非均质条件下锶迁移的反向随机模拟

通过重新分析用于模拟降雨入渗和示踪剂释放迁移的室内土柱(填装砂土和黏土)实验,基于对流弥散方程(ADE)和连续时间随机游走(CTRW)理论的模型,对实验穿透曲线进行了反向模拟,定量分析了锶(模拟~(90)Sr)的non-Fickian弥散迁移规律。结果表明,由于粒子扩散进入不流动区和吸附到矿物表面等因素的影响,从土柱中淋滤出来的溴和锶的最大质量份额分别约为60%和50%,此外,流出曲线不同程度的早到和拖尾特征也表明,土柱实验中存在优先流现象。CTRW模型考虑了水力-化学耦合效应过程,较好地描述了锶的non-Fickian迁移(0β2)和Fickian迁移(β2)行为,non-Fickian弥散迁移可归结于土柱结构非均匀性导致的流场变化(如优先流)和复杂的吸附过程,特别是,锶在黏土矿物中吸附导致了其峰值浓度的降低和延迟,进一步增加了non-Fickian迁移。     

天然土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响

以石英砂为填充介质,采用动态柱实验方法研究了某中低放处置场地表土壤胶体对U(Ⅵ)在石英砂柱中迁移行为的影响,并结合静态批式实验探究了土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响机制。结果表明,当U(Ⅵ)进样质量浓度从1.0 mg/L增大至5.0 mg/L时,U(Ⅵ)在石英砂柱中的穿透速率显著增大,且达到洗脱平衡时所需淋洗液的体积从250 PVs（孔隙体积）增大至400 PVs。与U(Ⅵ)相比,土壤胶体在石英砂柱内迁移较快,这可能是由于土壤胶体与石英砂之间相互作用较弱所致。土壤胶体与U(Ⅵ)共存体系中,U(Ⅵ)的迁移速率明显增大,而土壤胶体迁移速率无显著变化,表明共存体系中U(Ⅵ)的迁移行为主要受土壤胶体所控制。静态吸附实验表明,在石英砂-U(Ⅵ)二元体系中,pH≈6.0时石英砂对U(Ⅵ)的吸附率最大,而在胶体-石英砂-U(Ⅵ)三元体系中,U(Ⅵ)主要在土壤胶体表面发生吸附。本研究所用土壤中胶体的质量分数仅约占0.04%,但可吸附20%U(Ⅵ)（初始质量浓度为5.0 mg/L）;由此可见,土壤胶体可与U(Ⅵ)发生强的相互作用,进而对U(Ⅵ)在真实环境体系中的吸附、迁移和扩散等行为产生至关重要的影响。     

237Np、238Pu、241Am和90Sr在包气带黄土、含水层和工程屏障材料中迁移行为的野外试验研究

本文介绍了^237Np、^238Pu、^241Am和^90Sr在包气带黄土、含水层和工程屏障材料(膨润土、水泥、变质水泥、水泥砂浆粉)中迁移行为的野外试验的方法和结果。在包气带黄土和工程屏障材料中的迁移试验是在天然和喷淋(15mm／d)两种条件下进行的，含水层迁移试验包括核素在用未扰动含水介质填装的组件试验与核素在未扰动含水介质中的示踪试验。经过3年试验，核素在天然条件下的包气带黄土中以及无论在天然还是喷淋条件下的工程屏障材料中，示踪剂未见明显迁移(即未迁移出示踪源层外)；在喷淋条件下，在包气带黄土中通过石英砂示踪源层^90Sr(质心)向下迁移2．7cm，通过示踪源层外边缘上的黄土向下迁移13cm(峰位)；^237Np、^238Pu、^241Am未见明显迁移。发现石英砂做示踪剂载体对黄土非饱和水有屏流作用，影响核素迁移，以石英砂和黄土做载体的对比实验证实了这一点。^90Sr、^237Np、^238Pu和^241Am在未扰动含水层介质示踪试验中经1023d未见明显迁移，仍在示踪源点。含水层组件试验中^238Pu和^241Am未见明显迁移，在组件8(面源)中，^237Np向后迁移0．95cm，^90Sr(质心)迁移4．7cm。试验结果还表明，核素在变质水泥和普通水泥中迁移(3年)规律未见明显差异。     

天然土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响

以石英砂为填充介质,采用动态柱实验方法研究了某中低放处置场地表土壤胶体对U(Ⅵ)在石英砂柱中迁移行为的影响,并结合静态批式实验探究了土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响机制。结果表明,当U(Ⅵ)进样质量浓度从1.0 mg/L增大至5.0 mg/L时,U(Ⅵ)在石英砂柱中的穿透速率显著增大,且达到洗脱平衡时所需淋洗液的体积从250 PVs（孔隙体积）增大至400 PVs。与U(Ⅵ)相比,土壤胶体在石英砂柱内迁移较快,这可能是由于土壤胶体与石英砂之间相互作用较弱所致。土壤胶体与U(Ⅵ)共存体系中,U(Ⅵ)的迁移速率明显增大,而土壤胶体迁移速率无显著变化,表明共存体系中U(Ⅵ)的迁移行为主要受土壤胶体所控制。静态吸附实验表明,在石英砂-U(Ⅵ)二元体系中,pH≈6.0时石英砂对U(Ⅵ)的吸附率最大,而在胶体-石英砂-U(Ⅵ)三元体系中,U(Ⅵ)主要在土壤胶体表面发生吸附。本研究所用土壤中胶体的质量分数仅约占0.04%,但可吸附20%U(Ⅵ)（初始质量浓度为5.0 mg/L）;由此可见,土壤胶体可与U(Ⅵ)发生强的相互作用,进而对U(Ⅵ)在真实环境体系中的吸附、迁移和扩散等行为产生至关重要的影响。     

裂片核素在岩石中的迁移研究——Ⅱ.核素~(134)Cs在花岗岩中的扩散与渗透

在自行设计的扩散槽和渗透槽中,研究了核素~(134)Cs(以模拟裂片核素~(137)Cs)在花岗岩(取自北京周口店)中的扩散迁移和渗透迁移行为,测定了一系列扩散参数与渗透参数。文中还对实验技术和实验结果进行了介绍和讨论。     

放射性碘在地质材料中吸附和迁移的研究

本文用间歇平衡实验和柱迁移实验研究了放射性~(131)I~-和~(131)IO_3~-在花岗岩-1(浙江)、花岗岩-2(江苏)、紫色页岩(江苏)、凝灰岩(江苏)等4种地质材料中的吸附和迁移行为,并测定了它们的吸附比。结果表明,四种岩石样品对~(131)I~-和~(131)IO_3~-基本上不吸附或仅有微小的吸附,间歇平衡实验与柱迁移实验所得结果除紫色页岩相差稍大外,其它基本是一致的。     

某铀尾矿库区地下水238U迁移模拟

将铀尾矿库核素迁移问题概括为均质多孔介质中稳定的二维水流条件下的三维溶质迁移问题,利用Visual Modflow软件(MT3D)采用全隐式差分法对某铀尾矿库放射性核素迁移进行了模拟研究,模拟值结果与浓度实测值较吻合,揭示了尾矿库放射性核素时空迁移规律。     

低中水平放射性废物浅地层处置安全评价方法研究

中国辐射防护研究院和日本原子力研究所合作开展了为期 5年 (1988年 1月～ 1993年 1月 )的“低中水平放射性废物浅地层处置安全评价方法研究”,以建立一套低中放废物浅地层处置安全评价技术和方法 ,包括参数、模式和程序。本文主要介绍在黄土包气带中核素迁移规律、水分运移行为研究及其相关参数测定的方法和试验结果 ,以及试验场址主要特征和开发的核素迁移模式与计算程序为开展现场核素迁移示踪试验和实验室核素迁移模拟实验 ,建立了野外试验场、喷淋试验大厅和环境模拟实验室 ;开发了现场核素迁移直接测量系统 ;研制了实验室模拟装置和原状土取样设备。包气带核素迁移示踪试验 ,从 1989年 5月开始到 1991年 8月结束 ,试验在天然 (试验期间年均降雨量为 4 38mm)和喷淋 (喷淋强度 15mm/ d,相当于降雨量 5.4 8× 10 3 mm/ a)两种条件下进行。实验室模拟实验 ,喷淋强度为 0 .796 mm/ d(4号土柱 )和 0 .6 56 mm/ d(2号土柱 ) ,历时约 1年。示踪核素为 60 Co、85Sr和 13 4Cs(或13 7Cs)。还与现场试验同步开展了试验场水分运移研究 ,及用 3 H作示踪剂的水分运移研究。得到以下主要结果 :(1)对 85Sr,喷淋条件下 2年的现场试验期内 ,浓度峰迁移了 13cm,天然条件下迁移约 2 cm;在 1年的实验室模拟实验期内 ,取     

放射性铯在沸石中的吸附与迁移的研究

研究了~(134)Cs在沸石中的吸附与迁移行为.用间歇法测定了~(134)Cs(作为~(137)Cs的示踪剂)在斜发沸石和丝光沸石等4组地质样品上的吸附比(R_d);研究了接触时间、沸石颗粒度、固液比、pH值和核素浓度对吸附比的影响,测定了吸附等温线和铯的吸附容量.用柱实验法研究了~(134)Cs在沸石柱中的吸附与迁移行为,测定了~(134)Cs在柱中的迁移分布.结果表明,沸石对Cs的吸附能力很强,对Cs而言,沸石是核废物处置的很好的回填材料.     

核电厂安全壳内碎片迁移关键问题探讨

本文结合法规规范的要求,在充分研究碎片迁移理论、试验和分析技术的基础上,提出了颗粒碎片迁移特性与颗粒形状、颗粒尺寸、颗粒密度之间的关系,应选取安全壳内典型颗粒碎片开展迁移试验以获得迁移速度,并可结合理论研究结果外推出各种不同安全壳内工况下的碎片迁移特性.碎片迁移因子可通过联合使用计算流体动力学(CFD)仿真和碎片迁移试...     

239Pu(Ⅳ)在花岗岩裂隙介质中迁移的数值模拟

基于双重连续介质模型,根据单裂隙岩体核素迁移规律,推导了核素在平行板单裂隙岩体裂隙域和基质域中的迁移方程,并得出了核素在基质域和裂隙域中的相对浓度。模拟过程中选择²³⁹Pu(Ⅳ)作为分析对象,结合研究区渗透系数和分配系数等参数值,分析了研究区花岗岩岩体裂隙域和基质域中相对浓度的分布情况,预测了²³⁹Pu(Ⅳ)在裂隙域和基质域中的发展趋势和迁移情况。模拟表明²³⁹Pu(Ⅳ)在基质域内的扩散非常缓慢,经过0.5×10⁵ a,扩散范围仅在毫米量级,而在裂隙域中大约迁移3m,模拟结果表明该花岗岩区域具备处置含²³⁹Pu(Ⅳ)等放射性废物的条件。同时讨论了裂隙域水的平均速度、隙宽、渗透系数、基质域和裂隙域内阻滞系数等参数的变化对放射性核素裂隙域迁移情况的影响。     

在白俄罗斯~(137)Cs和~(90)Sr的有效迁移速度与土壤类型的关系

本文评价了白俄罗斯戈麦尔州Khoiniki区典型土壤中~(137)Cs和~(90)Sr的有效迁移速度。在大多数土壤中,~(90)Sr的迁移率要比~(137)Cs高,迁移范围分别为0.71～1.54cm·a~(-1)和0.39～1.16cra·a~(-1)。在一些土壤类型中,这两种放射性核素具有相同的速率,约1cm·a~(-1)。在切尔诺贝利核事故发生7年之后,残留放射性核素的主要部分位于土壤上部10cm处。在50～70cm深处,放射性核素的量已非常少。对整个Khoiniki污染区,所获得的放射性核素的垂直迁移与土壤类型关系的结果以放射生态学图的形式示出。     

离子交换色层法分离铀同位素的实验研究

本文利用色带迁移法研究了树脂交联度、树脂粒度、树脂床温度、带迁移速度(流速)、以及推移剂的性质与组成等因素对铀同位素分离的影响,给出了铀同位素分离的较佳条件,得到了比以往U(Ⅵ)络合物体系较好的分离结果,并对结果进行了一定的讨论。     

0.4mT工频磁场对人羊膜成纤维细胞迁移的影响

探讨了0.4 m T工频磁场(Power frequency magnetic field,PFMF)暴露影响人羊膜成纤维(Human amniotic epithelial,FL)细胞迁移的分子机制。利用免疫荧光染色和western blotting方法检测了磁场暴露对FL细胞内黏着斑调控蛋白黏着斑激酶(Focal adhesion kinase,FAK)、桩蛋白(Paxillin)的分布、含量和部分关键活性蛋白的影响;通过细胞划痕实验,验证了磁场通过激活FAK从而激活细胞的迁移反应。结果表明:相较于对照组,PFMF暴露导致黏着斑总数量上升,并诱导信号蛋白FAK与桩蛋白更集中地分布在细胞边缘处,导致桩蛋白的总含量增加;FAK蛋白总含量无显著性变化,但其Y397磷酸化水平明显上调;用PD153035(PD)抑制表皮生长因子受体(Epidermal growth factor receptor,EGFR)的活性,或用FAK Inhibitor 14(FI)抑制Y397-FAK磷酸化,PFMF或表皮生长因子(Epidermal growth factor,EGF)引起的上述现象均消失;细胞划痕实验结果显示,PFMF促进了细胞的迁移,但当Y397-FAK被FI抑制后,PFMF对细胞迁移的促进效果几乎全部消失;PFMF引发的这些变化均与EGFR的配体EGF对细胞迁移产生的效果类似。0.4 m T工频磁场通过激活EGFR而激活黏着斑信号通路中的FAK、桩蛋白,调控黏着斑的形成与分布,在细胞前端协助片状伪足的延展,从而诱发细胞迁移。     

电迁移技术在获取核素迁移参数中的应用

电迁移技术可快速、高效获取核素迁移参数,在核素迁移研究领域具有广阔应用前景。传统电迁移方法利用电场驱动核素离子快速定向运移,通过土体精确切割、浓度定量测定及理论模型拟合可快速获取核素在土体中的扩散迁移参数,目前该技术在单一种态核素的迁移研究中已得到成功应用,但仍无法满足强吸附性核素的迁移实验研究需要。为此,本文对传统电迁移技术进行改进,设计了cm级流出法电迁移实验装置,并建立了相应的迁移模型与参数求解方法,开展了以~(88)Sr为示踪剂、柯尔碱膨润土为介质载体的电迁移实验,验证了流出法在电迁移研究中的可行性,为后续钚等多种态、强吸附性核素的电迁移实验研究奠定了理论基础。     

醋酸纤维素膜上~(153,154)Eu的电迁移

Atizetmuller和Buchtela等采用醋酸纤维素膜(CAM)作支持体研究了希土与α-HIBA体系中的电迁移行为。本文在文献[6]的基础上,对Eu的电迁移行为的影响因素:电解质浓度、端电压、离子强度、电解质的pH、电迁移时间、冷却水温度、原始料液的酸度和外来离子等进行了研究。还测定了采用推荐程序时Eu的电迁移速率、Eu与α-HIBA一级络合物的稳定常数。     

低中水平放射性废物浅地层处置安全评价方法研究

中国辐射防护研究院和日本原子力研究所合作开展了为期5年(1988年1月～1993年1月)的"低中水平放射性废物浅地层处置安全评价方法研究",以建立一套低中放废物浅地层处置安全评价技术和方法,包括参数、模式和程序.本文主要介绍在黄土包气带中核素迁移规律、水分运移行为研究及其相关参数测定的方法和试验结果,以及试验场址主要特征和开发的核素迁移模式与计算程序. 为开展现场核素迁移示踪试验和实验室核素迁移模拟实验,建立了野外试验场、喷淋试验大厅和环境模拟实验室;开发了现场核素迁移直接测量系统;研制了实验室模拟装置和原状土取样设备.包气带核素迁移示踪试验,从1989年5月开始到1991年8月结束,试验在天然(试验期间年均降雨量为438mm)和喷淋(喷淋强度15mm/d,相当于降雨量5.48×103mm/a)两种条件下进行.实验室模拟实验,喷淋强度为0.796mm/d(4号土柱)和0.656mm/d(2号土柱),历时约1年.示踪核素为60Co、85Sr和134Cs(或137Cs).还与现场试验同步开展了试验场水分运移研究,及用3H作示踪剂的水分运移研究.得到以下主要结果:(1)对85Sr,喷淋条件下2年的现场试验期内,浓度峰迁移了13cm,天然条件下迁移约2cm;在1年的实验室模拟实验期内,取样测量浓度峰迁移了8cm.对60Co和134Cs,天然和喷淋条件下2年的现场试验及1年的实验室模拟实验期内,其浓度峰位基本未动;现场试验2年迁移不到1cm.说明黄土对Co和Cs有很强的吸附能力,对Sr也有较强的吸附能力.(2)在现场试验和实验室模拟实验中,对3种核素均发现有一小部分迁移得较快;并发现有一小部分在水平方向也能迁移较大距离.(3)在人工喷淋和60Co、85Sr、134Cs混合示踪剂试验中,85Sr迁移出现了迁移速度不同的2个浓度峰,即"双峰现象".此和(2)中所述现象,在低中放废物处置安全评价中有重要意义.(4)60Co、85Sr和134Cs在黄土包气带的分配系数Kd,由现场试验得到的延迟系数Rd推算的结果分别为:8.8×102～1.5×103、0.5～70和1.1×103～1.5×103mL/g,而实验室静态法测量结果分别为:5.4×103、82和7.4×103mL/g;后者明显高于前者,提示应用实验室静态法测量的Kd时,应考虑特定的场址条件与测量条件的不一致所引起的差异.对野外迁移示踪试验结果分析发现,85Sr在黄土包气带中的延迟系数随土壤含水量的增加而增大.(5)本项目开发的非平衡吸附模式和计算机程序一--NESOR,考虑了核素非平衡吸附和解吸的交换过程,与野外核素迁移试验测量结果符合得较好.(6)野外渗流试验表明,黄土垂直节理裂隙在非饱和流条件下不起导水作用. 本研究提供的技术方法,包括参数、模式和程序,不仅可用于废物的地质处置,对地矿、农业、环保、地下水资源研究、示踪技术和工程屏障效能研究也有应用价值.     

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。     

~(60)Co在模拟生态系中迁移动力学的研究

利用核素示踪技术,研究了~(60)Co在盆栽番茄-土壤、模拟水生-陆生生态系统中的迁移、积累和分布,并利用示踪动力学分室模型原理,通过计算机拟合建立了~(60)Co在上述系统中行为规律的数学模式,为阐明放射性钴环境行为提供了基础资料。结果表明:(1)~(60)Co进入番茄—土壤系统后,迅速在土壤中迁移、积累,并很快被番茄根部吸附、吸收,运送到植株地上部。(2)~(60)Co在番茄—土壤系统中的行为规律用开放二分室描述。(3)~(60)Co以~(60)Co-CoCl_2形式进入水体后,在水生生态系统中发生沉淀或与其他离子进行络合或被水生生物吸收或被吸附等形式在系统中迁移和转化,从而在系统各部分中分配和积累。(4)~(60)Co在水生-陆生生态系中的行为规律用开放五分室模型描述。     

长白山区土壤中~(90)Sr、~(239+240)Pu纵向分布研究

研究了~(90)Sr、~(239+240)Pu在同一点位土壤中的纵向分布情况和迁移特性。在长白山未受人类活动影响的点位分层采集不同深度的土壤样品,用放射化学的方法测量样品中~(90)Sr、~(239+240)Pu的活度浓度。研究发现:在同一点位,表层土壤中~(90)Sr、~(239+240)Pu活度浓度比深层土壤高,且这种分布趋势非常明显;随着深度增加,~(239+240)Pu活度浓度迅速减少,~(90)Sr活度浓度则是逐步减小。研究表明:采样点土壤中~(239+240)Pu向下的迁移不明显,主要分布在0~10 cm的表层土壤中,而~(90)Sr则有一定程度的迁移,但在0~10 cm的表层土壤中含量最高。