γ辐照条件下水的辐射分解研究

发布时间：2020-11-05 19:17

　　 放射性废物地质处置库周围的地下水受到放射性物质发出的γ射线等电离辐射后,会分解为·OH、·H、aqe、·HO2和·O2-等高活性自由基,以及H2、O2和H2O2等分子产物。这些分解产物具有很高的反应性,可以与金属发生氧化还原反应,加快放射性废物金属容器在环境中的腐蚀;还可以氧化溶解容器内的废物固化体,使其中的放射性核素随水的流动而迁移很长距离。这些分解产物的产生在很大程度上受添加剂、p H值、辐射种类、温度和氧化物等多个因素的影响。为研究水受到不同剂量γ辐照后发生分解的程度,进行了一系列实验,主要研究内容与成果如下:1.实验采用实际测量和蒙特卡罗模拟相结合的方法推算出未知活度的60Co标准放射源的放射性活度,约为0.8m Ci。2.用该标准源对密封试剂瓶内的自来水进行照射,由于在试剂瓶身正对放射源的位置贴有热释光探测器,因此认为该热释光探测器所接受的照射剂量代表了瓶内水样所接受的剂量。照射完成后用热释光读出器测出热释光探测器所接受的剂量值,再用实验室p H/电位计测出水样的p H值和氧化还原电位值。3.实验结果显示随着水样接受的剂量的增加,水样的p H值会缓慢下降,而氧化还原电位值会缓慢上升。这是由于水受到电离辐射后,会分解产生氧化剂(·OH、·HO2和H2O2)和还原剂(·H、aqe和H2),一方面这些氧化剂的氧化性很强,能将溶于水中的N2氧化为HNO3,HNO3是强酸且是强氧化剂;另一方面H2很快会从水中消失,而氧化性产物会留在系统中,这使得系统的氧化性能增强。4.高放废物地质处置库中的放射性强度远高于实验条件下的放射性强度,由此可以推断,随着处置库周围的地下水发生辐射分解,处置库周围环境的酸性和氧化性都会显著增强,这将对处置库的长期安全产生很不利的影响。
【学位单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TL942
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
2 水的辐射分解原理及影响
    2.1 水的辐解过程和产物
    2.2 水辐解产物的性质
        2.2.1 水合电子
        2.2.2 氢原子
        2.2.3 羟基自由基
        2.2.4 氧化羟基自由基
        2.2.5 氧原子
        2.2.6 氢气和过氧化氢
    2.3 影响辐解产物的因素
        2.3.1 生成量的定义
        2.3.2 添加剂的影响
        2.3.3 pH值的影响
        2.3.4 温度的影响
        2.3.5 辐射类型的影响
        2.3.6 氧化物的影响
    2.4 水辐解对环境的影响
        2.4.1 氧化性产物的影响
        2.4.2 还原性产物的影响
    2.5 研究前景
3 蒙特卡罗方法推算源活度
    3.1 蒙特卡罗方法概述
    3.2 MCNP程序简介
    3.3 MCNP模拟推算源活度
        3.3.1 实际测量
        3.3.2 MCNP建立模型
        3.3.3 由模拟数据推算源活度
    3.4 小结
4 水的γ照射实验
    4.1 热释光探测器
        4.1.1 热释光的原理
        4.1.2 热释光探测器的性能
        4.1.3 探测器校准
    4.2 热释光退火炉
        4.2.1 性能指标
        4.2.2 操作方法
    4.3 水的照射实验
    4.4 照射剂量的测量
        4.4.1 热释光读出器原理
        4.4.2 测量方法
        4.4.3 发光曲线
    4.5 pH值的测量
        4.5.1 实验室pH/电位计测量原理
        4.5.2 pH计校正
        4.5.3 pH值测量
    4.6 氧化还原电位的测量
    4.7 结果分析
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录A

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本文编号：2872065