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随着我国核工业的发展,高放射性废物的处置和处理,已成为关系到环境和社会安全的重大问题。通过各种核废物处置方案的研究和比较,目前,将高放废物进行深地质隔离处置已经被国际上公认为是最有效和可行的方法。深地质处置方案采用多重工程屏障系统和合适的地质体共同作用来保证高放废物与生物圈的安全隔离。由于膨润土具有极低的渗透性、高膨胀性和良好的导热性能,被国际上很多的国家选为深地质处置方案中的缓冲材料。
本文通过对我国核废料处置中的缓冲回填材料——高庙子膨润土的土水特征、膨胀力和热传导性等方面进行研究,获得了一定的成果。主要研究内容和结论如下:
(1)综述了高放废物深地质处置的研究进展,分析归纳了高庙子膨润土的一些基本性质,重点介绍了高庙子膨润土的成分组成以及物理化学特性,并将高庙子膨润土与其他国家的膨润土材料进行了对比分析研究,论证了高庙子膨润土作为缓冲/回填材料的可行性。
(2)采用滤纸法对高庙子膨润土的土水特征曲线进行了实验研究,取得相关的实验成果。
(3)利用三向膨胀仪对高庙子膨润土不同含水率和不同干密度状态下的三向膨胀力进行了一系列的实验研究,实验结果表明,高庙子膨润土的膨胀力的增长过程分为很明显的三个阶段,而且膨润土的膨胀力随着干密度的增加而增大。
(4)运用商业热性能分析仪器对高庙子膨润土的不同干密度和含水率状态下的热传导特性进行了实验研究,结果表明干密度和含水率对高庙子膨润土的热传导特性影响比较大,膨润土的热传导系数随着干密度和含水率的增加而变大。