榍石基人造岩石固化模拟四价铀的研究

以分析纯CaCO3、TiO2、SiO2和CeO2为原料,铈作为铀的模拟元素,采用高温固相反应,合成了包容铈的榍石基人造岩石固化体。通过XRD、SEM、EDX等手段对固化体物相组成及微区成分进行了分析,参照国家标准放射性废物固化体长期浸出试验(GB 7023—86)及美国PCT(Product Consistency Test)法对固化体进行了抗浸出性能试验。结果表明,在1 300℃下保温2 h可以制备出以榍石为主要晶相的人造岩石固化体,在不引入任何电价补偿离子时,Ce4+在榍石晶体内Ca2+位置的固溶度小于0.05个结构单位。榍石对Ce具有良好的固溶效果,当固化体中Ce的荷载量高达13.47%时,MCC-1静态浸出法测得Ce的90 d浸出率和累积浸出分数低至0.15×10-8cm/d和0.90×10-6cm,PCT粉末浸泡法测得Ce的7 d归一化浸出率仅为3.11×10-7g/(m2.d)。这一结果为榍石基人造岩石应用于固化放射性核素铀提供了理论依据。     

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。     

硅灰改性水泥固化含U（Ⅵ）模拟有机废液试验

以铝酸盐水泥（Aluminate Cement,AC）和普通硅酸盐水泥（Ordinary Portland Cement,OPC）为基材,活性炭为吸附剂,硅灰、聚合物外加剂为水泥改性剂,研究了水泥种类、改性剂掺量、水胶比等因素对模拟混合浆体流动度、固化体的有机废液最大包容量的影响,测定了优化配方条件下固化体的力学性能及U（Ⅵ）浸出性能。结果表明：硅灰（Silicon Fume,SF）和聚合物外加剂协同作用下,可以显著提高有机废液的最大包容量。当硅灰掺量为15%,聚合物外加剂掺量为2%,水胶比为0.45,OPC及AC固化体有机废液的包容量分别可达21%和24%;优化配方条件下,固化体28 d抗压强度均大于20 MPa,抗冲击性合格,U（Ⅵ）42 d浸出率均为2×10-6cm/d,符合GB 14569.1-93的要求。     

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。     

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。     

SHS制备模拟放射性石墨固化体物相及抗浸出性能研究

为获得放热反应3C＋4Al＋3TiO2=2Al2O3＋3TiC＋Q固化含90Sr^2＋,An^3＋和An^4＋放射性石墨的自蔓延高温合成（SHS）的处理效果,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%（质量分数,下同）,Nd2O31%,CeO21%-3%的固化体制备工作;在N2气氛中添加SrO 1%-8%,Nd2O31%,CeO21%-2%进行固化体制备。在40℃和70℃的合成海水中对固化体的长期浸出性能进行研究。用X射线衍射仪（XRD）收集样品的衍射信息,用等离子体质谱仪（ICP-Mass）分析固化体的浸出数据。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Sr^2＋,Nd^3＋和Ce^4＋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。     

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。     

THMC耦合作用下温度对硼硅酸盐玻璃固化体抗浸出性能的影响

硼硅酸盐玻璃固化体在深地质处置环境会受到“热-水-力-化学”(THMC)多场耦合作用的影响。采用单通道流通法,利用自主研发的装置,研究了THMC耦合作用下(流速～0.01mL/min,压力～10 MPa)不同温度(40～150℃)对硼硅酸盐玻璃固化体在模拟地下水侵蚀后的表面形貌和抗浸出性能的影响。结果表明:在90℃、150℃浸泡后的玻璃固化体表面形成了明显的蚀变层,其主要成分为含Mg、Al、Fe、Si的层状硅酸盐,并首次观察到蚀变层表面板状或片状BaSO4晶体的生成;Si、B的浸出速率在7d后基本达到稳定,U的浸出速率随着时间的延长而增加,28d后Si、B、U在150℃的浸出速率比90℃下高约一个数量级。90℃、150℃下,Cs在3d快速浸出后有所降低,其浸出速率处于同一数量级。     

钙钛矿包容核废物致密化工艺参数优化

探索采用自蔓延高温合成技术制备包容锶核素(Sr2+)的钙钛矿(CaTiO3)固化体,根据燃烧合成热力学计算反应的绝热燃烧温度Tad,分析SHS产物致密化的影响因素,通过实验确定了其工艺参数并进行优化,得到理想大废物固化体.     

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.