[發明專利]利用柔性壁滲透儀獲得粘土中核素遷移參數的實驗方法

在審

• 申請號: 201510561364.1
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN105181552A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63653部隊
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯知識產權代理有限公司 65107
• 代理人: 王志剛

技術領域

本發明屬于土壤分析方法的研究技術領域，特別是涉及一種利用柔性壁滲透儀快速獲得粘土中核素遷移參數的實驗技術方法，可用于核素遷移參數測試領域。

背景技術

核素在粘土介質材料中的遷移行為研究為放射性廢物處置庫設計、選址、建造及安全評價提供技術依據。目前研究核素遷移的主要方法有室內實驗、模擬計算和現場試驗三種，在通過室內實驗和現場試驗獲得核素遷移相關參數的基礎上，利用數值模擬計算評估長時間后核素的運移狀況。然而由于粘土類介質材料的低滲透性和對核素的強吸附性，使得采用傳統室內實驗(柱法、擴散池法、毛細管法等)技術獲得核素遷移參數實驗周期十分漫長，往往需要幾個月甚至更長時間。本發明提出了一種快捷簡便獲取核素在粘土類介質材料中遷移參數的測量方法，節約了時間和成本。

文獻對比分析表明，本發明提出的柔性壁滲透儀快速獲得粘土中核素遷移參數的實驗技術方法，在國內外相關領域未發現與該發明原理相同的專利及文獻。

發明內容

本發明的目的是：提供一種快速獲取核素在膨潤土等粘土類介質材料中遷移參數的技術方法，具有實驗周期短、測量精度高、操作簡單等優點。

本發明的技術方案：利用柔性壁滲透儀獲得粘土中核素遷移參數的實驗方法，該實驗方法包括下述步驟：

一、將粘土類材料壓制成確定干密度的多個圓柱型樣品，分別放入柔性壁滲透儀壓力室中飽和；飽和完成后，在樣品底部均勻加入示蹤核素，設定不同壓力開展實驗，出口處定時收集滲出液，計算滲流速率；

二、當最高壓力下樣品的滲出液中出現示蹤核素時，停止實驗，將各樣品取出沿軸向切割呈1mm薄片，消解，測量核素濃度，獲得多組核素沿土柱軸向核素濃度分布曲線；

三、實驗計算：1、該實驗為一維遷移模型，源項為脈沖源，則核素在土柱中的遷移規律可采用一維對流-彌散方程來表示：

∂C∂t=DRd∂2C∂z2-uRd∂C∂z-λC---(1)]]>

式中：D—水動力彌散系數，cm²/s；C—核素在水中的濃度，g/mL；u—土柱中水的孔隙流速，cm/s；R_d—阻滯系數；λ—核素放射性衰變常數，1/s；z—軸向距離，滲流方向為正，加源處為0，mm；t—時間，s；

該實驗條件下，源項采用脈沖源，初始邊界條件為：

C(x,t)|_t＝0＝0，C(x,t)|_t→∞＝0，(2)

∫0∞Cndx=m---(3)]]>