核燃料循环设施与放射性废物环境安全管理的实践和思考

介绍了我国核燃料循环设施和放射性废物安全管理的现状,以及近年来核燃料循环设施辐射环境安全管理的实践,分析了核燃料循环设施运行和放射性废物安全管理方面存在的问题,提出了进一步加强辐射环境安全管理的几点建议。     

环境材料对污染土壤中Pb、Cd和As的吸附解吸研究

通过模拟实验考察了环境材料沸石(FS)和蛇纹石(SS)在不同pH值下对土壤Pb、Cd、As的吸附与解吸结果,探索环境材料对土壤重金属的固化效果。结果表明:对于Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)污染土壤,土壤吸附量随pH升高而增加;在酸性条件下,SS促进土壤对Pb(Ⅱ)的吸附;在碱性条件下,FS促进土壤对Cd(Ⅱ)的吸附;同时SS与FS使土壤对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的解吸量大幅度降低。SS促进土壤对AsO-2的吸附,但该吸附量与pH变化无关;SS对AsO-2的解吸量影响不大,且该解吸量随pH升高而升高。SEM分析可知,FS与SS吸附重金属后形态变化显著。可见所用的环境材料对重金属Pb、Cd、As有明显的固化作用。     

核废料储罐表面化学环境长期演变预测

通过对国内外的核废料处置库环境试验监测及预测模型的调研,总结了核废料储罐在直接填埋、缓冲/回填和加混凝土缓冲层等埋藏方式下的表面环境变化,主要包括氧含量、缓冲材料的孔隙液成分及pH值,为我国核废料储库环境下储罐表面重要的腐蚀演变研究提供了参考。     

核废料储罐近域环境中温湿度长期演变预测

为获得核废料储罐与周围环境界面的温湿度信息,以便模拟不同地质处置时期储罐表面的腐蚀环境,通过对一些典型核能利用国家在高放核废料安全处置研究中对储罐表面温度的长期演变计算进行调研,结合不同埋藏模式推测出适于我国的核废料储罐表面温度演变规律。同时根据国内外对核废料储库中缓冲/回填材料饱和度的变化情况推测我国核废料储罐表面环境中膨润土含水量的时间演变趋势。研究表明,储罐表面初始时温度快速升高,至温度峰值后逐渐下降,为安全起见,最高温应设计低于100℃。膨润土的饱和度受到核废料衰变释热及地下水入渗的双重影响,早期以核废料衰变主导,后来受地下水入渗影响显著。一般认为储罐表面膨润土在3年左右含水量明显增加,约10年左右达到饱和。温湿度长期演变预测将为我国核废料储罐表面腐蚀演变研究奠定基础。     

核电材料辐照损伤的多尺度高通量计算模拟

反应堆压力容器用钢等核电材料在持续服役中,由于中子辐照造成其内部缺陷不断累积,致使材料组织结构损伤、性能劣化,对核电安全运行形成潜在威胁。多尺度计算模拟是探索辐照缺陷演化机理的有效手段,结合等效缺陷结构理论,有望实现核电材料服役行为的高效评价与预测。文中综述了多尺度计算模拟在核电材料辐照缺陷演化相关研究领域的进展,并对缺陷结构的多尺度演化本质及相应的多尺度高通量计算模拟方法进行了分析讨论。结果表明,通过缺陷结构特征能量等效传递的方法可以实现从第一性原理计算到缺陷扩散反应动力学等高通量计算模拟的跨尺度耦合;通过多尺度高通量计算模拟得到的缺陷演化热力学和动力学数据,可以搭建用于预测核电材料长期服役行为的材料基因工程数据库;在材料缺陷结构特征能量-组织结构-性能关联性探讨基础上,应用高通量计算模拟,辅以高通量实验数据验证,有望建立基于材料基因组结构能的服役安全工程模型。     

高放废物处置库北山预选区及其邻区深部地下水氢、氧同位素特征

为了解高放废物处置库北山预选区深部地下水是否会通过断裂流入河西走廊地区,危害当地的生态环境和人民安全,本文以北山预选区及其邻区为研究对象,利用同位素地球化学方法,建立了研究区当地大气降水线方程和同位素高程效应方程,通过对比两个系统地下水δD、δ~(18)O值和氘盈余特征的差异,确定北山地区与走廊地区的深部地下水具有不同的起源,即北山预选区深部地下水起源于地质历史时期受到过强烈蒸发的大气降水,祁连山北麓-河西走廊地区地下水呈现出典型的现代大气降水补给特征,没有表现出明显的蒸发特征,氢、氧稳定同位素特征表明北山预选区深部地下水并未进入走廊地区,为高放废物处置库的选址工作提供一定的理论依据。     

粘土岩处置库陇东预选区社会经济条件调查研究

对陇东地区进行社会经济条件调查,得出陇东地区内有庆阳市和平凉市两大城市,以2013年统计数据为准,庆阳市和平凉市平均人口密度分别为97人/平方千米和219人/平方千米,均高于甘肃省平均人口密度(61人/平方千米);陇东地区生产总值达947．29亿元,占甘肃省生产总值的15．11%,属经济发达地区;且陇东地区含有丰富的煤炭和石油资源;可以得知陇东地区区域人口密度高,经济发达,资源丰富。从社会经济条件分析,陇东地区不适合作为中国高放废物粘土岩地质处置库预选区。     

典型舰船用金属材料腐蚀与防护研究进展

针对舰船用金属材料在复杂海洋环境下存在的腐蚀问题,概述了舰船用金属材料腐蚀与防护的相关研究进展。介绍了合金钢、铜合金、钛合金和铝合金这些典型舰船用金属材料的常用类型和使用场所,阐述了舰船用金属材料所处不同海洋区带内的腐蚀环境特征,以及点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、微生物腐蚀和应力腐蚀开裂等舰船用金属材料常发生的腐蚀类型。综述了目前对舰船用金属材料腐蚀防护采取的措施,重点关注了表面涂镀层和改性技术的研究进展。最后,提出了舰船用金属材料腐蚀防护未来的研究方向,需从加强腐蚀机理研究、建立腐蚀数据库和发展新型表面腐蚀防护技术3方面入手。     

稳定化处理对矿渣中重金属迁移转化的影响研究

土壤中重金属的不同存在形态会产生不同的环境效应,并直接影响重金属的毒性、迁移性和生物有效性.以石灰、粉煤灰、干化污泥、花生壳为稳定剂,对某金矿区含重金属矿渣进行组合处理;通过重金属形态分析、淋滤试验、植物盆栽试验,探讨矿渣中重金属的迁移转化规律.结果表明,添加稳定剂后,酸性矿渣的pH升高至中性以上,有机质含量显著增加.矿渣中As、Pb、Zn的主要存在形态为残渣态,添加粉煤灰、干化污泥和花生壳使矿渣中可交换态As和有机结合态As含量分别降低了65.6%、87.7%;添加石灰、粉煤灰和花生壳使矿渣中铁锰氧化物结合态As主要向碳酸盐结合态As转化;添加石灰和粉煤灰使矿渣中的可交换态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Pb、Zn主要向残渣态Pb、Zn转化.经前期稳定化处理后,矿渣淋滤液中As、Pb、Zn的含量均有不同程度的下降,添加花生壳处理后淋滤液中的As、Pb、Zn含量进一步下降.其中,粉煤灰、干化污泥和花生壳处理后淋滤液中As含量下降最显著,降幅为57.4%;石灰、粉煤灰和花生壳处理后淋滤液中Zn含量下降最显著,降幅为24.9%.添加稳定剂处理矿渣明显有利于植物的萌发与生长,其中添加粉煤灰、干化污泥和花生壳效果最好,香根草的萌发率为76%.