地震-降雨作用下铀尾矿库滩面氡析出响应规律研究

受地震和降雨的影响,对我国南方铀尾矿库滩面氡析出规律研究十分重要.选取我国南方某铀尾矿库的铀尾砂样品,制备了１．０m×１．０m×０．８m 分层压实的铀尾矿库滩面缩尺模型,运用自主研制的大型自然灾害综合模拟试验装置,探究了地震 降雨作用下铀尾矿库滩面氡析出率的变化规律.试验结果表明,在模拟地震峰值加速度一定的条件下,随模拟降雨量的增加,红土覆盖层表面裂隙的发育、扩张愈发明显;覆盖层表面氡析出率呈现出先降后升的趋势,在模拟降雨量为中雨(１２．５mm/２４h)时达到最低;通过灰色关联分析可知,降雨量较地震峰值加速度对表面氡析出率的影响更大.因此,合理设计铀尾矿库滩面排洪系统并严格落实滩面防洪措施显得更为重要.     

冲击作用下铀尾矿坝损伤与氡析出规律北大核心

冲击损伤会破坏铀尾矿坝体结构,给周边及下游人身财产安全带来潜在危害。通过自研水平冲击试验台开展铀尾矿库坝体冲击模拟试验,研究冲击速度逐级加载下坝体损伤特征及其坝体损伤氡析出规律。结果表明,冲击对坝体的损伤主要表现为表面单主裂隙发育和穿透破坏,穿透深度随冲击速度的增加而增加,红土层穿透破坏后的穿透深度的变化速度增大;红土层穿透前的氡浓度累积增长速率快于穿透后,穿透深度与整体氡析出率的规律呈现为缓慢上升(OA)-快速上升(AB)-趋于平稳(BC);穿透深度与降氡系数之间呈现快速下降到趋于平稳的规律,在红土层穿透后的3~7 cm穿透区间内降氡系数变化仅为2.94%。其结果可为铀尾矿库坝体安全稳定性研究提供参考。     

铀尾矿库滩面含水量分布与氡析出率预测

描述了中国核工业集团公司衡阳铀厂尾矿库滩面的含水量分布,以及含水量与氡析出率的关系。给出含水量与深度呈指数关系分布,与距离呈线性关系分布。并通过对排干水后尾矿库含水量测算,给出了该铀厂尾矿库表面氡析出率预测结果。     

铀尾矿库退役治理有关氡析出率问题的探讨

就铀矿冶设施退役环境治理过程中涉及铀尾矿库中的大面积铀尾矿氡析出率的测量、计算及用覆盖方法控制氡析出率的有关问题进行了探讨。提出了大面积铀尾矿年平均氡析出率测量中应考虑选择合适的测量时间、布点网度、测量次数等,以消除由于气象因素、尾矿中镭质量分数的不均匀等对氡析出率测量带来的影响。指出比较经济、衫的控制氡析出率的方法是用土壤、砂砾石等天然材料进行覆盖,并对确定覆盖厚度的方法进行了现场试验及理论计算的比较与说明。     

某退役铀尾矿库滩面覆盖层稳固性分析

本文在某退役铀尾矿库及周围环境的基础上,提出了该尾矿库覆盖层及其防侵蚀保护层的设计方案,并对覆盖层遭受水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和生物侵蚀等的可能性进行了分析论证。分析结果表明尾矿库覆盖层的稳固性是有保证的,能起到抑制氡析出率的目的。     

风压和含水率对铀矿砂氡析出影响的试验研究

以南方某铀尾矿矿砂为试验样品,自主设计二维铀矿砂试验装置,开展了压力和含水率对铀矿砂氡析出影响的试验。研究结果表明:在一定时间范围内,集氡空间氡浓度呈线性增长趋势;随着风压的增大氡析出率逐渐减小,呈多项式变化;随着铀矿砂试块含水率的增大,氡析出率先增大后减小,在含水率为5%左右时氡析出率达到最大值;在风压和含水率共同作用下,氡析出率变化呈三维立体曲面。     

基于COMSOL的铀尾矿堆单层覆盖治理效果分析

在假设铀尾矿堆为有限厚射气介质体的基础上,推导出了扩散作用时铀尾矿堆单层覆盖情况下的覆盖层表面氡析出率模型,并对黏土、砂壤土、石膏、重混凝土、水泥砂浆、沥青、建筑材料等7种材料分别进行了计算分析。采用COMSOL Multiphysics软件,对采用相同厚度的7种材料对铀尾矿堆进行单层覆盖时覆盖层中的氡浓度分布进行了可视化模拟分析。研究表明:采用相同厚度的材料对铀尾矿堆进行单层覆盖时,治理效果最佳的材料为重混凝土,其次为沥青,再次为水泥砂浆,分析结果可为铀尾矿堆覆盖治理提供有益参考。     

铀尾矿氡析出率的测量探讨

论述了在铀矿开采和水冶过程中,产生的大量废石和尾矿中含有铀、镭等放射性元素,并有高的氡析出率,需要进行治理以降低氡析出等带来的环境影响。探讨了铀尾矿氡析出率的测量方法、测量布点网度、测量时间及其影响因素。     

压力梯度对多孔介质氡析出率影响的试验研究

利用自制的多孔介质氡渗流析出试验装置研究了不同压力梯度下介质低压与高压侧表面氡析出率的变化规律。试验结果表明:在压力梯度小于827.6Pa/m时,高压侧介质表面氡析出率随压力梯度的增大呈指数减小,低压侧介质表面氡析出率随压力梯度的增大呈线性增大;随着压力梯度的继续增大,介质两侧氡析出率趋于稳定。试验结果与理论值的比较表明,两者基本吻合。同时,压力梯度的增大在一定程度上导致介质总的氡析出率增大。     

水泥含量与防氡涂料对粉煤灰砖氡释放的影响

以氡屏蔽率为主要评判指标,研究水泥加入量对煤渣/粉煤灰砖氡释放的影响;使用自制的防氡涂料研究涂层厚度对煤渣/粉煤灰砖氡释放的影响。结果表明:随着水泥加入量的增加,不同水泥量模块的氡析出浓度先明显增加,水泥加入量35%时,模块析出氡浓度达到最大值,然后呈缓慢下降趋势;随涂覆厚度的增加,防氡效率上升,当涂覆厚度为2.0 mm时,防氡效率为98.96%。机理研究表明:水泥量增加,产生的水化反应产物增多,将填充至水泥石内部的孔隙空洞,增加密实度,降低氡的释放,但水泥中粉煤灰等原料会带来氡的释放;涂层表面是一种连续致密均匀的结构,孔隙率极低,防氡基元材料紧密堆积,形成了层层叠加的致密结构,对氡源起到很好的密闭作用。     

RD固化剂对铀尾渣固化体力学及氡屏蔽性能的影响研究

选用市场常用的RD固化剂,配合水泥对河北省某铀矿的铀尾渣进行固化,研究了固化试块的力学性能和氡屏蔽性能,推导得出了最优氡屏蔽层计算公式;并对制作的屏蔽层开展了耐候性测试,分析了固化试块的微观机理。结果表明,在RD固化剂掺量0.08%、水泥掺量15%条件下形成的铀尾渣固化试块,其抗压强度可达3.0 MPa,氡析出率为0.39 Bq/(m²·s);在氡屏蔽固化层厚度为10 cm时,铀尾渣堆表面的氡析出率下降了81.2%。在模拟环境试验中,屏蔽层表面氡析出率未出现较大波动,稳定性好。     

基于核磁共振的铀尾砂固化体孔隙特征与氡析出率的试验研究

为了研究不同掺合料及掺量铀尾砂固化体孔隙特征与氡析出率之间的关系,分别采用15%、20%和25%的粉煤灰、矿渣粉或矿渣粉+粉煤灰对铀尾砂进行固化处理。采用核磁共振技术测量固化体试样的孔隙特征,并采用RAD7测氡仪测量试样的累积氡浓度,得出不同固化体试样的氡析出率。结果表明,随着掺合料掺量增加,核磁共振T₂分布曲线向左偏移,峰值幅度降低,试样内部孔隙逐渐演化为小孔径孔隙; 固化体试样的氡析出率与孔隙度均随掺合料掺量增加而逐渐降低,氡析出率与孔隙度之间呈正相关关系,25%掺量矿渣粉固化体试样的氡析出率与孔隙度最低,分别为0.136 Bq/(m²·s)和9.83%; 掺量相同时,孔隙度与氡析出率最低的为矿渣粉固化体试样,其次为粉煤灰+矿渣粉固化体试样,最后为粉煤灰固化体试样。研究结果可为实际工程中的铀尾砂固化处理提供理论参考依据。     

铀尾矿库环境氡及其子体的测量与评价

本文报道了铀水冶尾矿库环境中的放射性和非放射性有害物质的监测结果。对氡及其子体在环境中的分布作了调查,结果表明,表层尾矿的氡析出率平均为1.92±0.35Bq/m~2s,尾矿库空气中氡浓度平均为42.8±6.0Bq/m~3,氡子体浓度平均为(1.02±0.09)×10~(-1)μJ/m~3,不同方位离覆矿库1—3km范围的氡浓度降至9.3±0.8Bq/m~3(本底水平)。尾矿库管理人员的年有效剂量当量来自氡子体的平均值为0.723mSv,来自γ辐射的平均值为1.93mSv,两者之和占职业照射人员的年容许剂量当量的6.7％。附近居民通过尾矿库所增加的年有效剂量当量,氡子体为2.1×10~(-2)mSv,γ辐射为5.6×10~(-2)mSv,两者之和约为广大居民的年限制剂量当量的7.7％。对退役尾矿库提出尾土植被措施,在尾矿库表面覆盖厚0.5m粘性较大的黄土时,氡析出率降至0.302Bq/m~2s,γ辐射强度降至1.13×10~(-1)μGy/h。     

TVU耦合作用对砂岩型铀矿岩氡析出影响的试验研究

采用自主设计的极端条件下多场耦合作用下氡析出测试装置,探究了在耦合作用下砂岩型类铀矿岩的氡析出规律。试验块以南方某铀尾矿砂为骨料,以高强水泥、精铁粉、蒸馏水为基础原料模拟衡阳汪家冲盆地白垩系砂岩。试验结果表明,析出罐内的试验块氡析出率与超声波功率呈线性增长。在激振器水平往复式振动作用下,氡析出率随频率增长而增加。在温度梯度的作用下,随着温度梯度递增,氡析出率也随之增大。在温度一定时,在低频振动和超声波共同作用下,试验组氡析出率的变化率趋于定值。通过正交试验方差分析,得出在三因素下,温度显著性最大,为控制氡析出提供了优先控制因素。     

某铀尾渣库退役治理覆盖系统设计

结构合理的覆盖系统是有效降低铀尾矿(渣)库氡析出率的重要措施。在总结国内外铀尾矿(渣)库覆盖系统研究成果及发展历程的基础上,根据辽宁某铀尾渣库现场覆土降氡试验成果,提出该尾渣库退役治理多层覆盖系统结构型式设计,并确定了覆盖材料、厚度和组成。设计的覆盖系统结构型式简单,施工方便,满足将氡析出率降至规定限值以下的要求。     

铀尾矿库覆盖层厚度的最优化分析

在铀尾矿库补救行动中,库面上覆盖上层是其中的一项关键措施。介绍了一种确定这种覆盖土层厚度的辐射防护最优化分析方法,分析方法结合了代价利益分析、多属性分析和模糊分析,在考虑了辐射危害和防护代价因素以外,还考虑了其它一些间接因素的影响。在给出方法的同时,还结合我国的一座大铀尾矿库进行了分析计算。分析给出了覆盖层厚度与根据有关退役标准中氡气析出率确定的厚度基本一致。     

衡阳铀厂尾矿库活性炭吸附法氡析出率监测结果分析

介绍了利用活性炭吸附法监测衡阳铀厂铀尾矿库某测点按年平均氡析出率测量结果,对方法的特点和测量结果进行了全面的分析。     

我国西南某铀矿水冶尾矿库的退役治理

介绍了我国西南某铀矿尾矿库的污染状况和治理措施，重点介绍了降低氡的析出覆盖层的组成和处理酸性渗出水的渗透反应墙（permeable reactive barriers）技术以及施工。治理后，²²²Rn析出率平均值降为0.68 Bq/(m2·s)，γ环境辐射剂量率降低到（28~176）×10^-8 Gy/h ，渗出水pH值为8.3，金属铀浓度0.03mg/L，SO^2-₄为180mg/L，并对存在问题进行分析与讨论。     

铀尾矿堆防氡覆盖分析

对铀尾矿堆的氡析出进行评价应采用全年全面积的平均氡析出率(?),即覆盖铀尾矿堆的防氡效率取决于该堆的性状、覆盖材料的性质和对空气渗流的控制程度。扩散系数小、孔隙度低、渗透性差的材料适于做覆盖材料。最后,文中给出了覆盖厚度的解析表达式。     

不同掺合料及掺量下铀尾矿水泥固化体力学性能及氡析出率测量实验研究

铀尾矿水泥固化过程中，经常会遇到混合不均匀而导致强度较低、氡析出率高等问题。为了改善固化体的性能，在固化体中掺入一些其他固化材料，例如粒化高炉矿渣、粉煤灰和生石灰等。通过调整固化体中掺合料的种类、掺量和养护龄期，测试铀尾矿水泥固化体的饱和含水率、力学强度和氡析出率等性能。实验结果表明：单掺粒化高炉矿渣、粉煤灰和生石灰时，铀尾矿固化体7 d、14 d和28 d龄期抗压强度、抗拉强度和抗剪强度均有所提高；从力学性能考虑，效果最好的是养护28 d掺量为25%粒化高炉矿渣固化体，其饱和含水率也最低；掺量越大氡析出率越低，但是效果最好的是掺入25%的粒化高炉矿渣，其次是掺入25%的粉煤灰。该研究成果可为今后铀尾矿库退役治理提供理论参考和决策依据。