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LBP粘土作为低中放废物处置回填材料的适宜性研究

许肖锋  
【摘要】:自20世纪40年代以来,随着核能和核技术的不断发展,产生了大量的放射性废物。其中,低中放废物(LILW)占到了全部放射性废物总体积的绝大部分。世界各国对于低中放废物大多采用了近地表处置的处置方式。在近地表处置的多重屏障体系中,回填材料是阻滞放射性核素向外迁移的主要工程屏障之一。国内外低中放废物处置中所使用的回填材料有粘土、水泥、混凝土、沥青、混合材料等。其中,粘土被公认为是一种较好的回填材料。 本文从拟建低中放废物处置场的实际情况出发,选择处置场附近的LBP粘土作为处置工程回填材料的研究对象。通过对该地区粘土资源的现场调查、室内试验,系统研究了该粘土的物理、水理、化学和力学性质,在此基础上,开展了该材料的核素迁移模拟研究,肯定了该粘土材料作为低中放废物处置回填材料的适宜性。主要研究内容和成果包括: (1)通过现场调查认为,该粘土资源分布面积广、资源量大、有利于开采和运输,可满足处置工程的需求。 (2)在系统研究该粘土的基本物理、化学、水理性质的基础上,与我国某低中放废物处置场所采用的粘土回填材料进行了对比分析,初步认为LBP粘土作为低中放废物处置回填材料是可行的。 (3)开展了LBP粘土的工程特性试验研究。结果表明,该粘土经压实后渗透系数极小、有适当的膨胀率、膨胀力大小适中、收缩率较小、机械强度较大、压缩性小,可满足回填材料选材的大部分要求。 (4)通过开展核素137Cs和239Pu在压实粘土中的迁移规律模拟研究可知,该粘土经过合理的回填设计后,在低中放废物300~500a的安全处置期内可有效阻滞核素向外迁移。


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