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核素在改性介质中迁移的机理研究

田帅慧  
【摘要】: 本文研究了放射性废物中具有代表性的核素锶的稳定同位素87Sr在某种改性介质中迁移的机理研究。首先通过实验室的化学方法处理多孔介质—石英砂,改变其表面的亲疏水性强度,得到改性石英砂;接着用具有不同润湿性能的石英砂作为介质,进行静态吸附实验和动态迁移实验,计算出分配系数Kd和阻滞因子Rd,研究锶在不同介质中的吸附和延迟特性,最后对使用两种不同的实验方法所得到分配系数Kd值进行比较。 通过静态实验测定了溶质浓度、固液比、PH值、介质等因素对Sr吸附的影响,以及不同润湿性的石英砂对Sr的吸附分配系数:普通石英砂的分配系数为2.48ml/g;亲水性石英砂的分配系数为2.77ml/g;疏水性石英砂的分配系数为1.17ml/g。结果表明:不同润湿性能的石英砂对Sr的吸附作用有明显差别,润湿性较强的亲水性石英砂的吸附性能优于普通石英砂,而疏水性石英砂吸附性能比普通石英砂较弱。 通过柱实验方法研究了溴的示踪实验以及锶的动态迁移实验,绘制穿透曲线,并计算了柱中的实际水流速度、有效孔隙度以及锶的阻滞因子和分配系数。实验结果表明:Sr在普通石英砂中的迁移速度为0.091m/d,阻滞因子为3.34,分配系数为0.257mL/g;在亲水性石英砂中的迁移速度为0.086m/d,阻滞因子为3.44,分配系数为0.293mL/g;在疏水性石英砂中的迁移速度为0.183m/d,阻滞因子为1.83,分配系数为0.091mL/g;核素迁移与介质的润湿性能有关,介质的润湿性能越强,核素的迁移速度越慢,故润湿性能越好,对核素的阻滞能力越强。两种方法的实验结果表明:静态法得到的分配系数Kd值比动态法Kd值大很多。


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