【摘 要】
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随着核能逐步发展壮大,势必会产生越来越多的核废料。针对核废料中的高放废物,目前普遍能接受的方法是深层地质处置。我国甘肃省北山地区作为我国地质处置库重点预选场址之一,其主要地质成分为花岗岩,拟采用的回填材料为高庙子膨润土。研究关键核素在处置库介质材料上的迁移规律具有重要价值。首先,采用连续柱法,进行铀酰离子和锶离子在北山花岗岩上的迁移实验。主要研究了渗流速度、pH、温度、铀酰的种态等因素对迁移的影响
【基金项目】
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国家自然科学青年基金（11305061）； 中央高校基本科研业务费专项资金（2018ZD10）；
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随着核能逐步发展壮大,势必会产生越来越多的核废料。针对核废料中的高放废物,目前普遍能接受的方法是深层地质处置。我国甘肃省北山地区作为我国地质处置库重点预选场址之一,其主要地质成分为花岗岩,拟采用的回填材料为高庙子膨润土。研究关键核素在处置库介质材料上的迁移规律具有重要价值。首先,采用连续柱法,进行铀酰离子和锶离子在北山花岗岩上的迁移实验。主要研究了渗流速度、pH、温度、铀酰的种态等因素对迁移的影响。结果显示:渗流速度与铀酰离子、锶离子在北山花岗岩上的弥散系数呈线性关系,其斜率即为弥散度。在连续柱法中得到的分配系数Kd（北山花岗岩对铀酰离子Kd约为0.25mL/g,对锶离子的Kd约为0.3mL/g）远小于静态批试法中得到的Kd。利用CHEMSPEC模拟和XPS、SEM等表征手段,研究了铀在迁移过程中的形态变化。结果表明,铀的形态在柱法较短的迁移时间内保持稳定。根据实验获得的参数,预测了铀穿透五百米厚的花岗岩岩层的时间,发现穿透最快只需23天左右,最慢也不超过一年。其次,本工作利用硝酸铋（Bi（NO3）3）对高庙子膨润土进行改性,以期在不影响对阳离子吸附性能的前提下,提高对I-、IO3-等阴离子的吸附效果,以阻滞碘在环境中的迁移。实验结果表明,改性后的膨润土对于铀酰离子的Kd依然能够达到3414.66mL/g以上,同时对于IO3-离子的Kd能够达到800mL/g以上,对于I-的Kd能够达到250mL/g以上,说明改性效果良好。改性膨润土对I-和IO3-离子的吸附过程均为自发的放热反应,平衡时间均小于30分钟,符合准二级吸附动力学模型。本工作的实验数据可为放射性废物处置库的安全评价提供支持。
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