CN1373457A - 水泥固化体非饱和浸出实验方法 - Google Patents

水泥固化体非饱和浸出实验方法 Download PDF

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Abstract

一种用于含放射性核素的水泥固化体浸出实验的方法,该方法是将装有水泥固化体的内层浸出容器放入一个密封容器中。该密封容器底部放有与浸出介质含水量相同的同一蓄水介质,以防止浸出容器中水分的挥发。在被测水泥固化体上安一根金属轴,实验完毕后,可方便的将固化体放到车床上分层切削,以得到其内部核素分布情况。该实验方法可以使放射废物处置的实验环境更加接近真实条件。

Description

水泥固化体非饱和浸出实验方法
                         技术领域
本发明涉及一种物理化学实验方法,尤其是在非饱和条件下进行水泥固化体浸出实验的方法。
                         背景技术
固化体的浸出是了解废物处置释放源项的重要手段之一,也是废物处置安全评价中的一个重要问题。
核素从废物固化体中的释放主要是废物固化体与水接触而产生的,其中,浸出是一个主要机制。被浸出核素的数量不仅取决于固化体本身的特征,还取决于浸泡固化体的水质和水量。显然,在固化体材质和结构等自身特征确定的情况下,固化体周围介质含水量的多少及水质等条件就是影响核素由固化体浸出的主要因素。在现有技术中,通常的浸出实验都是按照国家标准GB 7023-86《放射性废物固化体长期浸出试验》在饱和水中进行的,而废物处置环境中的水却是非饱和的。这就出现了一个问题:通常的饱和水浸出实验结果与实际情况有多大差距?如果用于实际评价,将会带来多大的误差?本实验方法就是为解决这一问题而设计的。
                         发明内容
本发明的目的在于提供一种在非饱和条件下进行水泥固化体浸出实验的方法。
非饱和浸出实验的关键技术是保证被浸水泥固化体周围介质中的含水量保持一个所需要的数值,而且在实验期间该值基本不变。为此,采取了如下措施:
(a)制备固化体时,在其中预先安装一根金属轴,以便在实验结束之后能够将固化体放在车床上分层切削,得到被浸固化体内核素的分布,从而了解被浸固化体内核素的迁移行为。
(b)用石英砂配备所需含水量的浸出介质和保持湿度介质;
(c)根据需要,将所需含水量的浸出介质放入相应大小的内层浸出容器进行浸出实验,以便将浸出的核素限定在其内,保证不向外界扩散;
(d)根据需要,选用不同大小的密闭容器将实验体系与外界环境隔离,以保证内层浸出容器内的水分不向外挥发,而外界的水分也无法进入实验装置内;
(e)在内层浸出容器的下面和外层密闭容器底部之间放置大量的与浸出介质含水量相同的保持湿度介质,以便最大限度的降低浸出介质中的水分向密闭容器内挥发,从而保持浸出介质中的含水量基本恒定。
实验结果表明,非饱和浸出实验结果低于饱和浸出实验结果。例如,对于体积为172.5cm3的固化体,在含水量15%和40%(近饱和)情况下均浸出360天,累积浸出份额分别为31.9%和45.7%,后者是前者的1.43倍。因此,本实验将会明显降低核素释放的估算值,使之更接近实际的处置环境,从而为较准确评价核素释放对环境的影响提供可靠的依据,同时也为降低对中低放废物近地表处置工程屏障的某些苛刻要求,从而降低废物处置库的工程造价提供了可靠的依据。
本实验主要用于中低放废物近地表处置安全评价的源项研究,也可用于非放污染物由储存场地的释放研究。
                         附图说明
图1是本发明的装置示意图。
图中各部分分别为:
1-密闭容器,2-金属轴,3-浸出介质,4-固化体,5-内层浸出容器,6-保持湿度介质。
                         具体实施方式
参照附图,水泥固化体非饱和浸出实验的具体步骤如下:(a)水泥固化体的制备:按水灰(重量)比为40∶100的比例将水(包括示踪核素)和水泥放入密闭式小型搅拌机,搅拌均匀后,将水泥浆注入预先在中心置入金属轴2的不同体积的浇注模型内,震动5~10分钟后,静置72小时脱模,再在温度为25±5℃的近饱和湿气氛的密闭容器中养护3个月;
(b)用石英砂配制好所需要的各含水量系列(分别为15%、25%、30%、35%、40%),将之分别放入不同的可以密封的容器中存放,并按含水量大小编号;
(c)按浸出介质3体积:固化体4表面积=10~15cm确定浸出介质3的量,将固化体4放入相应大小的内层浸出容器5中,用所选浸出介质3在其周围填充均匀;
(d)将25kg含水量与所选浸出介质3相同的保持适度介质6放入密闭容器1的底部,用以保持密闭容器1内的湿度,以避免浸出介质3中水分因挥发而改变含水量;
(e)将内层浸出容器5放入相应大小的密闭容器1内并密封,即开始浸出实验。密闭容器1也按实验序列编号。
实验操作。在25±5℃条件下,按规定时间间隔(分别为5、15、30、60、120、180、240、360天)从容器中取出固化体,将进行过浸出实验的浸出介质搅拌均匀后取样测量其中被浸出核素的含量。在每次浸出实验之后,用毛刷将进行过浸出实验的浸出容器和被取出的固化体扫净,再用盐酸和去离子水将浸出容器擦洗1~2遍。将该固化体和与原来浸出实验所用浸出介质含水量相同的新鲜浸出介质重新放入该内层浸出容器中进行下一轮实验。
被浸固化体的切削。浸出实验结束之后,将固化体外表面清洗干净,然后,借助于预先置入固化体内的金属轴将固化体固定在车床上分层切削,以测量核素在固化体内的分布。

Claims (2)

1.一种水泥固化体非饱和浸出实验的方法,其特征在于:该方法包括以下内容:
(a)在被测水泥固化体(4)上安一根金属轴(2);
(b)用石英砂配备所需的各种含水量的蓄水介质分别作为浸出介质(3)和保持湿度介质(6);
(c)根据需要,选择不同大小的内层浸出容器(5),在其中填充所需浸出介质进行浸出实验;
(d)根据需要,用不同大小的密封容器(1)将实验体系与外界环境隔离,以保持密封;
(e)在内层浸出容器(5)的下面和外层容器(1)底部之间放置含水量与浸出介质(3)中含水量相同的保持湿度介质(6)。
2.如权利要求1所述的水泥固化体非饱和浸出实验的方法,其特征在于:浸出介质的量按浸出介质体积:固化体表面积=10~15cm确定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107132147A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 中国辐射防护研究院 用于安全表征大体积放射性废物固化体抗水性的试验装置和方法
CN113552057A (zh) * 2021-06-22 2021-10-26 中国原子能科学研究院 一种用于核素迁移研究的气氛控制装置
CN114582218A (zh) * 2022-03-04 2022-06-03 燕山大学 一种浇筑教学教具

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