核废料储罐深地质处置环境下的腐蚀行为研究

发布时间：2022-07-15 12:56

　　核能利用过程中所产生的大量核废料一直是核能安全利用过程中急需解决的关键问题,一方面需要找到安全有效的处置方式,另一方面又需要确保在其处置过程中不会发生泄漏等安全隐患。目前,国际上普遍接受且可行的处置方法是“深地质处置”,是一种由固化体、外包装材料和缓冲回填材料构成的人工屏障以及围岩构成的天然屏障共同组成的“多屏障系统”。在深地质处置的过程中,伴随着地下水的不断渗入与核废料衰变裂变过程中大量的热能释放,形成了易于腐蚀发生的外部环境。同时储库环境会因初始截留氧气的逐渐消耗而变为一个长期的还原环境,析氢反应占据优势,储罐材料很可能会因氢的吸收与渗透发生不可预见的氢脆现象。由于核废料储罐是保证内部核废料密封的首道安全屏障,对于预期的数十万年甚至数百万年的深地质处置而言,有必要对深地质处置环境下的储罐材料进行大时间尺度下的腐蚀安全评估。本文通过电化学研究方法研究了三种核废料储罐备选材料（Q235钢,TA2和TA8-1）在我国高放射性核废料深地质储库预选区地下水及模拟深地质环境下的腐蚀发展规律。结果表明,三种材料在地下水溶液中高温环境的腐蚀趋势要低于低温环境,其产物膜保护性也较强。深地质处置环境相... 

【文章页数】：120 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 高放废物深地质处置系统概述
        1.2.1 高放废物深地质处置系统的工程屏障
        1.2.2 高放废物深地质处置系统的天然屏障
    1.3 高放废物地质处置国内外研究进展
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 立题依据及研究内容
        1.4.1 立题依据
        1.4.2 研究内容
第二章 储罐表面温度场演变规律
    2.1 引言
    2.2 温度演变规律
        2.2.1 直接埋藏
        2.2.2 膨润土缓冲/回填
        2.2.3 混凝土缓冲层
        2.2.4 分析
        2.2.5 多坑道处置中不同区域的温度
    2.3 饱和度的变化
        2.3.1 国外储库研究情况
        2.3.2 国内研究情况
        2.3.3 对缓冲材料膨润土含水量的研究
        2.3.4 分析
第三章 储罐表面腐蚀环境的大时间尺度演变
    3.1 引言
    3.2 氧气含量
        3.2.1 直接填埋
        3.2.2 膨润土缓冲层
    3.3.化学环境
        3.3.1 直接埋藏
        3.3.2 具有膨润土缓冲层
        3.3.3 具有混凝土缓冲层
        3.3.4 膨润土外附混凝土缓冲层
第四章 Q235钢在模拟地下水及深地质处置环境下的腐蚀行为研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验材料及腐蚀介质
        4.2.2 电化学测试
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 固体参比电极的稳定性
        4.3.2 高压实膨润土含水率与电导率关系
        4.3.3 Q235钢在模拟地下水环境下的腐蚀行为
        4.3.4 Q235钢在深地质处置环境下的腐蚀行为
    4.4 结论
第五章 纯钛在模拟地下水及深地质处置环境下的腐蚀行为研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验材料及腐蚀介质
        5.2.2 电化学测试
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 TA2在模拟地下水环境下的腐蚀行为
        5.3.2 TA2在深地质处置环境下的腐蚀行为
    5.4 结论
第六章 钛合金在模拟地下水及深地质处置环境下的腐蚀行为研究
    6.1 引言
    6.2 实验方法
        6.2.1 实验材料及腐蚀介质
        6.2.2 电化学测试
    6.3 实验结果与讨论
        6.3.1 TA8-1 在模拟地下水环境下的腐蚀行为
        6.3.2 TA8-1 在深地质处置环境下的腐蚀行为
    6.4 结论
第七章 总结论与展望
    7.1 总结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
作者简历
研究生期间发表的文章及申请的专利



本文编号：3662089