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黄土包气带中核素二维迁移的试验研究

辐射防护 2000年第1期20卷 43-49页

作者：张秀珍金月如马如维樊耀国韩月琴夏晓斌毛永郭彩萍胡遵素田中忠夫向井雅之中国辐射防护研究院太原030006 日本原子力研究所

为了研究黄土包气带中放射性核素在垂直和水平方向上的二维迁移 ,在野外试验场的 C坑 (天然条件 )和 F坑 (人工喷淋条件 )进行了取样测量。将 85Sr、13 4Cs和 60 Co三种核素与黄土均匀混合 ,制成示踪源 ,埋置于坑底中心位置 ,距地表 1m... 详细信息

为了研究黄土包气带中放射性核素在垂直和水平方向上的二维迁移 ,在野外试验场的 C坑 (天然条件 )和 F坑 (人工喷淋条件 )进行了取样测量。将 85Sr、13 4Cs和 60 Co三种核素与黄土均匀混合 ,制成示踪源 ,埋置于坑底中心位置 ,距地表 1m,两坑示踪源层尺寸均为 5.5cm× 0 .6 cm。分别于埋置示踪源层后的第 783d(F坑 )和 10 72 d(C坑 )进行解体采样。使用专门制作的采样定位环 ,分层、分环采样。垂向分层 ,每层厚 1cm;水平方向分环 ,环的直径为 3～ 2 7cm,分 9种尺寸。在 C坑和 F坑分别采土样 2 4 1和 2 13个。用 Na I(Tl)γ谱仪测量土样中85Sr、13 4Cs和60 Co的活度 ,得到两坑中三种核素的比活度分布曲线。结果表明 ,13 4Cs和 60 Co的比活度峰在两试验坑中垂向迁移距离均小于 1cm,但也有一小部分迁移距离较大 ;而 85Sr的比活度峰在人工喷淋条件 (喷淋强度 1.5cm/d)的 F坑 ,向下迁移了约 13cm,在天然条件的 C坑 ,比活度峰仍在示踪源层 ,但在上、下二个方向上明显展宽。另外 ,还发现在水平方向上径向距为 11.3cm(F坑 )和 12 .8cm(C坑 )

关键词：放射性核素黄土包气带核素迁移

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黄土包气带中核素迁移的直接测定

辐射防护 2000年第1期20卷 50-56页

作者：金月如马如维樊耀国郭择德张秀珍夏晓彬毛永韩月琴胡遵素神山秀雄下冈谦司中国辐射防护研究院太原030006 日本原子力研究所

野外试验场核素迁移试验通常采用的方法是在示踪核素投放后不同时间在试验坑取土样 ,测定不同深度处的核素比活度分布。本文介绍了为中国辐射防护研究院野外试验场包气带土壤中核素迁移而开发的直接测定方法 ,主要介绍测量原理、装置、... 详细信息

野外试验场核素迁移试验通常采用的方法是在示踪核素投放后不同时间在试验坑取土样 ,测定不同深度处的核素比活度分布。本文介绍了为中国辐射防护研究院野外试验场包气带土壤中核素迁移而开发的直接测定方法 ,主要介绍测量原理、装置、刻度及部分测定结果。试验所用的示踪核素源层为布放在地表下 1m深处体积为 55mm× 6 mm的85Sr、13 4Cs、60 Co与黄土的混合物。直接测量装置包括测井用探头 [ 50 mm× 30 mm的 Na I(Tl)探测器及其铅屏蔽体 ]、探头升降及深度测读部分、数据获取系统和测井四部分。文中给出了在天然条件 (C坑 )和人工喷淋条件 (F坑 )下示踪核素投放后不同时间的85Sr的垂向活度分布曲线。试验结果表明 ,F坑中示踪核素投放后第 2 6 4天 85Sr峰位向下迁移了 5cm左右 ,第 4 30天已向下迁移了约 8cm;而在 C坑 ,在约 2年试验期内85Sr的峰位几乎仍在原处。本方法所得结果基本上与采集土芯样测量的结果相符。

关键词：核素迁移土壤测定黄土包气带放射废物处置

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黄土包气带中放射性核素迁移的现场试验

辐射防护 2000年第1期20卷 21-31页

作者：郭择德王志明李书绅姜钢黄庆春杨端节田中忠夫向井雅之神山秀雄中国辐射防护研究院太原030006 日本原子力研究所

在中国辐射防护研究院野外试验场开展了为期二年的包气带中 3H、6 0 Co、85 Sr和 13 4 Cs的迁移试验 ,在天然条件和人工喷啉条件下共进行了六组试验。通过定期取样和直接测量两种方法测量了示踪核素的浓度分布 ;同时为配合迁移试验 ,同... 详细信息

在中国辐射防护研究院野外试验场开展了为期二年的包气带中 3H、6 0 Co、85 Sr和 13 4 Cs的迁移试验 ,在天然条件和人工喷啉条件下共进行了六组试验。通过定期取样和直接测量两种方法测量了示踪核素的浓度分布 ;同时为配合迁移试验 ,同步开展了包气带中水分运移观测在介绍了试验概况之后 ,分析了作为水分运移示踪剂的3 H的试验结果 ,并与野外现场的和实验室的其它研究包气带水分运移的结果相比较 ,令人满意的一致性显示了所建立的包气带水分运移研究方法的可靠性。核素迁移结果表明 ,试验场址的黄土沉积层对所选用的示踪核素具有强烈的吸附滞留作用。经过二年的试验 ,60 Co和13 4Cs的浓度峰无论在天然条件下还是喷淋条件下 ,迁移距离都不超过 1cm;85Sr的浓度峰在喷淋条件下迁移了约 13cm;在天然条件下迁移了约 2 cm。尽管 60 Co和 13 4Cs被黄土强烈吸附滞留 ,但是 ,试验中发现一小部分60 Co和 13 4Cs迁移速度远高于其浓度峰的迁移。试验中还发现 ,在喷淋条件下 ,85Sr在迁移过程中形成具有不同迁移速度的二个浓度峰。

关键词：核素迁移放射性废物处置安全评价黄土包气带

^(60)Co.^(85)Sr和^(137)Cs在黄土包气带中迁移的模拟实验

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辐射防护 2000年第1期20卷 36-42页

作者：倪世伟姚来根赵英杰韩新生李伟娟山本忠利古宫友和中国辐射防护研究院太原030006 日本原子力研究所

从野外试验场用专门研制的原状土柱采样装置采得未扰动土柱 ,以60 Co、85Sr和 13 7Cs三种核素为示踪剂 ,在人工喷淋条件下研究核素在土柱中的迁移行为。采用直接测量和解体测量两种方法测定了核素在土柱中的垂向浓度分布。实验结果表明 ... 详细信息

从野外试验场用专门研制的原状土柱采样装置采得未扰动土柱 ,以60 Co、85Sr和 13 7Cs三种核素为示踪剂 ,在人工喷淋条件下研究核素在土柱中的迁移行为。采用直接测量和解体测量两种方法测定了核素在土柱中的垂向浓度分布。实验结果表明 ,在日均喷淋强度为 7.96 mm/d的喷淋条件下 ,近一年时间内 85Sr浓度峰在实验土柱中的下移距离 ,按直接测量和解体测量分别约为 6 .0和 8.0 cm;60 Co和 13 7Cs浓度峰基本仍在原位。

关键词：放射性废物处置模拟实验核素迁移黄土包气带

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天然条件下~3H在黄土包气带中的迁移

辐射防护 2000年第1期20卷 57-61页

作者：王志明郭择德李书绅王金生杨月娥中国辐射防护研究院太原030006

用 3 H作为示踪剂研究水的运动是一种最常用的方法。本文通过3 H在天然黄土包气带的现场示踪试验 ,得到了3 H在非饱和黄土中迁移的某些特征。天然条件下现场示踪试验在 A、B两个试验坑进行。A、B坑的面积均为 2× 2 m2 ,深度分别为 30 c... 详细信息

用 3 H作为示踪剂研究水的运动是一种最常用的方法。本文通过3 H在天然黄土包气带的现场示踪试验 ,得到了3 H在非饱和黄土中迁移的某些特征。天然条件下现场示踪试验在 A、B两个试验坑进行。A、B坑的面积均为 2× 2 m2 ,深度分别为 30 cm和 10 0 cm。3 H示踪核素与一定量黄土均匀混合 ,制成示踪源 ,铺设于坑底中央 ,示踪源层的厚度为 0 .7cm,面积 1.5× 1.5m2 ,源层上方用原土回填。在 1989年 5月～ 1991年 7月试验期间 ,定期从两坑中采集土芯样 ,并切割成 0 .5～ 1cm厚的土壤样品 ,用真空加热蒸馏法 ,分离出土壤水 ,用液体闪烁计数器测量土壤水中的3 H含量 ,得到土壤中 3 H的浓度分布。结果发现 ,在非饱和黄土中 ,3 H浓度分布的质心位置 X0 (t)总体上是向下运动的 ,而且 ,随着深度的增加 ,3 H向下迁移速度变慢 ;试验期间 ,3 H在埋深 30 cm的 A坑中向下迁移速度为 5.4× 10 -2 cm/ d,在埋深 10 0 cm的 B坑为 1.6× 10 -2 cm/ d。但是 ,与 A坑相比 ,B坑中 3 H的质心位置上下迁移明显。另外 ,根据拟合结果可以看出 ,3 H的垂向浓度分布方差σ2x(t)随取样时间 t的变化关系近似呈 S型 ,对 A。

关键词：现场示踪试验黄土包气带氢示踪剂核素迁移

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半干旱地区天然黄土包气带中氚的运移特征

原子能科学技术 2001年第1期35卷 45-50页

作者：王志明杨月娥中国辐射防护研究院山西太原030006

通过氚在黄土包气带现场示踪试验结果的分析 ,发现3H纵向分布在相对浓度较大时是对称的 ,而相对浓度较小时则不对称。通过对横向迁移数据的处理 ,得到了3H在天然黄土中的横向浓度分布方差σ2 y 分别为 6 8 4cm2 (A坑 ,t=780d ,埋深 76cm... 详细信息

通过氚在黄土包气带现场示踪试验结果的分析 ,发现3H纵向分布在相对浓度较大时是对称的 ,而相对浓度较小时则不对称。通过对横向迁移数据的处理 ,得到了3H在天然黄土中的横向浓度分布方差σ2 y 分别为 6 8 4cm2 (A坑 ,t=780d ,埋深 76cm处 )和 138 5cm2 (B坑 ,t=779d ,埋深110cm处 )。横向扩散参数约为纵向扩散参数的 1/ 3。在埋深较大的B坑中 ,快成分份额 f(t,Uq)随时间变化不大 ,相对速度Uq(t ,xq)随时间的变化也不大。在此前提下 ,按快成分计算出关心地点的浓度在某些情况下大于常规计算结果。这表明 ,以质心运动速度为代表的常规计算在某些情况下是不保守的。

关键词：黄土包气带氚现场示踪试验浓度分布方差扩散参数核素运移放射性废物地表处置安全评价

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野外试验场黄土包气带水分入渗试验研究

辐射防护 2000年第1期20卷 107-109页

作者：独仲德赵英杰倪东旗马炳辉许兆义田中忠夫向井雅之中国辐射防护研究院太原030006 北方交通大学日本原子力研究所

黄土介质特有的垂直节理和大孔隙发育性质 ,使黄土包气带水分入渗过程具有与其它均匀土壤的非饱和水分运动不同的特征。通过试验场黄土包气带水分入渗试验和土壤水动力学理论分析 ,说明非饱和条件下黄土介质中的垂直节理对水分入渗几乎... 详细信息

黄土介质特有的垂直节理和大孔隙发育性质 ,使黄土包气带水分入渗过程具有与其它均匀土壤的非饱和水分运动不同的特征。通过试验场黄土包气带水分入渗试验和土壤水动力学理论分析 ,说明非饱和条件下黄土介质中的垂直节理对水分入渗几乎不起作用 ,而大孔隙对水分入渗起着显著的阻滞作用。

关键词：水分入渗野外试验场黄土包气带核素迁移试验

裂缝及古土壤影响下黄土包气带水-气运移规律研究

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裂缝及古土壤影响下黄土包气带水-气运移规律研究

作者：李秀娟长安大学

学位级别：硕士

我国黄土分布较广泛,在人们的生产、生活中具有重要的作用。随着各种不合理人类工程活动(如过度灌溉等)剧烈增加,黄土高原区的工程地质环境日益脆弱。陕西泾阳大量农田灌水引起黄土的水文地质条件发生改变,黄土滑坡频发。本文以陕西省... 详细信息

我国黄土分布较广泛,在人们的生产、生活中具有重要的作用。随着各种不合理人类工程活动(如过度灌溉等)剧烈增加,黄土高原区的工程地质环境日益脆弱。陕西泾阳大量农田灌水引起黄土的水文地质条件发生改变,黄土滑坡频发。本文以陕西省泾阳县南塬滑坡区域的黄土为研究对象,对裂缝、古土壤进行模拟,采用土箱装置进行密闭和开放条下的非连续灌溉入渗试验。文中从湿润锋、水分和气压差三个方面展开,具体分析裂缝和古土壤影响下黄土包气带的水-气两相运移规律,以此了解水、气在滑坡发展中的作用。具体研究工作及主要结论如下:1.本文根据试验目的和要求,设计了土箱试验装置,对室内裂缝和古土壤的模拟、气体边界条件的控制给出尝试性方案。试验现象和数据表明试验方案的设计是合理的,整体试验完成较好,基本上反映了在裂缝、古土壤影响下水-气两相的运移规律。2.非连续灌溉时,湿润锋推进速度呈周期性推进;一个灌水周期内,灌水初始时湿润峰推进速度最大,随着水分运移深度的增加,表层土积水的减小,湿润锋的推进速度随之减小。土体中的裂缝加快湿润峰的运移,古土壤阻碍湿润峰的运移。3.非连续灌溉时,表层土含水率呈现周期性的先增大后稳定最后降低的规律;埋深20cm以下的土体中水分入渗过程为非饱和入渗,含水率总体变化趋势为先增大后降低。随土体埋深的增加,含水率开始变化的时间以及达到最大值的时间逐渐延长。经过多次灌水后,当水分下渗率和补给强度平衡时,含水率基本稳定。4.黄土内存在的裂缝形成优先通道,加速水分下渗。裂缝影响范围内土体相对于无裂缝区含水量较大,水分明显在裂缝周围聚集。随着距裂缝距离的增加,土体含水率逐渐减小。裂缝周围土体由于结构破坏较明显,持水能力减弱,灌水结束后积水消退,裂缝周围含水率降低。黄土内存在的古土壤严重阻碍水分的下渗,在古土壤上方形成上层滞水。当有裂缝将古土壤贯穿时,古土壤的上层滞水通过裂缝快速下渗,裂缝周围土体含水率快速升高;灌水结束后,古土壤上方靠近裂缝区土体的含水率明显减少。5.非连续灌溉时,密闭条件下土体中压差呈现周期性的先增大后降低的规律,开放条件下土体中气体排放通畅,压差变化小。随土体埋深的增加,压差响应时间滞后,压差值减小,释压速度较快;多次灌水后,土体饱和度升高,压差增加值较小,变化不明显。6.密闭条件下气体对水分的运移、含水率有较明显的影响。随气压的增加,气体对水分运移的阻碍越大,使得土体的含水率越高。古土壤阻碍气体的运移,使土体内气体压缩,压差增加;而裂缝形成排气通道,使土体内气体扩散,压差减小。

关键词：非连续灌溉裂缝古土壤气压水-气运移规律黄土包气带

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黄土包气带中垂直裂隙导水机制研究

辐射防护通讯 1994年第4期14卷 85-87页

作者：赵英杰许兆义中国辐射防护研究院长春地质学院

１　引言我国北方黄土高原不仅地域辽阔，而且具有大厚度包气带土层。这为中低水平放射性废物浅地层处置提供了可选的地质环境。包气带是浅地层的重要组成部分，水流又是核素在地层中迁移的载体。因此，包气带水流的特点必然是放射性废... 详细信息

１　引言我国北方黄土高原不仅地域辽阔，而且具有大厚度包气带土层。这为中低水平放射性废物浅地层处置提供了可选的地质环境。包气带是浅地层的重要组成部分，水流又是核素在地层中迁移的载体。因此，包气带水流的特点必然是放射性废物浅地层处置安全评价研究的重要内容...

关键词：渗流裂隙黄土包气带地下处置