鈾、鍶的遷移形態(tài)及地球化學(xué)屏障物料研究.pdf

1、本文敘述了鈾、鍶在某極低放廢物預(yù)選填埋處置場(chǎng)地下水中存在形態(tài)以及其沉積條件的熱力學(xué)計(jì)算和場(chǎng)址地球化學(xué)工程屏障物料的選擇研究。首次通過理論計(jì)算確定鈾、鍶在填埋場(chǎng)地下水中存在的化學(xué)形態(tài)；得出鈾、鍶在地下水中的沉積條件；通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)選擇基礎(chǔ)物料和添加劑，選出填埋場(chǎng)地球化學(xué)工程屏障的合適天然物料。 利用化學(xué)熱力學(xué)平衡分析模式、地球化學(xué)條件及已知的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，完成了鈾在地下水中存在形式和沉積條件的理論計(jì)算。結(jié)果表明場(chǎng)址地下水中U<'4

2、+>在天然氧化條件下不存在，主要是以U(Ⅵ)形態(tài)存在，主要有：UO<,2>(CO<,3>)<,2><'2->，UO<,2>CO<,3><'0>，UO<,2>(CO<,3>)<,3><'4->等，占99％以上，其次為UO<,2>(OH)<,2><'0>，UO<,2>(OH)<'+>和UO<,2><'2+>等，但不足1％。實(shí)際上是UO<,2>(CO<,3>)<,2><'2->等碳酸鈾酰絡(luò)合物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(99％)。 用Nernst方程

3、計(jì)算了場(chǎng)地下水中U(Ⅵ)還原為UO<,2>時(shí)的Eh值，并對(duì)影響Eh值變化的因素進(jìn)行了討論。結(jié)果表明，該處置場(chǎng)地下水中U(Ⅵ)以UO<,2>沉淀的Eh值為(-0.177±0.011)V。U(Ⅵ)和配體CO<,3><'2->濃度，以及溶液pH等均對(duì)Eh值具有影響。通過多種Ox-Red電對(duì)的Eh計(jì)算，可以檢驗(yàn)地下水化學(xué)熱力學(xué)模型的正確性。 熱力學(xué)計(jì)算得出鍶在地下水中的主要存在形態(tài)為：sr<'2+>離子占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(99.38％)；SrH

4、CO<,3><'+>離子只占O.55％：SrCO<,3><'0>膠體形式更少，只占0.019％；鍶的主要沉積途徑為生成SrCO<,3>沉淀，當(dāng)?shù)叵滤膒H值升高，CO<,3><'2->陰離子濃度增大時(shí)，將有利于SrCO<,3>沉淀的生成。 四種基礎(chǔ)物料的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：橙黃色砂質(zhì)亞粘土(Ⅲ樣品)對(duì)鈾的K<,d>較大，達(dá)到三個(gè)數(shù)量級(jí)(1228.4)，并且物料充足，符合就近取材的原則，是較好的基礎(chǔ)物料；4種基礎(chǔ)物料對(duì)鍶的吸附比都不大