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水浸破碎射气介质表面氡析出的控制研究

水浸破碎射气介质表面氡析出的控制研究

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作者：赵娅利南华大学

学位级别：硕士

目前,雾霾天气、全球变暖等环境问题严重影响人们的正常生活,因此,人们更加期望使用清洁能源。核能即高能又无污染,已经被普遍认为是继石油之后的第四代能源,而铀是生产核能的主要原料之一。但是,在使用铀资源时,不可忽视铀矿行业给人... 详细信息

目前,雾霾天气、全球变暖等环境问题严重影响人们的正常生活,因此,人们更加期望使用清洁能源。核能即高能又无污染,已经被普遍认为是继石油之后的第四代能源,而铀是生产核能的主要原料之一。但是,在使用铀资源时,不可忽视铀矿行业给人类健康带来的氡暴露风险。堆浸铀矿堆和铀尾矿是铀矿山大气氡的主要来源。在铀矿堆浸过程中,铀矿堆底部会积有一定水位的液体;我国在役铀尾矿大多处于露天堆放状态,当降雨较多时,尾矿堆内就会积存一定水位的雨水:这些堆体内的积水对其表面的氡析出均有一定的影响。另外,我国对退役铀尾矿库的降氡治理主要采用土覆盖方法,而对水覆盖方法的研究和实践不多。上述两类问题可以归结为水浸破碎射气介质表面的氡析出问题。故本文希望通过对水浸破碎射气介质表面氡析出问题的研究,为水浸破碎射气介质表面的氡析出率提供一种计算方法,从而为水浸破碎射气介质表面的氡析出的控制提供一定的依据。首先,本文建立了水浸破碎射气介质内氡扩散运移的一维稳态数学模型,进行了数值模拟研究。然后,以我国南方某铀矿山的铀尾矿为研究对象,利用自制的一维水浸试验装置,测量了不同水位下介质表面的氡析出率。利用试验获得的参数,计算出了表面氡析出率的数学模型理论值,并将该理论值与试验测量值进行了比较。最后,对试验中获得的水覆盖层的降氡效率数据进行了讨论。取得的研究成果如下:1、建立了水浸破碎射气介质内氡扩散运移的一维稳态数学模型,其数值模拟结果表明:对于一定高度的破碎射气介质,其内的水位越高,表面氡析出率越小;其上的水覆盖层厚度超过某一值后,水表面的氡析出率稳定在0 Bq·m-2·s-1;2、设计并制作了模拟水浸破碎射气介质内氡扩散运移的一维水浸试验装置,进行了不同水位下水浸破碎射气介质表面氡析出率的测量试验。结果表明:随着水位的不断上升,表面氡析出率不断减小;水覆盖条件下,表面的稳态氡析出率值小于我国相关规范规定的表面氡析出率限值。3、根据试验获得的参数,计算出了表面氡析出率的数学模型理论值,并将试验测量值与该理论值进行了比较,吻合性较好。4、通过文献对比研究,初步探讨了水覆盖方法治理退役铀尾矿库达到降氡控氡标准的工程实践可行性。

关键词：水浸破碎射气介质氡析出扩散水位水覆盖

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