核废料处置库近场花岗围岩温度场模拟研究

发布时间：2025-03-20 04:57

　　核能及核技术的发展带来了不可避免的核废料处置问题。深地质处置中,核废料放射性元素衰变产生的热量传递至外层的工程屏障及近场围岩,形成温度场。近场围岩温度场的改变会使围岩热应力发生相应变化,在较高温度影响下,这些变化可能会导致处置库状态的改变,从而威胁处置库密闭性和安全性,最终影响地下水系统和核素迁移。研究近场围岩温度场的变化情况可以为处置库设计提供重要支撑,对处置库的热、力等物理性状的研究提供重要参考,同时对由微生物活动或地质活动引起的核废料罐泄露等事故的监测和防范也有着重要意义。本文以核废料处置库近场花岗围岩的温度场作为主要研究对象,用数值模拟的方式分析了围岩温度及热应力的分布和变化情况,同时提出采用分布式光纤传感系统实际测量近场围岩温度的设想,并对该设想进行了模拟试验研究,完成的工作及取得的认识主要包括:（1）叙述了核废料处置库多层屏障体系,选择了花岗围岩类型和水平钻孔处置方式进行数值模拟。分析推导了花岗围岩体的温度控制方程及热应力方程;阐述了分布式光纤温度测量系统的原理、功能结构等。（2）利用ANSYS有限元分析软件,建立了包含有三个钻孔的处置库近场围岩的数值模型,完成了近场围岩10...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1核废料处置库的多层屏障体系多屏障体系相辅相成，即使某一层屏障失效，处置库的总体功能总能保持较

第2章核废料处置库的多层屏障体系（2）最大限度地降低地下渗透水与高放废料固化体的接触；（3）由于埋藏于稳定的深地质环境，地壳隆起、地层断裂、地下水侵蚀、岩浆活动等地质活动不会影响高放核废料的处置安全，放射性元素也不会返回自然生态圈；（4）长时间的隔离处置保障了放射性元素的充....

图2-2瑞典模式

成都理工大学硕士学位论文终瑞典优先选择KBS-3V结构模式作为处置库结构类型。（2）法国模式（图2-3）：法国同时针对黏土岩和花岗岩进行研究，模式的结构特点是以井-巷结构为主，废料罐放置于水平巷道，并考虑回填缓冲材料。（3）美国模式（图2-4）：美国处置库中主要放置乏燃料....

图2-3法国模式

（3）美国模式（图2-4）：美国处置库中主要放置乏燃料，废料罐放置于水平巷道，外设金属防护罩，不考虑添加缓冲材料。另外，比利时、日本等国也有各自不同的处置库结构模式。图2-2瑞典模式

图2-4美国模式

图2-4美国模式置单元放置方式来看，可以分为水平和竖向放置两大类，细分平处置、双向水平钻孔处置、竖向处置、多层处置，如图2-5～2图2-5水平处置模式图2-6双向水平钻孔处置

本文编号：4037420