2011年3月11日，受地震和海啸的双重影响，日本福岛第一核电站发生严重核安全事故，由此而产生的大量高盐高放射性污水迄今仍未能得以妥善处理。因而开发经济、高效的高盐放射性污水大规模应急处理技术成为了构建核电安全体系的一个重要组成部分。本文针对这一问题，通过模拟核素和模拟实验的方式，对海水中放射性核素在若干低成本材料表面的离子交换、吸附、共沉淀等行为进行了初步的评估，以期通过相关材料的综合利用去除海水中多种放射性核素，为相关应用技术的开发提供基础性支撑数据。为实现这一目的，本文选取了如下三种主要类型的材料作为研究对象，主要有：(1)硅酸盐类矿物，包括各种规格的天然沸石、人造沸石和粘土矿物；(2)铁基材料，主要包括氧化铁和氢氧化铁；(3)钙质矿物，主要包括两种不同晶型的碳酸钙矿物(方解石和文石)和由贝壳粉转换而来的氢氧化钙。在实验前，运用扫描电镜、X射线衍射仪、激光粒度仪等设备对其基本物理特征(表面形貌、晶体结构、颗粒分布)进行了表征。实验首先在简单水溶液中进行，其目的是对各种材料进行初步的筛选。实验结果显示：(1)沸石类材料对一价离子Cs+和二价离子Sr2+、Pb2+有比较好的去除效果，粘土矿物类材料对溶液中的Sb和U有良好的去除效果；(2)铁基材料由于其表面活性的巨大差异导致吸附效率悬殊，其中氢氧化铁对除Cs+和Sr2+以外的其他模拟核素均有非常明显的去除效率；(3)钙质矿物中，碳酸钙类材料对Mn、Co、Th、Pb有比较好的去除效果，氢氧化钙则对Mn、Co、Th、U的吸附效果明显。在上述实验的基础上，本文筛选出NF-2、NF-4、NF-5、ZF-1、ZF-3、BKF-3、BKF-4、GLT-1、GLT-4、CaCO3、Fe(OH)3、Fe2O3等材料作为下一步的研究对象，并就所筛选出来的材料在海水中逐一进行评估。海水实验结果显示：(1)天然沸石类材料对Th、U、Cs等有比较好的去除效果；(2)人造沸石对Mn、Co、Th、Pb有比较好的去除效果；(3)粘土矿物类对Th、U有比较好的去除效果；(4)铁基材料对除Cs+和Sr2+以外的其他模拟核素均有较高的去除效率；(5)碳酸钙类矿物对Th、U、Pb的吸附效果明显，氢氧化钙则表现出与铁基材料相似的特点，即对Cs+和Sr2+以外的其他有关元素吸附率较高。相关实验结果还显示：(1)海水中大量存在的盐分对沸石类材料和粘土矿物的吸附效能以及锶、铯核素的去除效果有着显著影响；(2)单一材料无法实现对所涉及的模拟核素的综合去除，必须同时运用多种材料。结合海水实验的研究结果，本文选取了BKF-3、NF-5、Fe(OH)3等材料进行了交叉复合实验，实验结果显示在综合运用上述材料的情况下，Mn、Co、Th、U、Pb等模拟核素的去除效果可以达到100%，Sb和Cs模拟核素的去除效果可以达到60%左右。但实验结果也显示，无论采取什么样的方法，模拟核素Sr的去除效果仍不甚理想，尚有待进一步研究。