1998. Point and surface estimations by a non-analog Monte Carlo simulation for the transport of radionuclide chains in porous media. Monte Carlo Methods and Applications 4(4), 289–318; Smidts, O.F., 1999. TRACKS: an efficient particle tracking code for the migration of radionuclide chains with uncertain site characterisation. In: Proceedings ENS Topseal'99: Commitment to the Future Environment, Vol. 2.]. We give, first, a general introduction of the method. We emphasize on the problem of the accurate estimation of local concentrations or cumulative concentrations over the geosphere–biosphere interface and the migration of multiple species in a radionuclide chain.Then, to study the impact of highly heterogeneous retardation factor on transport, we present an approximate semi-analytical solution for the transport of a radionuclide. Finally, numerical tests, including migration of radionuclide chains over large distances, are defined and several comparisons are made with analytical and semi-analytical solutions to verify the Monte Carlo method and its related transport code TRACKS on 1D and 3D transport problems. The results are presented and discussed for highly heterogeneous retardation factor.     

基于广义积分变换法的放射性核素迁移计算

针对我国某铀矿尾库的风险评估需求,根据具体场地的水文地质条件,建立了包气带及饱和带中核素迁移的数学模型。在理论建模基础上,基于广义积分变换法对核素迁移方程进行求解,分析了铀尾矿库中²³⁸U、²³⁴U、²³⁰Th、²²⁶Ra、²¹⁰Pb在4种情景下的迁移规律。结果表明：广义积分变换法对于评估相对较复杂的地下污染物运移问题效果较好,尤其对于长时间尺度和污染物浓度非常小的情况,结果准确。进一步验证了较厚的包气带不仅能最低程度上减小核素在饱和带的迁移速率,而且浓度也低。吸附性能越强的介质,对核素迁移的阻滞作用越大。     

循环柱实验装置的建立及其在核素迁移实验研究中的应用

本文介绍循环柱实验装置的特点以及在核素迁移实验研究中的应用。该装置是将实验介质如石英砂或黄土填充在有机玻璃柱中，联接所有管路接头并密封，即可进行实验。采用该装置进行实验时，淋洗液在柱中多次循环，直到循环流出液的放射性浓度基本不变，它具有静态和动态实验的特性。经实验验证，所建立的循环柱实验装置设计配置合理、运行稳定、操作方便。采用不同介质分别与^237Np和^238Pu在循环水作用下，进行了核素迁移实验。结果表明：循环柱实验结果与静态实验结果有明显的相对可比性（即相关性），它可替代静态法和动态法，用来测定吸附分配比、分析核素在介质中的迁移分布状况。所得结果更接近现场实验结果。     

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。