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高放废物在地质处置中核素迁移数值模拟研究

吴晓东

  随着核科学的发展,核技术广泛应用于国防、工业、农业、医学等各个领域。与此同时,核工业发展的同时也产生了大量的核废物,或称放射性废物。其中,高放废物的反射性水平高、毒性大、发热量大,如不加以安全处置,会对自然环境和人类社会产生巨大的破坏作用。因此,高放废物的处置是核废物管理中最为重要的课题,已引起国际社会的广泛关注。目前,深地质处置在国际普遍被认为是高放废物处置最有效可行的方案,而地质屏障中放射性核素迁移是高放废物深地质处置安全评价的关键课题之一。 地质屏障中放射性核素迁移过程是十分复杂的,主要表现在迁移介质的非均质性和非连续性,迁移时间长(数万年至数十万年),不确定因素多等。本文基于双重介质理论,针对远场裂隙介质中的核素迁移问题,从单裂隙介质中溶质迁移问题入手,初步探讨了溶质在单裂隙介质中的迁移的概念模型和数学模型,利用拉普拉斯变换推导了在裂隙入口处具有稳定注入源条件下的解析解。在此基础上利用MATLAB数值模拟软件,分别模拟了Th-229、Cs-135及Se-79三种核素在低渗透花岗岩裂隙域与基质域中的相对浓度分布。结果表明:在其它条件相同的情况下,迟滞系数与这三种核素的迁移距离、扩散深度成负相关关系。同时,分析了水力坡度、隙宽对这三种核素在单裂隙介质中迁移的影响。结果表明:核素的迁移距离及相对浓度都随着水力坡度和隙宽的增大而增大。同时,根据裂隙网络系统中导水系数成正态分布这一特性,利用一维多途径核素迁移模型对裂隙网络系统进行描述,并对上述三种核素在该系统内进行了模拟研究。……   
[关键词]:高放废物;单裂隙;核素迁移;数值模拟
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东华理工大学2012年