放射性核素在花岗岩裂隙介质中迁移数值模拟

发布时间：2024-02-25 12:03

　　目前普遍认为花岗岩岩体是最适合放射性废物深地质处置的介质之一，当处置库人工屏障失效后，由于花岗岩岩体中裂隙的普遍存在，为地下水存储和放射性核素迁移提供了通道，放射性核素可能伴随地下水的流动而向外迁移和扩散，影响生态环境。研究花岗岩裂隙介质中放射性核素的迁移情况，对放射性废物处置的评价具有重要意义。 本文基于双重连续介质模型，根据单裂隙岩体核素迁移规律，推导总结了核素在平行板单裂隙岩体裂隙域和基质域中的迁移方程。考虑在裂隙入口处具有指数衰变注入，利用拉普拉斯变换，结合核素在裂隙域与基质域交界面的耦合吸附，得到了核素在基质域和裂隙域中相对浓度值的解析解，并编制了计算程序。模拟过程中选择高毒性的239Pu作为分析对象，结合研究区渗透系数和分配系数等参数值，分析了研究区花岗岩岩体裂隙域和基质域中相对浓度的分布情况，预测了239Pu在裂隙域和基质域中的发展趋势和迁移情况，模拟表明239Pu在基质域内的扩散非常缓慢，经过0.5×105年，扩散范围仅在毫米量级，而在裂隙域中大约迁移3米，模拟结果表明该花岗岩区域具备处置含239Pu等放射性废物的条件。同时还探讨了时间、裂隙域水的平均速度、隙宽、渗透系...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题的目的和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 迁移中关注的研究介质
        1.2.2 迁移中的关键核素
        1.2.3 核素迁移的研究方法
        1.2.4 核素迁移的影响因素
        1.2.5 裂隙介质中核素迁移的模拟研究
        1.2.6 放射性废物处置安全评价的研究进展
    1.3 本文的主要内容
第2章 裂隙介质渗流理论分析
    2.1 基本概念
    2.2 裂隙介质中渗流的基本理论
        2.2.1 达西定律
        2.2.2 单裂隙中水流的立方定律
        2.2.3 渗流的连续性方程
    2.3 裂隙介质核素迁移的基本理
        2.3.1 核素迁移的机理
        2.3.2 核素迁移的规律
    2.4 本章小结
第3章 单裂隙介质核素迁移规律
    3.1 裂隙介质核素迁移的数学模型
    3.2 单裂隙介质双重连续模型核素迁移规律
        3.2.1 概念模型
        3.2.2 物理模型
        3.2.3 数学模型
    3.3 单裂隙介质双重连续模型核素迁移的解析解
    3.4 本章小结
第4章 模拟参数的确定
    4.1 研究区的划定
    4.2 渗透系数
        4.2.1 几何测量法
        4.2.2 现场试验方法
    4.3 分配系数
        4.3.1 制备示踪剂
        4.3.2 实验步骤
        4.3.3 实验结果
    4.4 其它参数
    4.5 本章小结
第5章 数值模拟
    5.1 程序编制
    5.2 单裂隙双重连续介质模型239Pu 迁移的数值模拟
        5.2.1 裂隙域的数值模拟
        5.2.2 基质域的数值模拟
        5.2.3 影响因素分析
    5.3 研究区裂隙域239Pu 迁移
        5.3.1 研究区裂隙域239Pu 数值模拟
        5.3.2 放射性废物场址的选择
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3910282