核废物处置地球化学工程屏障研究.pdfVIP

第31卷第2期 成都理工大学学报(自然科学版) V01．31No．2 2004年4月 OF JOURNALCHENGDUUNIVERSITYOF TECHNOLOGy(Science＆Tech…IFAiti gy Jn) ADr，2004 [文章编号]1671—9727(2004 核废物处置地球化学工程屏障研究 李宽良1 李书绅2赵英杰2于乃磅1 王志明z (1．成都理工大学环境与土木工程学院，成都610059；2．中国辐射防护研究院) [摘要]针对一个放射性废物处置蚜围岩的平良性能，提出采用j器加剂改良地球化学条件，建 造地球化学工程屏障，将库体释放棱素固定在库体附近，确保环境安垒。还着重讨论了在不同 地段固惠不同核素的多重屏障设计，屏障的有效性实验，屏障的持久性实验及其评价方法。 [关键词]放射性废物I地球化学工程屏障}实验 [分类号]X771 [文献标识码]A 本文讨论的地球化学工程屏障概念，是在某 0．01)，”Ni和…Pu的分配系数(K。)值分别为：50 个核废物处置场址的特性调查中产生的。后来觉 和120(引自某低中放废物处置场环境影响评价 得，改良处置场的地球化学条件，对于高放废物处 报告书，1994)，也相当小。这就意味着“c等长寿 置等环境问题有普遍意义。于是，就以该场址的水 核素在场区的迁移能力很强，从而可能危害到环 岩(土)为介质条件，选择铀(超铀核素的天然和化 境安全。 学类似物)和锶等为对象，用实验研究了此种屏障 调查表明，该处置场以弱酸性、强氧化、强溶 的可行性。但对于该特定场址而言，由于处置的主 滤作用为特征，地下水的pH一5～6．50，Eh一500 ～600 要核素(“Co，”Sr，”7Cs)半衰期短，而长寿核素 mV，矿化度极低(多小于100mg／L)，腐殖 (2”Pu，”Ni和“c)的处置量很小，所以，实际上该酸含量相当高(2～8 mg／L)；岩土的CEC／AEC= 特定场址无需增加新的工程屏障。本课题对特定 0．8～0．5，即以正电荷胶体为主。在这样的地球化 场址的水环境安全没有异议。 学条件下，库体释放的“c之化学形态以CO：占 还应说明，所论场址的特性，以红色岩土中缺 绝对优势，极易迁移扩散。但是，如果采取添加化 少碳酸盐为最大特点，并由此决定了采用Na。S 学试剂，例如NazCO。等工程措施，使围岩水土介 添加剂等特定的屏障结构。对于富含碳酸盐的地 质的pH值升高至12．0，则可使CO：几乎全部转 质体，则应当考虑另外的添加剂等屏障技术。 化为cO。。形态(98％)，于是”CO。2离子可与 ”Ni和”sr等核素生成NiCO。和SrCO。沉淀固定 1 问题的提出与屏障概念设计 下来；同时在碱性条件下岩土的CEC值必然增 某核废物处置场，位于陇状山丘的红土型基 大，吸附阳离子的性能增强，可以“事半而功倍”地 岩风化壳中，其工程屏障的有效期，一般认为不超 提高场址的环境安全度。这样，便产生了在库体外 过300年；而处置核素中的2舳Pu，“c和船Ni等长 和用添加剂改良地下渗流的地球化学条件，建造 寿特性，决定了它们主要是在库体工程屏障失效 核素地球化学工程