核废物处置.pptVIP

水在多孔介质中运动时，位于孔隙中心的运动速度最大，孔隙碧附近因摩擦阻力而运动速度变小，因而使同一孔隙不同点的流速不同，并且不同流速和流向的地下水在多孔岩土中混合，造成地下水中放射性核素浓度均一化，这一作用称为机械弥散。弥散与扩散的效果相似，二者统称为下动力弥散作用。 4.介质对放射性核素的阻滞 地下水中的放射性核素在岩土中迁移时，受岩土阻滞作用。地质介质对放射性核素的阻滞，是相对于地下水迁移的一种反作用。 介质对核素的阻滞性能可用吸附比（Rd）、阻滞系数（Rf）和分配系数（Kd）表征。 地质介质对放射性核素迁移的阻滞机制包括吸附、离子排斥、分子筛（离子筛）、基质扩散、生物沉淀物等，其中分子筛（离子筛） 、离子交换和基质扩散作用属物理作用，其它则属化学作用。有人将这二类作用统称为吸着作用。 ⑴基质扩散—p244 ⑵分子筛（离子筛）—p244 ⑶吸附—p245 ⑷生物沉淀物— p247 ⑸离子排斥—p248 二、地下水中放射性核素迁移的数学模型 地下水中放射性核素迁移的数学模型很多，均是根据不同条件推导而得。由于核素在三维空间的迁移十分复杂，所有影响因素并非一个数学模型所能概括。这里仅介绍常用的地下水中放射性核素二维、三维迁移数学理论模型，假设地下水为非稳定层流，介质为含孔隙、裂隙岩石。 1.二维迁移方程—p248 2.三维迁移数学模型—p248 三、 放射性核素迁移的研究方法 放射性核素迁移的研究方法有实验室研究和野外实地研究两类。 1、核素迁移的实验室研究 在实验室内一般采用吸附法（动态、静态）和扩散法测定表征放射性核素迁移特征的阻滞系数（Rf）、分配系数（Kd）、扩散系数（D）等参数。 (1)静态吸附法 实验研究核素迁移特征的静态吸附法又称批式法、分批测定法、间歇平衡法、间歇法等。该方法是将粉碎岩土样或块状岩土样与一定体积含有放射性核素的水溶液(地下水或模拟地下水)混合，定期搅拌或振荡样品，经一定时间(粉碎样约数周，块状样为数月或数年)，待固液间达到化学平衡后，分离固液相，测两者的放射性活度或核素浓度。 (1)静态吸附法 另一种静态吸附实验方法是将岩土样制成磨光块(片)，然后将其置于含有示踪核素的水溶液中，经吸附平衡后，用裂变径迹法或α显微照相法测定不同矿物对核素的总吸附量，以及研究被吸附核素在样品中的分布特征等。 (2)动态吸附法 实验研究核素迁移特征的动态吸附法又称充填柱法、吸附柱法等，这是将含有放射性核素的水溶液(地下水或模拟地下水)，以一定速率流经充填有岩土样品的充填柱，使固液相接触，缓慢吸附。最后根据固体样品吸附核素量及核素在样品柱中的分布状况，研究核素迁移特征。 ⑶扩散法 实际上是一种静态吸附实验方法，这是将岩片样品置于含有示踪核素的水溶液中，于是核素缓慢地沿岩石微裂隙扩散、迁移。定期测定水溶液中核素浓度，即可算得表征核素扩散特征的本征扩散系数、容量因子、分配系数等。 核素迁移的实验室研究方法的对比 实验方法 优点 缺点 静态法 操作简单、实验周期短 ①测含两种以上价态的核素时无法分别测得其Kd值； ②振荡操作可使岩粒相互磨擦、形成新表面和Si，Fe等胶体，影响测定结果；③实验容器表面吸附问题较突出。 动态法 易获得阻滞参数等与核素迁移有关的数据 实验周期较长 扩散法 较真实地反映放射性核素在含裂隙岩石中的迁移行为 实验装置复杂．实验周期过长。 2．核素迁移的野外实地研究 (1)野外注水抽水实验 在相应地段实地施工(或利用原有)钻孔(或井)，将含有示踪核素的水溶液注入其中一个钻孔(注水孔或示踪核素释放孔，经一定时间间隔后，不断从附近监测孔中取水样测定其中示踪核素活度。由此可获得各核素迁移持征。 ⑵天然或人工类比体研究 放射性元素矿床、天然反应堆、侵入体接触带、地下核爆炸坑等中的放射性核素随时间不断向周围介质中迁移，研究其迁移规律，对研究放射性废物处置库中核素迁移特征，具有重要类比、借鉴意义，这就是核废物处置的天然类比体研究介绍。 第四节 放射性废物地质 处置中的同位素地球化学研究 1．判别处置主岩的化学封闭性 测定主岩的同位素 地质年龄 相差较大 不宜选作处置 该岩石的实际 主岩 地质年龄 反之，两个年龄相一