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。     

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。     

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。     

酸性铀尾渣包裹技术与氡析出控制研究

通过对矿堆浸铀尾渣进行包裹试验,考察了高分子防水胶、家装面漆、冷再生乳化沥青、微表处乳化沥青、耐酸水泥5种包裹材料对尾渣氡析出控制的影响,进一步考察了微表处乳化沥青用量对尾渣控氡效果的影响。试验结果表明:微表处乳化沥青包裹控氡效果较好,其经济合理的用量范围为10%~12.5%,当用量为12.5%时,包裹试验10 h后,铀尾渣氡活度浓度下降45%;12.5%微表处乳化沥青与5%活性炭混合制成的复合材料对铀尾渣的氡析出控制效果显著,相比于空白试验,测试时间为10 h时,铀尾渣氡活度浓度降低了71%。     

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。     

铀矿冶设施退役工程治理技术及有关问题的研究

归纳总结了几年来铀矿冶设施退役工程治理技术,尾矿水对地下水影响和废石尾矿氡析出率测定及其覆盖方式。本文对治理方案的编制和现场实施具有参考价值。     

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。     

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。     

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。     

某铀尾矿不同粒度分形分布对氡析出的影响

氡析出受到各种影响,如大气压、温度、湿度、密实度等。主要运用分形理论,对广东某铀尾矿将不同粒径样品按比例配制成不同分维值,在外界影响因素不大的情况下,研究了铀尾矿中不同粒度对氡析出的影响。     

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。     

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。     

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。     

膏体—地聚物协同效应的铀尾矿井下充填处置体系构建

铀尾矿井下充填处置是铀矿“协同开采”理念的重要技术支撑，但铀尾矿复杂的物理化学性质影响了胶结充填体的固结固化特性，进而制约了铀尾矿骨料胶结充填技术的应用。基于膏体和地聚物特性的协 同效应，针对铀尾矿地表堆置和常规井下充填处置存在的问题，提出了基于地聚物分割包裹—膏体稳固协同固化的铀尾矿井下充填设想。铀尾矿井下胶结充填体的技术指标包括机械强度、化学稳定、抗浸出性、氡析 出率和增容特性，物料组成包括铀尾矿骨料、地聚物基材、矿黏合剂、外加剂、功能矿物和水等，制备与充填过程的关键工艺为铀尾矿颗粒级配重构、充填材料多元复配以及充填质量的原位监测与动态调整技术。以 某铀尾矿库尾砂、复配冶炼矿渣等材料为研究对象进行了验证试验，当水固比为0.25、灰砂比为1:4时，充填体试件在（20±1）℃、湿度≥95%条件下养护28 d后，试件的最大单轴抗压强度为17.65 MPa，表明基于地 聚物的铀尾矿膏体充填体制备具备可行性。该充填体系的构建对于促进膏体充填技术在低或极低放射性固体废弃物处置领域的应用具有一定的意义。     

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。     

循环爆破荷载作用下类铀矿岩损伤与氡析出规律的实验研究

为了深入研究类铀矿岩在循环爆破荷载作用下的损伤及氡析出规律,首先制作了室内爆破装置,然后依据相似理论,以铀尾砂等为原材料制备了类铀矿岩来代替实际的铀矿岩,在室内制成250 mm×250 mm×200 mm的试块,在试块上设置25个测点,再对试块施加循环爆破荷载,直至试块完全破碎。利用非金属超声波检测仪测量试块每次爆破前后的纵波波速,并换算成对应的损伤值;同时,采用密闭腔体法测量试块爆破后的累积氡浓度,并计算出氡析出率。采用K-Means聚类算法计算出25个测点的权重,进而得到综合损伤变量。研究结果表明,随着爆破次数增加,矿岩损伤呈现出“倒S”形状,且氡析出率与矿岩损伤值的变化具有一致性。该研究可为今后铀矿开采过程中的氡辐射防护和岩体稳定性研究提供参考和借鉴。     

铀尾矿污染特征及综合治理技术研究进展

近年来,随着核工业的不断发展,核燃料需求量不断增长,铀矿开采产生的铀尾矿数量持续增加。由于铀尾矿具有放射性核素和重金属含量高、污染范围广和危害隐蔽性的特征,如何高效、安全的处理铀尾矿已成为核工业领域亟需解决的瓶颈问题。本文通过对比分析国内外铀尾矿治理方法发现:充填法能减少铀尾矿的占地面积,但会使井下的氡析出率变高且容易污染地下水;覆盖法治理效果好,适用范围广,容易和其他方法结合组成综合法,但是成本较高;生物化学法对目标元素的去除效果较好;而综合法虽然应用前景广阔,但目前技术还不成熟。并在此基础上,总结了目前铀尾矿治理中存在的关键问题,提出了针对性的建议,可为今后铀尾矿污染治理及治理新技术的开发提供借鉴意义。     

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。