高放废物地质处置库安全特性研究

高水平放射性废物(简称高放废物)是一种放射性强、毒性大、含有长半衰期核素且发热的特殊废物,对其进行最终处置难度极大,面临一系列的科学、技术、工程及社会学的挑战。高放废物安全处置的核心是,要确保在数万年甚至更长时间内,将高放废物与生物圈进行有效隔离。我国核武器研制和生产过程中,已经积累了一批亟待地质处置的高放废物,急需开展技术研发,并建设处置库对其进行最终地质处置。另外,我国核电站乏燃料后处理产生的高放废物以及某些不宜后处理的乏燃料,也需进行最终地质处置。本文针对高放废物安全处置的要求,对高放废物处置库的工程屏障(玻璃固化体、废物罐、缓冲材料等)和天然屏障(处置库围岩)的安全特性进行了研究,介绍了我国高放废物地质处置库选址、工程屏障和安全评价的进展。     

中低放固体废物西北处置场环境地质研究

西北处置场是中低水平放射性固体废物的处置场。研究表明,场址区无不良地质现象,工程地质条件较好。场地内不含第四系浅层水,第三系承压水埋深较大。查明了地下水的补给、流量和排泄条件。通过地下水弥散实验研究获得了地下水实际流速、流向、纵横向弥散度和弥散系数。包气带研究获得了岩土的非饱和渗透系数。场址区岩土具有较高的可     

基于描述逻辑的CIM模型

分析了CIM模型在自主计算中的研究现状和存在的问题,在GLanfranchi和ACali的基础上提出了一种具有演化功能的CIM模型。针对CIM模型的特点和需求,提出了一种基于描述逻辑DLRifd的CIM模型,即给出了将CIM模型转化为描述逻辑DLRifd知识库的方法,证明了该转化方法的正确性。以及给出了自动判断CIM模型一致性、冗余性、包含关系的方法,也证明了这些判断方法的正确性。     

高放废物处置库选址中的水文地质特性评价

根据国内外研究经验,综述高放废物地质处置库选址不同研究阶段水文地质特性评价的方法和作用,并将评价方法分为区域、地区和场址3个阶段水文地质调查来讨论。同时,介绍了我国高放废物地质处置场地水文地质特性评价研究现状。     

考虑Klinkenberg效应的压实膨润土渗气特性研究

利用非饱和三轴渗气仪研究了压实高庙子膨润土的渗气特性。发现当渗气系数小于10~(-14) m~2时,压实膨润土中的Klinkenberg效应较为显著,渗气系数会随气压力的增大而降低;气体滑脱因子随Klinkenberg渗气系数与体积含气率之比的变化满足幂函数关系,试验得到的二者之间关系与干密度、含水率无关,并与Klinkenberg理论模型相近;Klinkenberg渗气系数与体积含气率在双对数坐标中呈线性关系,其斜率与含水率基本无关。基于试验规律,建立了考虑Klinkenberg效应的高庙子膨润土非饱和渗气系数的数学模型。     

饱水与晶体粒度对北山花岗岩断裂韧度影响的试验研究

采用MTS815岩石力学试验机和三维声发射监测系统,选取高放废物处置甘肃北山预选区5种典型岩石,开展不同粒径花岗岩干燥与饱水状态下的三点弯曲试验,探讨饱水和晶体粒径对岩石断裂韧度的影响规律。通过对比干燥与饱水试样循环加、卸载曲线发现,饱水处理会明显降低试样在张拉条件下的起裂强度和劈裂韧度,并加速裂纹扩展速度。试验结果表明,干燥北山花岗岩断裂韧度介于1 576~2 139 N/cm1.5,饱水试样介于1 463~1 848 N/cm1.5范围。同一粒径下,饱水试样断裂韧度均值均约为干燥试样的90%。通过不同类型试样试验结果对比,发现北山花岗岩断裂韧度有随晶体粒径增大而减小的趋势,而岩石本身矿物成分与晶粒形态对试样的断裂韧度也有一定影响。最后,基于三维声发射监测数据,分析试验过程中裂纹扩展过程,深化对岩石断裂损伤演化机制的认识。     

膨润土性能温度效应研究进展

通过文献调研、资料总结和分析,阐述了温度对膨润土诸多性状的影响.膨润土中孔隙水的化学成分因温度变化而发生改变,温度的增加使膨润土中内水、外水的含量发生改变,从而影响土的水合力大小.以OPHELIE膨润土实验为例,介绍了温度对膨润土内部孔隙大小的影响.此外,还对目前膨润土持水能力与膨胀力的温度效应进行了阐述.     

高压实高庙子膨润土GMZ01的膨胀力特征

 高放废物深地质处置中，缓冲/回填材料系统起着工程屏障、水力学屏障、化学屏障、传导和散失放射性废物衰变热等重要作用，是高放废物地质处置库长期安全性和稳定性的有效保障。前人研究表明，膨润土是理想的缓冲/回填材料。在归纳总结压实膨润土膨胀力的室内试验研究成果的基础上，采用恒体积试验法研究高压实高庙子膨润土GMZ01的膨胀力特性，该膨润土已经被确定为我国高放废物地质处置库首选缓冲材料。结果表明，高压实高庙子膨润土GMZ01膨胀力随时间的变化曲线是一条渐近线，而时间/膨胀力与时间之间存在很好的线性关系；膨胀力发展过程曲线与吸水量曲线具有明显的阶段性特征；高压实高庙子膨润土的膨胀力和干密度之间存在指数关系，干密度是影响膨胀力的一项重要的因素。所取得的膨胀力特性成果，对于高庙子膨润土膨胀性能的正确判定具有非常重要的意义。     

核废物深部地质处置方案及试验

国际上普遍认为，对核废物进行深部地质处置是长期保护人类及生存环境不受核污染的最为安全可靠的措施。为此，许多核能利用国家提出了处置方案，建立了地下实验室，并对其方案展开了大量的现场技术试验及基础理论研究，取得了极为宝贵的经验。所有的处置方案都是根据多重屏障原理建立的，即包括自然地质屏障（各种围岩）和工程屏障（废物体＋包装罐＋缓冲回填体）。各国根据地质条件，选择了不同岩石作为处置库的围岩，主要有盐岩、结晶岩、泥岩和凝荻岩。介绍了为在这些岩体中建造处置库提山的典型处置方案，方案的现场试验，试验中所观察的热-水-气-力过程和其数值模拟结果。     

高放废物地质处置：进展与挑战

随着我国核能事业的飞速发展,高水平放射性废物的处理和处置,即将成为一个重大的安全和环保问题。在介绍国内外进展的基础上,重点讨论了高放废物地质处置面临的挑战：处置库场址地质演化的精确预测、深部地质环境特征、多场耦合条件下(中(高)温、应力作用、水力作用、化学作用、生物作用和辐射作用等)深部岩体、地下水和工程材料的行为、低浓度超铀放射性核素的地球化学行为与随地下水迁移行为及处置系统的安全评价。