高放废物处置库缓冲材料高温蒸汽效应与导热性能

发布时间：2021-06-17 23:12

　　全球正进入清洁能源的新时代,核能被广泛利用的同时,也产生了大量难以处理的高水平放射性核废物（高放废物）。目前,国际上普遍认为深地质处置方案是最可行的技术方法,以确保核素与人类生物圈永久隔离。膨润土因具有高膨胀性、低渗透性和强核素吸附性等优点,因此被普遍视为缓冲/回填层理想的基质材料,其相关性能是处置库长期安全运行的有力保证。然而,纯膨润土导热系数偏低,不利于热量快速消散,甚至会引起一系列不利后果。因此,有必要合理评估高温诱发的危害,并研究提升膨润土导热系数的方法。论文以高放废物深地质处置为背景,以膨润土和膨润土-石墨混合材料为研究对象,采用宏-微观试验与理论分析相结合的方法,探究高温蒸汽对膨润土隔离性能的影响;重点研究以石墨提升膨润土导热系数的方法,分析导热系数的变化机理,并结合理论模型进行预测分析。论文研究内容及主要结论如下:1)开发并标定一种新型高温蒸气测试装置,对压实膨润土（1.70g/cm3）在高温蒸汽下的性能演化进行了模拟探究。结果表明:相较于常温水化,经历高温蒸汽作用后,试样的膨胀和防渗性能均发生了不可逆的劣化;离子和元素测试表明,试样水浸液中Mg2+、Ca2+浓度下降,S... 

【文章来源】：三峡大学湖北省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

试验用膨润土购买自巩义市龙鑫净水材料有限公司,为钠基膨润土,如图2.1所示。样品为浅灰白色,质地细腻,自然含水率为11%-13.5%。蒙脱石含量高达82.3%(亚甲基兰法),石英含量约为4.5%,根据《土工试样方法标准GB/T 50123-2019》[80]测得基本物理性质如表2.1所示。利用X射线荧光光谱分析,得到该膨润土主要化学成分与含量,如表2.2所示。2.2.2试样制备

根据目标干密度(1.60g/cm3、1.70g/cm3)和实际含水率(9.99%),称量所需的上述制备土样,再将称量土样倒入特制压实模具内,利用双作用千斤顶(图2.2)进行侧限条件下的静力压实。采用体积控制法压制样品,即将土样压实进内径50mm、高10mm的不锈钢试样环内,以确保达到目标干密度。压实过程尽可能保持低加载速率,以保证试样得到均匀压实,当试样压实至预定体积时,继续保持荷载8小时以避免回弹变形。压制完成后,从模具内取出试样环,并尽快开始后续相关测试。2.3 试验仪器及原理


本文编号：3236099