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核废料处置库近场热—水—力耦合分析及缓冲材料的参数敏感性分析

赵飞  
【摘要】:随着世界核科学的发展,核技术广泛应用于国防、工业、医学等各个领域。核工业发展的同时也产生了大量的高放废物。目前,高放废物的处置已受到世界各国的广泛关注,而较为公认的方法就是深地质处置,即采用天然屏障和工程屏障相互补充的多重屏障体系来确保高放废物和生物圈的安全隔离。而高压实的膨润土由于具有较高的膨胀性、极低的渗透性和优良的核素吸附等性能被世界各国选作深层地质处置多重工程屏障系统中的缓冲/回填材料。因此,针对核废料处置库的作用机理研究和膨润土的参数敏感性研究很有必要。 本论文在阅读、整理国内外相关文献的基础上,利用有限元软件CODE_BRIGHT,采用FEBEX原位试验作为计算模型,考虑“热-水-力(T-H-M)”耦合,进行了近场膨润土及岩石的性状分析,并进行了膨润土的参数对高放废物处置库近场性状影响的敏感性分析,具体研究内容如下: (1)以高放射性核废料地质处置的FEBEX原位试验作为计算模型,利用有限元软件CODE_BRIGHT进行数值模拟分析,得到试验中处置库关闭后近场膨润土和岩石内的温度、饱和度、吸力、应力及位移的变化规律。 (2)以高放射性核废料地质处置的FEBEX原位试验作为计算模型,通过改变膨润土初始渗透系数、初始吸力、初始进气值和初始干密度,得到热-水-力耦合作用下膨润土的初始渗透系数、初始水压、初始进气值和初始干密度对处置库近场膨润土饱和度、吸力、应力和位移影响的敏感程度。 结果可为核废料处置库的规划、设计以及缓冲/回填材料的选取提供参考。


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