钙钛矿人造岩石固化模拟铀的浸出性能研究

通过高温固相反应,以铈作为铀的模拟元素,在1 300℃下保温2h合成了钙钛矿基人造岩石固化体。采用XRD对固化体进行物相分析,同时采用MCC-1静态浸泡法及美国PCT粉末浸泡法对不同铈核素包容量的固化体进行浸出性能研究。结果表明,Ce在钙钛矿人造岩石固化体中的包容量低于质量分数18.94%,约为0.15～0.2个结构单位。Ce元素的掺入起到了促进烧结和稳定钙钛矿晶格的作用,当固化体中Ce的荷载量高达35.04%时,Ca元素的90d浸出浓度已超出检测限而未测得,累积浸出分数低至1.87×10-5 cm;Ce元素的90d浸出率和累积浸出分数低至0.27×10-8cm.d-1和6.55×10-7 cm,比玻璃固化体浸出率低了2～3个数量级,说明钙钛矿固化体具有良好的化学稳定性,且当铈核素掺量接近钙钛矿最大包容量时固化体结构最稳定,抗浸出性能最好。     

Ca0.9Ce0.1Ti0.8Al0.2SiO5在水热作用下的化学稳定性

通过固相法合成掺铈榍石固溶体(Ca0.9 Ce0.1Ti0.8Al0.2SiO5),采用PCT粉末浸泡试验法,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等分析测试手段,研究掺铈榍石固溶体在热液作用下的稳定性.实验结果表明,掺铈榍石固化体在不同条件下(温度150～ 200℃,0.476～1.554 MPa,pH值5～9),都具有良好的稳定性.随着浸泡时间的增加,各元素的归一化浸出率逐渐降低并保持在较低水平.     

锆酸盐人造岩石的制备及其浸出性能的研究

采用分析纯氧化铈(CeO2)、氧化锆(ZrO2)和氧化钙(CaO)、碳酸钙(CaCO3)、氟化钙(CaF2)为原料,经固相反应合成具有烧绿石结构的CaCeZr2O7。通过XRD、SEM、密度和显气孔率以及浸出率的测试,对锆酸盐矿物的合成以及对Ce的浸出性能进行了研究。结果表明,在1 500℃下保温3h用CaF2做钙质原料可得到浸出率较低的锆酸盐固化体样品,其密度和显气孔率分别为3.26g/cm3和32.4%,铈的归一化浸出率为7.14×10-6 g/(m2.d),对Ce的包容量可达24.38%。由于其包容量大等优良性能,可作为高放废物人造岩石固化的基材。     

榍石固溶体的稳定性

以H_2SiO_3、CaCO_3、TiO_2、Nd_2O_3和Al_2O_3为原料,通过固相法合成的榍石固溶体,对合成榍石固溶体进行PCT粉末浸泡实验和~(60)Co源辐照试验,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、原子吸收光谱(AAS)、荧光光谱(FS)、激光拉曼光谱(LRS)分析等手段,研究榍石固溶体的化学稳定性和抗γ射线辐照的稳定性.结果表明,在pH值为5～9的水溶液中掺钕榍石固溶体具有良好的化学稳定性;辐照累计剂量为5.76×10~5 Cy的~(60)Co源辐照没有造成榍石固溶体晶格的的辐射损伤,榍石固溶体具有良好的抗γ射线辐照稳定性;在90℃、pH值为7的浸泡条件下,榍石固溶体的Ca~(2+)、Ti~4和Nd~(3+)的42 d归一化浸出率分别为6.32×10~(-3)、3.9×10~(-5)、5.38×10~(-3)g/(m~2·d).     

SHS制备模拟放射性石墨固化体抗浸出性能研究

为获得放热反应3C+4Al+3TiO2=2Al2O3+3TiC+Q处理含90Sr2+、An3+、An4+放射性石墨的SHS处理效果,以Sr2+的稳定同位素作为90Sr2+的模拟替代物质,Nd3+和Ce4+作为An3+和An4+的模拟替代物质,利用自行设计的SHS反应装置在空气气氛中开展添加SrO 1%~8%,Nd2O31%,CeO21%~3%的固化体制备工作;N2气氛中添加SrO 1%~8%,Nd2O31%,CeO21%~2%的固化体制备,并将制备所得固化体置于40℃和70℃的合成海水中进行了浸出实验。借助粉末X射线衍射仪对所制备样品的衍射信息进行收集,利用等离子体质谱仪对固化体的浸出数据进行分析。在对固化体固溶度范围内的物相变化情况进行详细研究基础上,对固化体的抗浸出性能进行了研究,研究发现无论是在空气或N2条件下,固化体中Sr2+、Nd3+、Ce4+在合成海水中,随着浸泡时间的延长,浸出浓度逐渐上升,70℃下的浸出浓度高于40℃下的浸出浓度,且N2条件下所制备固化体浸出浓度低于空气条件下所制备固化体的浸出浓度。     

Nd~(3+)固溶量对锆石基固化体的物相及结构的影响

以Nd2O3,ZrO2和SiO2为基本原料,设计不同固溶量的锆石基三价锕系核素固化体配方,采用高温固相法成功制备Zr1-xNdxSiO4-x/2(0≤x≤1)系列固化体。采用XRD及SEM对系列固化体进行表征,研究三价模拟锕系核素固溶量对固化体物相及结构的影响。结果表明:锆石晶格中的Zr位可以完全被Nd3+替代,当Nd3+的摩尔固溶量小于4%时,固化体保持为单一的锆石相结构,当Nd3+的摩尔固溶量大于或等于4%时,固化体中出现Nd2Si2O7结构物相,并随Nd3+的固溶量进一步增加,Nd2Si2O7结构物相逐渐增多;Nd2Si2O7相为片状形貌,随Nd3+的固溶量增加,固化体的密度随之增大。     

锆英石基三价锕系模拟核素固化体的性能

为研究锆英石基三价锕系模拟核素固化体的性能,利用Eu^3＋作为三价锕系核素模拟替代物质,以ZrO2、SiO2和Eu2O3粉体为原料采用高温固相法成功制备了包容Eu^3＋为20％（以摩尔计,下同）的锆英石基固化体。利用粉末x射线衍射仪、扫描电子显微镜和电感耦合等离子体质谱仪对固化体的物相、结构、微观形貌及模拟核索的浸出率进行了研究。结果表明：固化体中虽包容有20％的Eu^3＋,但其主物相仍以锆英石物相为主,与标准样品相比晶胞参数发生10^-5～10^-4 nm量级的微弱变化。固化体的粒度主要集中在2～3μm,以板块状为主,在pH=6．5的HCl浸出液中Eu^3＋的平衡浓度小于0．4μg／L。     

磷酸盐水泥对137Cs的固化性能

以含95％MgO的重烧镁砂、磷酸盐和硼砂为原料,制备了磷酸盐水泥,研究其对137Cs的固化性能。通过XRD衍射分析、SEM电镜扫描等手段对固化体物相组成及显微结构进行分析,参照国家标准“放射性废物固化体长期浸出试验”（GB7023—86）对固化体进行抗浸出性能试验。结果表明,当以磷酸氢二铵为原料时,137Cs的加入会降低磷酸盐水泥固化体的抗压强度,137Cs的含量越多,强度损失越小;当以磷酸二氢铵为原料时,随着137Cs的加入,强度先减小后增大,掺量为1．6％时强度甚至超过了空白体系;以磷酸二氢钾为原料时,137Cs的加入会使强度减小,减小程度和掺量关系的规律性不明显。以磷酸二氢铵、磷酸二氢钾为原料的固化体抗压强度明显优于以磷酸氢二铵为原料的固化体。以磷酸二氢铵为原料的固化体,137Cs的42d浸出率和累计浸出分数低至2．1×10-4（em·d11）和7．74×10^-3cm,强度值和浸出率均优于国家标准相关要求,表明了磷酸盐水泥对137Cs有良好的固化效果。     

川南峨眉山玄武岩及其晶洞中的沥青与铜矿化矿物的REE特征与成因

对川南峨眉山玄武岩及其晶洞中的沥青与葡萄石-石英-方解石-铜矿化矿物等集合体的稀土元素特征进行了分析,探讨了玄武岩及其晶洞中的沥青与铜矿化矿物的形成演化关系。岩浆成因的斑状玄武岩,其∑REE、∑LREE较高(平均值分别为242×10-6、216×10-6),∑HREE较低(26×10-6),δEu平均为0.87,δCe平均为0.95。蚀变杏仁状玄武岩属岩浆成因并有后期热液作用的叠加,其∑REE、∑LREE大约是斑状玄武岩的1/2,平均值分别为107×10-6、91×10-6,而∑HREE平均为16×10-6,虽有所减少,但并不明显,δEu平均为0.97,δCe平均0.92。沥青及晶洞中的葡萄石、自然铜、黑铜矿等属热液成因,它们的∑REE、∑LREE、∑HREE都极低,平均值分别为14×10-6、12×10-6、2×10-6。沥青的δCe平均值为0.70,δEu平均值为0.49,为明显的负异常。因晶洞壁的石英首先形成于氧化环境,其后晶洞内的原油受热不断裂解成固体沥青与天然气,逐渐向还原环境演化并出现明显的Eu亏损,致使成矿溶液中的铜还原为自然铜。沥青的螺旋生长机制及气孔构造证明沥青是由含有机质热液相或气相转变为固相。晶洞中的葡萄石、石英、碳酸盐等矿物的δCe平均值为0.48,为明显的负异常,δEu平均值为0.82,为负异常,这些矿物是氧化环境而非还原环境的产物。     

富钙钛锆石的合成

铀钚的高放射性核废料(HLW)的固化是目前一个十分值得关注的课题，人造岩石作为固化基材是一种可行的方法。研究了固相反应法和液相反应法合成钙钛锆石的工艺条件，获得了合成富钙钛锆石较佳的工艺条件。实验结果表明．2种方法均能合成纯度较高的钙钛皓石．可以利用富钙钛皓石作为固化放射性核素U、Pu的固化基材，但是，固相反应法的工艺简单．原料易得且价格较低，合成钙钛皓石的纯度较高，更适合于工程化应用。     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.