[發(fā)明專利]放射性核素包氣帶-飽和帶耦合遷移實驗裝置及實驗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010596599.5
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111829926A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石云峰;陳超;張艾明;朱君;謝添;李婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國輻射防護研究院
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;高凱

本發(fā)明提供一種放射性核素包氣帶?飽和帶耦合遷移實驗裝置及操作方法，該實驗裝置包括供水系統(tǒng)、穩(wěn)定水位系統(tǒng)、均勻布流系統(tǒng)、柱體過流系統(tǒng)、尾液收集系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)以及瞬凍系統(tǒng)；使用是通過采用供水系統(tǒng)提供恒定的水流，并通過穩(wěn)定水位系統(tǒng)使得水位保持穩(wěn)定，同時借助均勻布流系統(tǒng)使得進入到柱體過流系統(tǒng)中的水流處于穩(wěn)定滲流狀態(tài)，噴淋系統(tǒng)通過控制不同的流量，模擬不同狀態(tài)下的降雨，瞬凍系統(tǒng)可以快速將位于柱體過流系統(tǒng)中的介質(zhì)進行凍結(jié)，便于土、水樣的分離與收集。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種放射性核素包氣帶-飽和帶耦合遷移實驗裝置及實驗方法。

背景技術(shù)

過去人們認為地下水環(huán)境中的污染物運移主要集中在飽和帶(含水層)中，忽略了包氣帶對污染物的滯留阻滯以及成為二次污染源的作用，近些年隨著大量地下水污染事件的發(fā)生以及各類野外實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象，使各國學(xué)者逐漸重視污染物在包氣帶中的遷移行為，其中有些學(xué)者的研究方向更是進一步的聚焦在污染物包氣帶-飽和帶耦合遷移行為研究。

所謂耦合，是指將兩種完全不同的遷移機理在一系列假設(shè)、數(shù)值推導(dǎo)以及新的理論指導(dǎo)下形成有機整體，表現(xiàn)在數(shù)值模擬過程上的“同步性”，新的理論或數(shù)值模型構(gòu)建離不開物理實驗的支持，其實驗結(jié)果一方面可用于理論的開發(fā)，另一方面可對數(shù)值模型進行調(diào)試并對模擬結(jié)果驗證。

因此，急需一款能解決上述問題的實驗裝置，為相關(guān)理論與數(shù)值模擬研究提供數(shù)據(jù)支持。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種放射性核素包氣帶-飽和帶耦合遷移實驗裝置及實驗方法，該實驗裝置能夠模擬多種場景下的包氣帶-飽和帶耦合污染物遷移，為相關(guān)理論與數(shù)值模擬研究提供數(shù)據(jù)支持。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種放射性核素包氣帶-飽和帶耦合遷移實驗裝置，所述實驗裝置包括：

供水系統(tǒng)；

穩(wěn)定水位系統(tǒng)，所述穩(wěn)定水位系統(tǒng)其通過管道一端與所述供水系統(tǒng)出水端相連通；

均勻布流系統(tǒng)，所述均勻布流系統(tǒng)一端與所述穩(wěn)定水位系統(tǒng)的另一端相連通；

柱體過流系統(tǒng)，所述柱體過流系統(tǒng)包括位于位于底端的飽和帶和位于上部的包氣帶，所述主體過流系統(tǒng)一端與所述均勻布流系統(tǒng)另一端相連通；

尾液收集系統(tǒng)，所述尾液收集系統(tǒng)安裝在所述柱體過流系統(tǒng)的另一端；

噴淋系統(tǒng)，所述噴淋系統(tǒng)設(shè)置在所述主體過流系統(tǒng)的上方；

以及瞬凍系統(tǒng)，所述瞬凍系統(tǒng)與所述柱體過流系統(tǒng)相連通，用于將位于所述柱體過流系統(tǒng)內(nèi)的填充介質(zhì)進行快速凍結(jié)。

在一些實施例中，所述穩(wěn)定水位系統(tǒng)包括并聯(lián)連接在所述管道兩端上的U型管。

在一些實施例中，所述均勻布流系統(tǒng)包括一對呈圓形布置的進水布流板和出水布流板，其中所述進水布流板包括設(shè)置在其中心處的進水口以及由所述進水口為中心沿圓周方向間隔設(shè)置的多個圓形凹槽，所述出水布流板包括設(shè)置在其中心處的出水口、由所述出水口為中心沿圓周方向間隔設(shè)置的多個圓形凹槽以及間隔設(shè)置在每一所述圓形凹槽上的多個出水孔。

在一些實施例中，所述噴淋系統(tǒng)包括多個噴淋口，多個所述噴淋口沿所述主體過流系統(tǒng)長度方向間隔布置。

在一些實施例中，所述瞬凍系統(tǒng)包括液氮注入口和液氮溢流口，其中所述液氮注入口與所述包氣帶的頂端相連通，所述液氮溢流口與所述包氣帶頂端一側(cè)相連通。

同時，本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述放射性核素包氣帶-飽和帶耦合遷移實驗裝置的操作方法，該操作方法包括以下步驟：

S1、實驗開始前檢查實驗裝置是否存在漏水；