核废物处置地球化学工程屏障研究

针对一个放射性废物处置场围岩的不良性能,提出采用添加剂改良地球化学条件,建造地球化学工程屏障,将库体释放核素固定在库体附近,确保环境安全。还着重讨论了在不同地段固定不同核素的多重屏障设计,屏障的有效性实验,屏障的持久性实验及其评价方法。

压实膨润土工程屏障对重金属污染物的阻滞

基于渗透、弥散和阻滞作用,探讨压实膨润土工程屏障对重金属污染物的阻滞效果。建立污染物运移过程的三维对流弥散计算模型,采用数值分析方法,分析重金属污染物Cr(Ⅲ)在地下水环境中的迁移特性,研究压实膨润土工程屏障对Cr(Ⅲ)的阻滞效果,分析工程屏障厚度等因素对污染物阻滞效果的影响。研究结果表明:当不设置工程屏障时,重金属污染物Cr(Ⅲ)在研究区域中发生了显著迁移,且随着时间的推移,重金属污染物的扩散范围逐渐增大;当在污染源周围设置压实膨润土工程屏障后,重金属污染物被控制在工程屏障上游区域内迁移,工程屏障对重金属污染物的阻滞率可达99%,阻滞效果显著。

^(237)Np、^(238)Pu、^(241)Am和^(90)Sr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2 37Np、2 38Pu、2 4 1Am和90 Sr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 ( 1 5mm/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90 Sr(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 1 3cm(峰位 ) ;2 37Np、2 38Pu、2 4 1Am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。90 Sr、2 37Np、2 38Pu和2 4 1Am在未扰动含水层介质示踪试验中经 1 0 2 3d未见明显迁移 ,仍在示踪源点。含水层组件试验中2 38Pu和2 4 1Am未见明显迁移 ,在组件 8(面源 )中 ,2 37Np向后迁移 0 .95cm ,90 Sr(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。

钚在某处置工程屏障水环境中化学形态及影响因素

针对某放射性废物包装容器回填处置工程屏障结构特征,采用岩体裂隙水浸泡工程屏障样品的方式,在对各平衡水样化学成分分析的基础上,利用地球化学模拟软件EQ3/6对钚在回填工程屏障水环境中的存在化学形态进行了模拟计算,得出钚在回填工程屏障水环境中主要以Pu(Ⅳ)价态Pu(OH)5-形式存在,同时水环境中pH值和Eh值的变化皆会影响钚的存在化学形态和价态。

土-膨润土系竖向隔离工程屏障阻滞重金属污染物运移特性试验研究

通过室内试验及理论分析对砂土-膨润土系竖向隔离工程屏障(简称S-B隔离屏障)阻滞重金属运移特性进行了研究:通过一维化学渗透土柱试验研究了S-B隔离工程屏障材料对典型重金属Pb的阻滞规律。S-B工程屏障材料对Pb具有一定的化学渗透膜效应,其化学渗透效率系数ω随溶质浓度增大而减小,且在半对数坐标下呈现良好的线性关系;Pb浓度在5~60mmol/L时,其化学渗透效率系数ω的范围为0.008~0.030。同时,Pb在材料中的有效扩散系数D*随溶质浓度增大而增大,并逐渐趋于稳定。

放射性废物处置某场址地球化学工程屏障研究

针对某放射性废物处置场址的天然屏障性能差,提出建造折叠式"之"字形地球化学工程屏障,将处置物释放出的核素垂向固定在场址范围内。屏障的机理是,核素铀、锶的迁移形式分别为:UO2(CO3)22-和Sr2+,而性能相反,且处置层为表生强氧化带,降水入渗强烈,不宜建还原性屏障;故对铀和锶依次建造:阴离子吸附屏障和阳离子吸附屏障,形成可连续渗流的双重屏障。屏障的砂土物料取自场址附近,成本极低。经室内模拟实验结果表明,铀和锶等核素通过其屏障时的分配系数值都在103量级。

核废料处置概念库工程屏障中热—水—应力耦合过程数值分析

考虑了缓冲层中温度梯度水分扩散、水蒸汽扩散对水连续性及能量守恒的影响,进一步完善了所建立的饱和-非饱和介质中热-水-应力耦合现象的控制方程,并以国际合作项目DECOVALEX III中课题Task3BMT1为模拟对象,使用所开发的有限元程序对一个核废料处置概念库近场的热-水-应力耦合过程进行了数值分析,考察了工程屏障中若干点的温度、含水量、孔隙水压力及主应力的变化、分布情况,并将部分结果与日本THAMES软件的Task3BMT1计算数据作了对比,看到二者的规律在定性和定量上有某种一致性,但仍存在一定差别,笔者试着分析了原因并得出了一定的认识。

高放废物处置库工程屏障用粘土材料研究综述

本文简述了高放废物处置库工程屏障的作用,工程屏障概念的起因和发展过程,并对5个主要核国家所采用的5种蒙脱石粘土的样品来源、成分、主要物理化学特征和热-水-力学性能进行了分析比较,提出了从被动到主动的工程屏障概念和将来的研究方向。

日本核废物深部地质处置工程屏障研究的进展

本文介绍了日本核废物深部地质处置工程屏障的进展情况。为了了解放射性废物玻璃中裂变产物的锕系元素的浸出行为．进行了静态浸出试验，同时也研究了包装容器的材料腐蚀作用以及铸钢、陶瓷等包装容器的理论设计和加工过程，并指出盖子焊接是最值得注意的技术关键；测定了膨润土粘土的基本特性，说明铯和氚的表面扩散系数是由压实的Ｎａ－膨润土的干密度所决定。另外，对火山玻璃、蒙脱石－伊利石矿、旧的混凝土、钢管等都进行了“天然模拟”，旨在评价工程屏障的长期稳定性。

高放核废物地质处置中工程屏障研究新进展

中国对该课题的研究始于1985年,但是长期以来未能引起足够的关注,相关研究项目也非常有限。近年来,随着中国经济的快速增长,能源短缺问题越来越严重,发展和利用核能已作为一种主要的解决方案,因此核废物的安全处置则成为现实的重要课题。中国在利用膨润土作为工程隔绝材料方面的研究工作,主要限于选择合适的膨润土,而高庙子膨润土作为最终选择的缓冲材料,其基本物理–化学特性已得到确定,但有关热–水–力耦合的试验尚未开展,相关课题的研究也尚需努力。鉴于国际上已对多种其他备选膨润土进行过大量研究,有关成果可望用于指导即将在中国进行的高庙子膨润土试验研究。此文的主要目的就是为中国核废物的地质处置研究提供一些有益的经验。首先,介绍使用基于膨润土的工程隔绝核废物地质处置方法,这一方法已为广泛接受;然后,介绍膨润土的选择标准,地质–化学特性、热–水–力性态(包括微观结构、宏观性态、接缝性态和数值分析),以及在放射性废物处置过程中产生的气体对工程隔绝层的影响等,通过不同实例来展示试验原理和主要结果;最后,对近期国内外研究成果和未来发展前景进行总结。

微观结构对用于工程屏障的高压实膨胀黏土性状的一些作用(英文)

近 10 a 来,用于高放废物工程屏障的高压实膨胀黏土的性状受到了广泛关注。据此通过吸力控制试验获取了一些高压实膨润土的试验数据,并从微观结构特性角度进行了解释。水分滞留和迁移特性,以及吸力变化下的膨胀反应都与微观机理相关,同时对吸附阳离子的作用也进行了评价。

比利时高放废物处置库设计及与基岩和工程屏障体系的热–水–力性状的相关研究(英文)

在比利时,泥岩中地质处置是高放废物最终处置的首选。处置库在高放废物与生物圈之间的多重屏障基础上设计的,而 Boom 泥岩作为基岩的研究已有 20 多年历史。1980 年比利时做出重大决定,建立名为 HADES 的地下研究机构,以研究 Boom 泥岩在地下 223 m 处的力学性质,并调查和论证处置的可行性,为处置库屏障(天然和人工)提供可靠数据。在 HADES 的众多现场试验中,很多试验用来对基岩和工程屏障体系(包括封口和回填的可行性)的热–水–力性状进行研究,包括 CACTUS,ATLAS,BACCHUS 和 RESEAL 等项目。自 1995 年以来,研究开发计划向大型和示范性试验方向发展。最主要成果是运用工业技术建立地下研究设施(竖井和井巷)可行性得到了验证,且这种工业技术给研究提供一个较好机会,便于进一步认识基岩泥岩(CLIPEX 方案)的水–力性状及了解隧道开挖工程(SELFRAC 课题)对挖掘破坏区的影响。另一个重大成果是成功地实现对一种称为“OPHELE”的预制膨润土(人工屏障材料)加热和水化地面大型试验。下一步工作内容包括实现大尺寸现场加热器试验(PRACLAY 试验),此试验预计于 2006 年开始,并可持续 10 a 之久。据此,首先简要描述比利时高放废物处置库设计,然后回顾 Boom 泥岩和工程屏障体系的热–水–力性状相关试验,最后介绍下一步大规模 PRACLAY 试验。

高放废物工程屏障的热–水–力耦合作用分析(英文)

采用多相多类方法,提出热–水–力耦合作用分析的综合模型。分析考虑多孔介质的三相(固、液、气)和三类(矿物、水分、空气)模型,该模型是根据控制方程、本构关系和平衡条件来建立的;并提出用于模拟高放废物地下处置体系附近场地性状的热–水–力耦合分析通用程序。热–水–力耦合分析可将工程屏障中不同过程间发生的主要相互作用,以及附近岩石的散热和水化现象都考虑进去。通过试验结果的验证,得出一些关于热–水–力方面的重要结论。

中放废液大体积浇注水泥固化工程屏障技术

为探讨中放废液大体积浇注各覆盖层的种类和作用,重点介绍了素混凝土浇注的工艺流程及其屏蔽效果。为了确保大体积浇注水泥固化体长期贮存的安全,待固化体温度降至30℃以下时,需对大体积浇注水泥固化体表面、搅拌槽及搅拌槽间、操作间进行素混凝土浇注,浇注结果表明,素混凝土层能较好地实现屏蔽效果,中放废液大体积浇注水泥固化浇注场址辐射防护水平可得到有效控制。

高水平放射性废弃物处置中的工程屏障国际研讨会（ISEB-2005）在同济大学召开

高水平放射性废弃物处置中的工程屏障国际研讨会于2005年9月8～10日在上海同济大学召开。同济大学常务副校长李永盛教授、国际非饱和土力学专业委员（TC6）会主席Alonso教授、同济大学卢耀如院士、法国路桥大学Delage教授和崔玉军教授、巴塞罗那大学Cens教授等来自15个国家和地区的40余名代表参加了本次研讨会，其中境外代表20名。

吕梁山黄河流域防护林屏障工程建设分析

防护林建设是黄河流域生态修复的根本保证。介绍了吕梁山黄河流域防护林屏障工程建设现状,分析了项目建设存在问题,提出了高质量建设吕梁山黄河流域防护林屏障工程措施和建议。

郑州铁一中教学楼声屏障工程声学性能效果评价

为了治理郑铁一中教学楼的铁路噪声污染 ,实施了声屏障工程。工程的声学性能表明 :声屏障工程有效地控制了铁路噪声对教学楼的影响 ,大大改善了学校的教学环境质量。教学楼的平均噪声级降低了 8.8d B( A) ,最高噪声敏感点的降噪量达到 14.2 d B( A) ;声屏障单位面积工程投资 12 69元 /m2 ;人均降噪投资为 113.4 8元 /d B( A)。

北京及周边地区生态屏障工程财税机制问题研究

财税作为重要的经济调控手段,对于生态建设和环境资源配置同样具有重要的调控作用。本文从我国生态环境财税政策的现状出发,对北京及周边地区的财税政策及运行机制进行了分析,并提出改革建议。笔者认为,目前的财税政策将会导致巨额的财政剪刀差,解决这一财税矛盾的途径是建立财税联动机制,实现财税的动态平衡。

城市道路声屏障工程施工成本控制

以唐山市丰润区丰杨线改建工程沿路声屏障工程施工过程的成本控制措施为例,通过对成本控制原则、措施和具体控制手段等方面的探讨,阐述了类似施工项目中成本控制的方法与措施。