放射性核素在地质材料中的迁移研究进展

深层地质处置是处置高放废物的可行方案之一。高放废物中的放射性核素具有放射性强,核素毒性大,半衰期长(100 a)等特点。而吸附性弱、扩散能力强的关键放射性核素在处置库中的迁移特征成为地质处置库选址的安全性评价最为关注的内容之一。文章广泛调研了国内外粘土岩地质处置研究的工作进展,并从核素种类、粘土类型、具体迁移研究方法、研究设备和迁移所用拟合的数学模型开发方面,总结了当前国内外的研究现状,对中国高放废物粘土岩地质处置工作提出了相应的建议。     

地下水对放射性废物地质处置库的影响

放射性废物处置库是一个受多种因素耦合作用的复杂系统。在多种因素中,地质环境中的水对废物处置库有着至关重要的作用。着重分析阐述了地下水的辐射分解作用以及水中核素迁移这2方面对地质处置库造成的影响。地下水是将核素带入生物圈的载体,能够引起核素迁移;另一方面,地质处置库所形成的强放射场能促进周围的地下水辐射分解,加速工程屏障氧化侵蚀。指出了我国目前有关放射性废物处置系统的设计方案中应该注意的一些问题以及针对这些问题应该采取的措施。     

地应力对高放废物黏土岩地质处置库洞室群稳定性影响的数值模拟

世界上尚无建成投入使用的高放废物(指高水平放射性废物)地质处置库,世界各国的高放废物地质处置库仍是一种概念设计,总体设计思路基本是一致的,主要包括地面设施和地下设施设计两部分。目前主流的高放废物地质处置库地下设施的设计是以"井字形"巷道列阵的形式布置于地下,基于此类洞室群地下结构特征,以我国高放废物黏土岩地质处置库预选区(塔木素预选区)为工程地质背景,结合该预选区地应力场分布特征,针对比利时高放废物黏土岩地质处置库地下设施的概念设计模型,运用ABAQUS数值仿真软件对该高放废物黏土岩地质处置库洞室群主巷道洞轴线方向与最大水平主应力的夹角在0°～90°变化条件下,洞室群周围围岩位移场、应力场和塑性区的分布规律进行了数值模拟研究。结果表明:塔木素预选区受水平、垂直应力作用的影响均较显著,初步认为该预选区地应力分布特征可能具有一定的层控性;为减小地应力对高放废物黏土岩地质处置库稳定性的影响,地质处置库洞室群主巷道洞轴线方向应与地应力方向呈一定的角度;以比利时高放废物黏土岩地质处置库地下设施的概念设计为例,当地质处置库洞室群主巷道洞轴线方向与最大水平主应力夹角a为45°左右时,地质处置库洞室群的稳定性最好。我国目前尚未提出高放废物黏土岩地质处置库的概念设计模型,该研究可为我国高放废物黏土岩地质处置库的设计提供参考。     

核废物处置及其环境影响(二)

<正> 3.2 核废物处置环境影响评价举例 3.2.1 HLW玻璃固化体处置的环境影响评价瑞士针对高放玻璃固化体在地下深约1200米、以花岗岩作为围岩的处置库中处置核废物的环境影响评价,使用的野外和实验室研究成果最多、计算模式的详细程度也与我们目前对有关过程和过程之间相互关系的理解程度及给出定量数据的能力相适应,该情况与我国最为相似,故我们以此为例。     

高放废物处置库高压实缓冲材料热-温-力耦合过程研究

基于"多重屏障原理"的深地质处置是国内外公认的处置高放废物的较理想方法,而高压实钠质膨润土作为其缓冲回填材料基材的适应性能也已得到证实.     

放射性核素在花岗岩地质圈中的迁移计算

文章分析了高放废物地质处置系统中核素在地质屏障的迁移途径,采用库室模型方法,通过Goldsim软件对放射性核素在花岗岩裂隙中的迁移模型,即平面单裂隙迁移模型,进行了求解,模拟了放射性核素在地质屏障中的迁移释放,给出核素从地质屏障的释放率结果。     

高放废物地质处置指标体系分类与分级研究

该文从对放射性废物的包容、隔离、阻滞、延迟等安全功能出发,研究分析了地质处置安全评价基本指标和辅助指标。并从处置库的各屏障系统出发,对各屏障系统(包括场址)指标进行了分类与分级。安全指标体系的分类与分级研究能更好地指导安全评价工作的开展。     

环境地学

X141 X591 9703237区域地壳稳定性评价和核电站选址核废料处置的工程地质及环境地质问题/刘传正(地质矿产部环境地质研究所)//水文地质工程地质/中国水文地质工程地质勘查院一1997,24(2)一32~34,38环信P一勿 全面讨论了重大工程选址的区域地壳稳定性评价研究在我国的发展动态,简述了核电站选址和核废料处置的工程地质及环境地质问题,对工程建设后地质环境的稳定性或敏感性给予了关注。介绍了国际原子能机构1982年发表的核废物深部地质处置库选址要考虑的一些因素。迄今我国还没有制定出完整的核废物处置库的选址规范,作者提出了在选址工作…     

低中放废物近地表处置安全评价模式研究

采用景象－后果分析法，建立了在浸出与闯入景象下，放射性核素从近地表核废物处置库经由工程屏障，地质屏障迁移到生态环境的评价模式。开发了相应的计算机程序（ＰＲＥＳＤＳＡ）。利用现场的试验资料，对模式进行了检验。基于现场测量与试验室模拟试验，实地调查以及献调研参数，使用ＰＲＥＳＤＳＡ程序对所假定的黄土包气层核废物处置场周围环境产生的辐射影响进行了计算和预测。结果表明，按照浸出影象计算，在所选的１０种核     

高放废物处置库膨润土中微生物多样性分析

膨润土由于具有极低的渗透性和优良的核素吸附等性能被国际上选作高放废物地质处置库的缓冲材料。为了评价工程屏障材料膨润土中微生物对高放废物地质处置安全性的影响,文章对中国内蒙古高届子膨润土中微生物进行多样性分析。采用宏基因组学方法,直接从内蒙古高届子膨润土样品中提取总DNA,扩增16S r RNA V3-V4区后用Illumina Miseq平台进行高通量测序,并对微生物多样性和丰度进行生物信息学分析。膨润土中检测到31个门,58个纲,76个目,172个科,495个属,样本菌群多样性较高,主要是奇古菌门(Thaumarchaeota)、变形菌门(Proteobacteria)、广古菌门(Euryarchaeota)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria),这5个门微生物占95%,其中奇古菌门的亚硝化球菌属(Nitrososphaera)约占整个菌群的60%。此外还鉴定出变形菌门的5个亚类群:α-,β-,γ-,δ-,ε-Proteobacteria,包含硫杆菌属(Thiobacillus)和脱硫孤菌属(Desulfovibrio)等。通过宏基因组方法直接对高放废物地质处置库的缓冲材料膨润土中微生物进行鉴定和多样性分析,发现膨润土中含有较丰富的微生物,古细菌为优势菌群,具有硫酸盐还原和铁氧化等功能,在深地质环境中可产生大量硫化氢和甲烷气体,可能诱发金属包装的腐蚀,进而影响高放废物处置库的安全性。     

充填型溶洞中地下工程支护结构设计及施工技术研究

以某大型地下工程的设计、施工、监测为实例背景,系统介绍了富水、充填型溶洞的处理方法。在超前地质预报工作的基础上,结构设计采用超前注浆堵水、初期格栅钢架喷砼网支护、二次现浇钢筋砼衬砌的复合式衬砌方案。掘进采用中隔墙法开挖,并设置泄水洞辅助减压,取得了较好的效果。     

某型飞机典型连接结构防腐蚀密封改进及验证

目的研究某型飞机典型连接结构防腐蚀密封改进方法。方法针对飞机典型连接结构的密封剂失效问题提出改进密封工艺和密封结构形式两种方案,并采用实验室加速环境谱进行试验验证研究,以获得解决密封剂失效问题的途径。结果密封剂固化时间由48 h延长至168 h后,典型连接试验件的初始开裂时间由试验1循环延迟至5循环,降低了涂层开裂程度。采用局部密封设计后,试验件的初始腐蚀时间从试验1循环延迟至10循环,试验件外表面螺钉均产生红棕色锈蚀。结论采用局部密封设计形式和将密封剂固化时间由48 h延长至168 h可以有效解决某型飞机典型连接结构现有设计中的密封剂失效问题。     

密封组合形式对结构密封性能影响研究

目的研究密封组合形式对结构密封性能的影响。方法开展密封性能试验,从密封形式、装配形式和涂覆形式的3种组合形式开展试验研究,找出结构密封性能影响因素,筛选密封最优组合形式。结果结构密封3种组成形式分别为有无贴合面的密封形式,干涉装配、湿装配形式,部分涂覆、全涂覆形式。开展2种应力水平下8种密封组合形式的密封性能试验,在保证密封工艺质量条件下,按照飞机结构和受载特点选取合理密封组合形式能有效提高结构密封性能。结论在飞机应力较高、不常拆的密封部位应选择贴合面密封、干涉装配、部分涂覆的密封组合形式,在飞机结构设计要求间隙装配、常拆卸的密封部位选择贴合面密封、湿装配、部分涂覆的密封组合形式。     

基于锡合金的水下机器人密封自修复系统设计

目的 解决水下机器人推进器密封系统在驱动电机轴高速旋转和高水压情况下,密封件易磨损失效导致发生漏水故障的问题。方法 利用余度设计思想,在原有密封结构的基础上,设计一种基于锡合金的水下机器人密封自修复系统,当原有密封结构失效漏水,密封自修复系统便控制限位锡合金块加热至融化,使锡合金块的限位作用消失,进而释放冗余密封圈,并通过拉簧的作用将冗余密封圈推至密封槽内,从而恢复推进器的密封功能。为验证设计的可靠性,又通过有限元软件ANSYS对密封自修复结构中影响密封性能的关键部件进行静力学分析。结果 关键部件的强度仿真结果均满足设计要求,在密封自修复实验装置箱体内注适量水,并施加2 MPa的水压保持一段时间,密封自修复系统成功启动,且其密封性能传感器未检测到其漏水。结论 密封自修复系统可在漏水的情况下顺利启动,并起到密封的作用,验证了设计的可行性。     

抗剪强度折减系数法在基坑土钉墙稳定性分析中的应用研究

深基坑土钉墙支护结构由于其经济可靠且施工快速简便,已在许多国家得到迅速的发展和应用。但由于土钉墙支护基坑边坡稳定性分析中土体计算参数的难以确定,常常误导土钉设计,造成众多基坑土钉墙事故的发生。笔者根据抗剪强度折减系数理论,并结合FLAC3D三维动态仿真模拟．分析了基坑土钉墙在开挖与支护作用下的应力场与位移场分布形态特征,据此得出其发生扰动后的综合强度参数,以此综合强度参数计算基坑坡体的安全系数,为基坑土钉墙稳定性分析提供了有效途径。     

基于温度循环失效机理的铝制金属密封圈疲劳寿命仿真

目的解决真空法兰密封中的金属密封圈寿命难以预测的问题。方法基于金属密封圈的失效机理,提出一种疲劳仿真方法,对金属密封圈的使用寿命进行有效预测。通过有限元仿真方法对金属密封圈安装过程及其使用过程进行仿真模拟,得到金属密封圈使用过程的应力分布,然后结合Conffin-Manson疲劳模型,对金属密封圈的使用寿命进行疲劳仿真,最后设计加速寿命试验,对其仿真结果进行验证。结果疲劳仿真所得的金属密封圈使用疲劳寿命为26915次温度循环,加速寿命试验结果为28401次温度循环,仿真误差为5.23%。结论构建的安装过程和疲劳仿真模型与实际相符。     

河道砂石属性与权属安排研究

在我国,河道砂石目前已是稀缺资源,但由于河道砂石权属安排研究及相应规范性文件的缺失,导致河道采砂管理秩序混乱,河势稳定和堤防等的安全受到严重威胁。论文探讨了河道砂石的双重属性、河道采砂的系统性,以及在不同属性下河道砂石利用管理的差异;剖析了目前一般河道砂石权属安排的现状及存在的问题,并总结了国务院颁布的《长江河道采砂管理条例》的实施效果。在此基础上,进一步分析了河道采砂权属安排的客观要求和基本原则,提出了河道砂石权属安排的制度框架,包括:河道砂石处分权应归河道管理机关,河道采砂管理实行地方政府行政首长负责制;河道砂石收益权原则上属沿河县市级人民政府共有,收益分配方案以河道管理机关为主负责确定。     

T型槽密封结构的有限元分析及试验验证

目的通过有限元分析,实现T型密封结构的优化设计。方法利用ABAQUS建立液压系统用T型槽密封结构的二维轴对称模型,分析计算密封结构中过渡圆角、槽宽、倾斜角度等对密封圈应力分布、接触应力的影响,通过设计密封圈老化寿命试验,验证分析结论。结果随着过渡圆角(R0.5～R2)的增大、倾斜角度(10°～3°)的减小,密封圈的局部应力最大值和接触应力均减小。随着槽宽(10～18mm)的增加,密封圈的局部应力最大值逐渐增加,接触应力逐渐减小。分析用密封结构的接触应力均大于密封介质压力0.7 MPa。最终通过试验证实了分析用密封结构均满足密封性能,且不合理的设计会降低密封圈寿命。结论在密封介质压力较小的情况下,建议选用较大的过渡圆角(推荐值为R2),较小的倾斜角度(推荐值为5°～6°)及槽宽(推荐值为密封圈截面直径的1.2～1.5倍)。     

一种橡胶密封圈的剩余贮存寿命评估方法

目的评估已随武器装备贮存一段时间后的旧橡胶密封圈的剩余贮存寿命。方法利用旧橡胶密封圈在加速老化试验中实际产生的压缩永久变形,外推其在贮存温下的老化动力学方程,进而以失效临界值为输入,计算橡胶密封圈的剩余贮存寿命。结果建立了面向旧橡胶密封圈的剩余贮存寿命评估方法。结论该方法适用于旧橡胶密封圈的剩余贮存寿命评估。     

地铁深基坑内支撑结构优化分析

深基坑工程中不同支撑数量会影响基坑系统支护结构的刚度,将对基坑的变形产生一定的影响。武汉市某地铁车站深基坑工程在设计前期分别提出了两种基坑支护结构设计方案,一种采用五道内支撑,另一种采用六道内支撑。为验证不同内支撑数量对该深基坑支护结构的影响,采用Plaxis 3D有限元软件建立了三维有限元模型,模拟分析了不同内支撑数量对该深基坑支护结构的影响。结果表明:六道内支撑方案中-11.8 m处的钢撑使地表以下约8~19 m范围内地下连续墙侧向水平位移增幅显著减少,墙体侧向变形值均在35 mm范围内;五道内支撑方案中基坑长边地下连续墙最大侧向水平位移均保持在40~50 mm左右,总体上满足规范对基坑支护结构变形的要求;六道内支撑方案设计过于保守,造成了经济浪费,五道内支撑方案同时兼顾了安全性与经济性,更适合作为该深基坑现场支护结构的设计方案;将数值模拟结果与现场监测结果进行对比,发现两者具有较好的一致性,证明了有限元模型计算结果的正确性。