铀尾矿氡析出的动力学机理研究

发布时间：2020-12-11 03:54

　　铀矿开采、加工和水冶过程中产生大量废石和尾渣,这些废石和尾渣被堆放在地表特定地方形成铀尾矿库,是氡的重要来源。这些铀尾矿产生的氡可以通过连通孔隙释放到上方的空气中,对铀矿山及其周边地区构成了长期的放射性环境危害。铀尾矿等多孔射气介质氡的析出机理研究是铀矿山氡辐射防护的基础。本文基于分形和混沌理论研究了铀尾矿氡析出的动力学机理,首先建立了铀尾矿分形模型,基于这些模型采用数值模拟的方法研究了氡射气和氡渗流分形动力学,然后采用混沌理论研究了氡析出的动力学特征,最后,研究真空预压和红土覆盖对铀尾矿氡析出动力学的影响,以为铀尾矿库退役治理提供理论指导。取得的主要创新性研究成果如下:(1)采用随机漫步法构建了8种铀尾矿分形模型,并用计盒维数的方法分析这些模型的孔隙空间分形特征,结果表明这些模型的孔隙具有分形特征。基于孔径分形概率模型,应用蒙特卡洛方法模拟所构建铀尾矿模型的氡射气过程,研究了铀尾矿氡射气的分形动力学。通过配制与所构建铀尾矿模型具有相同粒度分维数的铀尾矿样品,并测定这些铀尾矿样品的氡射气系数,验证了模拟的正确性。(2)采用随机漫步法构建了16种铀尾矿分形模型,并用格子玻尔兹曼方法对所构... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

氡的微释放过程

图 2.6 铀尾矿模型的 logN(b)与 logb 的关系图表 2.1 铀尾矿分形模型的相关参数 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 1.8 1.9 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.71 2.685 2.644 2.613 2.585 2.531 2.455 0.984 0.994 0.981 0.985 0.978 0.986 0.963 度 0.365 0.334 0.315 0.303 0.283 0.266 0.243 介质的累积孔隙尺寸分布满足如下标度律[174]：fmax)DN （L（）λλ≥ λ =max为最大孔径，λ 为孔径，N(L≥λ)为孔径大于 λ 的孔隙数目维数。式（2.8）可以得到多孔介质孔隙的总数 Nt为：

比镭原子分布在整个颗粒中的氡射气系数大,但是随着粒度分的差值在减小。这是因为镭原子均匀分布在颗粒表面 80nm 范固体颗粒的概率较大，因而这种条件下铀尾矿的氡射气系数铀尾矿模型的粒度分维数增大到一定范围后，尾矿中的大孔隙子均匀分布在颗粒表面 80nm 范围内时氡原子嵌入邻近固体颗得氡射气系数变小。


本文编号：2909863