夯实基础 深化改革 创新驱动 为提高核心竞争力铺路——中核第四研究设计工程有限公司发展纪实

题记：中核第四研究设计工程有限公司是由原中国核工业第四研究设计院（简称核四院）于2009年改制而成的。核四院成立于1958年,是新中国组建的第一个大型铀矿冶设计院,现今发展成集设计、咨询、监理和工程总承包等为一体的综合性国家甲级研究设计工程公司,拥有工程设计、咨询、监理等各项甲级资质23项。

中国稀土废渣时空分布与区域处置策略研究

稀土资源开发利用过程产生的部分废渣属于伴生放射性固体废物,安全、有效处置该类废渣是当前稀土行业发展亟待解决的问题。采用调研分析方法,按照稀土类型及来源,对稀土采选过程产生废渣的种类、产率、产量和放射性核素活度水平分别进行了统计,结合稀土行业发展规划,初步估算了典型省(自治区)的稀土废渣存量和增量;梳理了当前稀土伴生放射性废渣处理处置现状及存在的问题,提出了区域填埋处置策略;建议全国实行7+x形式,参照内蒙古自治区包头市的处置形式,建设稀土废渣库,集中收集处置本省(自治区)的稀土伴生放射性废渣。基于废渣存量及增量估算,本研究给出了各省(自治区)稀土废渣处置规模建议。

基于生物刺激的中性地浸采铀地下水修复试验研究

以某中性地浸铀矿山采区内地下水为研究对象,基于生物刺激修复方式,加入碳源,开展了地下水+砂岩混合体系的污染修复室内试验,筛选得到了优势碳源,确定了优势碳源的最佳投加水平,并验证了优势碳源对U的修复效果。结果表明,乙醇对中性地浸地下水中U的修复效率最高,可达97.48%,修复效果与pH和Eh显著相关(Pearson’s r>0.7,P<0.01)。乙醇的生物代谢过程对水-岩体系的扰动较少,能保证HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)等离子环境的相对稳定,更易实现地下水中U的长期稳定。

BIM在未来建筑设计中的应用

BIM即建筑信息模型,BIM技术被认为是建筑行业继CAD之后的第二次科技革命。BIM技术的诞生与发展为建筑业带来了新契机,同时也会对未来建筑设计产生重要影响。BIM技术的应用价值主要体现在贯穿于建筑全生命周期之中的信息化数据传递与共享,在未来设计中BIM技术也将得到广泛应用。基于此,本文分析了BIM技术对未来建筑设计的促进作用,并就BIM技术在未来建筑设计中可能遇到的难题与对策进行探究。

地浸开采井场抽注单元优化设计研究

地浸开采井场抽注单元可能出现注液量大于抽液量的情况,造成部分浸出液扩散至溶浸范围之外。通过采区目标优化方法,对井场单孔抽注液量进行优化计算,能够实现采区每个抽注单元的抽注平衡,保持总抽液量大于总注液量0.5%,使浸出液尽可能控制在井场范围内。根据优化结果调整各抽注单元的抽注液量,可实现采区同时投产、同时退役。

氡在大气扩散数值模拟中的湿沉降参数研究

在以氡为特征污染物的大气扩散数值模拟中,因其湿沉降参数一般采用缺省值而造成了计算精度的不确定性。为了确定氡湿沉降参数的影响因素和特征值,自主研制了试验装置模拟降水过程,综合分析了初始氡活度浓度、降水强度、降水pH与氡湿沉降率和清除效率的关系。结果表明,氡在大气环境中的湿沉降率与初始氡活度浓度和降水强度呈线性相关(R^(2)>0.99),清除效率与初始氡活度浓度、pH均表现出弱相关性。以气相氡为典型对象,当湿沉降率在31~2 653 Bq/(m^(2)·h)时,可预测氡的清除效率保持在0.55%~0.65%。研究得到的降水强度与湿沉降参数的指数函数关系式可为氡的大气扩散数值模拟提供参数依据。

核设施实物保护系统有效性分析方法研究

实物保护系统的有效性分析是检验核材料和核设施是否处于安全受控状态的关键环节,其安全性与合理性至关重要。本文综合考虑了影响实物保护系统的各类因素,分辨实物保护系统的薄弱环节,为改善和提升实物保护系统的可靠性和稳定性提供了技术支持与数据支撑。本文对实物保护系统有效性分析算法与模型展开对比分析,对EASI模型、SAVI模型、HPEP算法(基于A*算法的启发式有效性评估)和河北省核安保技术创新中心-实物保护系统设计薄弱性分析与评价系统各自优缺点进行归纳总结。最后提出面向工程应用的实物保护系统有效性分析算法的研究方向与思路,为后续相关算法优化、研究提供参考。

遥感技术在核电陆域生态环境状况评价中的应用研究

利用某核电站区域2016年Landsat系列卫星影像进行遥感分析,主要使用ENVI和ArcGIS软件,分析方法包括遥感图像处理、图件制作和数据分析,以获取土地利用类型、植被覆盖度和土壤侵蚀强度的图件和数据。通过遥感技术可判定研究区6类土地利用类型面积和分布;可较为精确地进行植被覆盖度的计算,对于研究区小斑块的分析更具有优势。利用土地利用类型和土壤侵蚀强度数据综合计算得到土地胁迫指数。最终利用遥感技术为核电陆域生态环境状况的评价提供解决途径。

高放地下实验室紧急避险系统设计研究

高放地下实验室既是用来了解深部地质环境和地应力状况、获取深部岩石和水样品、在真实深部地质环境中验证工程屏障长期性能的试验设施,也是开发和验证处置库施工、建造、回填和封闭技术的重要手段,是高水平放射性废物处置工艺技术研发必不可少的关键平台。针对地下实验室可能存在的安全风险,开展了紧急避险系统建设原则、避险系统布置方案研究,旨在为地下实验室的安全运行提供可靠保障。

HJ 1258—2022《核技术利用放射性废物库选址、设计与建造技术规范》解读

为确保核技术利用放射性废物和废(旧)放射源的安全贮存,规范核技术利用放射性废物库选址、设计与建造工作,生态环境部将《核技术利用放射性废物库选址、设计与建造技术要求(试行)》升级为技术标准HJ1258—2022《核技术利用放射性废物库选址、设计与建造技术规范》,笔者从编制背景、修订思路、主要修订内容等方面介绍了HJ1258—2022与原技术要求的变化,旨在为核技术利用放射性废物库的选址、设计与建造提供技术支持。

核安保相关理论研究与实践探索

为进一步完善国家核材料监管体系,夯实中国核安保事业发展基础,同时,也为国际社会防范核恐怖主义和“一带一路”中核能领域国际合作提供有效的中国核安保方案,开展核安保相关理论的研究和实践探索。通过分析核安保本质目标和核心关注点,提出建立国家层面和核设施层面的核安保防线的架构,并具体说明架构内容。结果表明:国家核安保工作应该确保国家监管范围内的核材料在其全生命周期内均处于受控和受保护的条件下。国家层面的核安保工作应从源头、过程、后果3个管控阶段加强对核材料的安全监管。核设施层面的核安保工作是国家核材料安全监管工作实施层面的具体管控手段,其核心目的应该是防范核恐怖主义威胁。

MVR处理中性地浸采铀矿山蒸发池废水技术研究

采用自然蒸发工艺时,单靠蒸发池面积的增加不足以处理大量的放射性废水。以某中性地浸采铀矿山的电渗析浓水和蒸发池废水为研究对象,采用MVR蒸发工艺,考察了不同压力和温度下的冷凝水水质情况和蒸发效果。结果表明,冷凝水可达到排放或回用标准,减容率达95%;在0.07 MPa、90℃时,MVR的蒸发效果最好。

铀矿污染土壤γ剂量率与核素活度的表征关系

为了对铀矿冶退役治理源项调查作出快速、准确的判定,解决调查过程中存在的测量周期长、检测手段繁琐等问题。以某铀矿污染土壤为研究对象,通过分析铀系核素不平衡条件下的衰变特点,采用半无限大体源估算模式计算了不同垂深污染土壤所致表层关注点的γ剂量率,根据铀系核素的剂量率贡献及对不同垂深的影响,推导出土壤表层γ剂量率与核素活度的表征关系。结果表明:铀系核素所致关注点γ剂量率主要由^(234m)Pa、^(214)Bi和^(214)Pb三个子体贡献,占比为96%;土壤表层(20 cm)污染核素所致关注点剂量率占比约为94%;根据铀系核素分段平衡理论及铀镭平衡系数,推导出以^(238)U和^(226)Ra为代表核素,与土壤表面γ剂量率的表征关系,经与实际监测结果进行对比,偏差在±5%以内。以此为依据可快速识别土壤的污染范围,提高源项调查监测布点的效率,为科学客观的开展污染土壤源项调查提供了新思路。

基于微生物还原的铀尾渣修复技术实验研究

通过实验,探索了初始pH值、温度、菌液添加量和固液比对铀尾渣微生物修复效果的影响,对比了修复前后尾渣中铀赋存形态和微生物群落结构变化。结果表明:从铀尾渣中筛选的硫酸盐还原菌能够有效降低铀尾渣浸出水中的铀浓度;修复效果与初始pH值、温度、菌液添加量正相关,与固液比无显著相关关系;即使在pH=3或温度为15℃的不利条件时,铀尾渣浸出水铀浓度可分别降至0.04 mg/L和0.019 mg/L,修复效率分别为96.9%和93.6%,仍有较好的修复效果;修复后铀尾渣中残渣态铀含量提高了14.6%~18.7%,功能微生物丰度上升2.9%~12.2%,难溶解铀的质量占比和还原性微生物数量显著增加,修复具有稳定性。研究结果证明了铀尾渣污染微生物修复技术的可行性。

绿色生态住宅设计中的暖通新技术

在实际设计施工绿色生态住宅时,暖通新技术普遍得到了人民大众的重视与运用,在绿色生态住宅中充分结合暖通新技术能够全面发挥出节能降耗的效果。本文着重分析了绿色生态住宅设计中的暖通新技术的意义、原则、应用以及注意事项等,以期能推动暖通新技术的全面发展,更好地促进社会的持续稳定进步。

基于GMS数值模拟的某矿床涌水量预测研究

某矿床在开采过程中遇到一定程度的涌水。为解决涌水问题,并为防治水方案提供依据,以该矿床为研究对象,通过分析矿床水文地质条件、含水层类型及特征、地下水补给径流和排泄条件、地质构造特征、水文地质试验资料和矿床开采设计资料等,对矿床水文地质条件进行了概化,对研究区水文地质单元进行了划定,采用GMS软件建立了地下水流数值模型,预测得到了-200 m以下中段的矿坑涌水量。

碱性材料对独居石废渣中U、Th的稳定化效应

采用CaO、Mg(OH)_(2)、Ca_(3)(PO_(4))_(2)、海泡石、CaCO_(3)等碱性材料对放射性独居石废渣进行稳定化处理,进行不同投加比试验与长期浸出试验,监测U、Th、pH的变化规律,借助XRD、SEM-EDS、组分形态变化等手段揭示U、Th稳定化机理。结果表明,在5.0%、7.5%的投加比条件下,各材料试验组浸出液均满足pH=6~9的要求;在长期浸出试验中,仅有Ca_(3)(PO_(4))_(2)具备对U、Th核素的长期稳定能力;短期内废渣pH升高对U具有稳定化效应,稳定后U的活化重新溶出是一个长期过程,与反酸无关;Th的稳定性主要受pH影响,pH>6即可实现Th长期稳定。稳定化过程中,废渣表面由于沉淀的生成而变得粗糙,沉淀的U、Th次生相多为无定形态;U、Th核素的稳定化主要与促进可交换态、碳酸盐结合态向铁锰氧化态、残余态转变有关。

基于模式识别的矿山复杂巷道快速建模方法研究——以棉花坑铀矿床为例

在处理复杂巷道三维模型的构建时,传统的中线法和腰线法均面临工作量大、调整次数多、巷道实体不容易闭合等问题。基于多边形模式识别理论提出一种复杂巷道快速建模方法。首先,对实测巷道的腰线进行整理使得线段闭合且不存在重复线段,然后在平面上对巷道包围的空间进行Delaunay三角剖分,生成一系列的三角形,据此生成巷道中心线,再根据巷道顶面控制点与中心点的位置关系生成一系列辅助线,最后根据三维空间的这些线生成DTM(数字地形建模)面,形成巷道实体。采用面向对象的程序设计与编程方法,以棉花坑铀矿床-100 m中段巷道模型绘制验证了复杂巷道快速建模方法的可行性。结果表明,采用该方面建模方便、快捷,能够很好地解决复杂巷道建模周期长的难题,对快速构建全矿井数字化模型具有重要意义。

地浸采铀地下水本底值确定方法研究

地下水本底值是判定地浸采铀对地下水的影响程度和确定修复目标值的重要基准。地浸矿山水文地质条件复杂多样、监测数据参差不齐,目前地浸地下水本底值的确定缺少统一的方法和标准规范。因此,提出了确定地浸地下水本底值的工作程序,讨论了监测因子、取样范围、取样数量和密度、取样频次和取样深度等的确定原则,并以新疆和内蒙古2个地浸铀矿山的监测数据为基础,应用数理统计方法进行了论证。研究结果可为地浸采铀地下水本底值的确定提供指导。

基于军工设计院特点的军民融合产业发展路径探索——以核四院为例

本文从国家军民融合发展战略入手,通过分析军民融合的内涵及军工设计院的特点,结合核四院近三十年军民融合发展情况,研究探讨军民融合产业深入发展路径。