專利名稱：水泥固化體非飽和浸出實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，尤其是在非飽和條件下進(jìn)行水泥固化體浸出實(shí)驗(yàn)的方法。
背景技術(shù)：
固化體的浸出是了解廢物處置釋放源項(xiàng)的重要手段之一，也是廢物處置安全評價中的一個重要問題。
核素從廢物固化體中的釋放主要是廢物固化體與水接觸而產(chǎn)生的，其中，浸出是一個主要機(jī)制。被浸出核素的數(shù)量不僅取決于固化體本身的特征，還取決于浸泡固化體的水質(zhì)和水量。顯然，在固化體材質(zhì)和結(jié)構(gòu)等自身特征確定的情況下，固化體周圍介質(zhì)含水量的多少及水質(zhì)等條件就是影響核素由固化體浸出的主要因素。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常的浸出實(shí)驗(yàn)都是按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7023-86《放射性廢物固化體長期浸出試驗(yàn)》在飽和水中進(jìn)行的，而廢物處置環(huán)境中的水卻是非飽和的。這就出現(xiàn)了一個問題通常的飽和水浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況有多大差距？如果用于實(shí)際評價，將會帶來多大的誤差？本實(shí)驗(yàn)方法就是為解決這一問題而設(shè)計(jì)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在非飽和條件下進(jìn)行水泥固化體浸出實(shí)驗(yàn)的方法。
非飽和浸出實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)是保證被浸水泥固化體周圍介質(zhì)中的含水量保持一個所需要的數(shù)值，而且在實(shí)驗(yàn)期間該值基本不變。為此，采取了如下措施(a)制備固化體時，在其中預(yù)先安裝一根金屬軸，以便在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后能夠?qū)⒐袒w放在車床上分層切削，得到被浸固化體內(nèi)核素的分布，從而了解被浸固化體內(nèi)核素的遷移行為。
(b)用石英砂配備所需含水量的浸出介質(zhì)和保持濕度介質(zhì)；(c)根據(jù)需要，將所需含水量的浸出介質(zhì)放入相應(yīng)大小的內(nèi)層浸出容器進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，以便將浸出的核素限定在其內(nèi)，保證不向外界擴(kuò)散；(d)根據(jù)需要，選用不同大小的密閉容器將實(shí)驗(yàn)體系與外界環(huán)境隔離，以保證內(nèi)層浸出容器內(nèi)的水分不向外揮發(fā)，而外界的水分也無法進(jìn)入實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)；(e)在內(nèi)層浸出容器的下面和外層密閉容器底部之間放置大量的與浸出介質(zhì)含水量相同的保持濕度介質(zhì)，以便最大限度的降低浸出介質(zhì)中的水分向密閉容器內(nèi)揮發(fā)，從而保持浸出介質(zhì)中的含水量基本恒定。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，非飽和浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果低于飽和浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如，對于體積為172.5cm3的固化體，在含水量15％和40％(近飽和)情況下均浸出360天，累積浸出份額分別為31.9％和45.7％，后者是前者的1.43倍。因此，本實(shí)驗(yàn)將會明顯降低核素釋放的估算值，使之更接近實(shí)際的處置環(huán)境，從而為較準(zhǔn)確評價核素釋放對環(huán)境的影響提供可靠的依據(jù)，同時也為降低對中低放廢物近地表處置工程屏障的某些苛刻要求，從而降低廢物處置庫的工程造價提供了可靠的依據(jù)。
本實(shí)驗(yàn)主要用于中低放廢物近地表處置安全評價的源項(xiàng)研究，也可用于非放污染物由儲存場地的釋放研究。


圖1是本發(fā)明的裝置示意圖。
圖中各部分分別為1-密閉容器，2-金屬軸，3-浸出介質(zhì)，4-固化體，5-內(nèi)層浸出容器，6-保持濕度介質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，水泥固化體非飽和浸出實(shí)驗(yàn)的具體步驟如下(a)水泥固化體的制備按水灰(重量)比為40∶100的比例將水(包括示蹤核素)和水泥放入密閉式小型攪拌機(jī)，攪拌均勻后，將水泥漿注入預(yù)先在中心置入金屬軸2的不同體積的澆注模型內(nèi)，震動5～10分鐘后，靜置72小時脫模，再在溫度為25±5℃的近飽和濕氣氛的密閉容器中養(yǎng)護(hù)3個月；(b)用石英砂配制好所需要的各含水量系列(分別為15％、25％、30％、35％、40％)，將之分別放入不同的可以密封的容器中存放，并按含水量大小編號；(c)按浸出介質(zhì)3體積固化體4表面積＝10～15cm確定浸出介質(zhì)3的量，將固化體4放入相應(yīng)大小的內(nèi)層浸出容器5中，用所選浸出介質(zhì)3在其周圍填充均勻；(d)將25kg含水量與所選浸出介質(zhì)3相同的保持適度介質(zhì)6放入密閉容器1的底部，用以保持密閉容器1內(nèi)的濕度，以避免浸出介質(zhì)3中水分因揮發(fā)而改變含水量；(e)將內(nèi)層浸出容器5放入相應(yīng)大小的密閉容器1內(nèi)并密封，即開始浸出實(shí)驗(yàn)。密閉容器1也按實(shí)驗(yàn)序列編號。
實(shí)驗(yàn)操作。在25±5℃條件下，按規(guī)定時間間隔(分別為5、15、30、60、120、180、240、360天)從容器中取出固化體，將進(jìn)行過浸出實(shí)驗(yàn)的浸出介質(zhì)攪拌均勻后取樣測量其中被浸出核素的含量。在每次浸出實(shí)驗(yàn)之后，用毛刷將進(jìn)行過浸出實(shí)驗(yàn)的浸出容器和被取出的固化體掃凈，再用鹽酸和去離子水將浸出容器擦洗1～2遍。將該固化體和與原來浸出實(shí)驗(yàn)所用浸出介質(zhì)含水量相同的新鮮浸出介質(zhì)重新放入該內(nèi)層浸出容器中進(jìn)行下一輪實(shí)驗(yàn)。
被浸固化體的切削。浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，將固化體外表面清洗干凈，然后，借助于預(yù)先置入固化體內(nèi)的金屬軸將固化體固定在車床上分層切削，以測量核素在固化體內(nèi)的分布。
權(quán)利要求
1.一種水泥固化體非飽和浸出實(shí)驗(yàn)的方法，其特征在于該方法包括以下內(nèi)容(a)在被測水泥固化體(4)上安一根金屬軸(2)；(b)用石英砂配備所需的各種含水量的蓄水介質(zhì)分別作為浸出介質(zhì)(3)和保持濕度介質(zhì)(6)；(c)根據(jù)需要，選擇不同大小的內(nèi)層浸出容器(5)，在其中填充所需浸出介質(zhì)進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)；(d)根據(jù)需要，用不同大小的密封容器(1)將實(shí)驗(yàn)體系與外界環(huán)境隔離，以保持密封；(e)在內(nèi)層浸出容器(5)的下面和外層容器(1)底部之間放置含水量與浸出介質(zhì)(3)中含水量相同的保持濕度介質(zhì)(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的水泥固化體非飽和浸出實(shí)驗(yàn)的方法，其特征在于浸出介質(zhì)的量按浸出介質(zhì)體積固化體表面積＝10～15cm確定。
全文摘要
一種用于含放射性核素的水泥固化體浸出實(shí)驗(yàn)的方法,該方法是將裝有水泥固化體的內(nèi)層浸出容器放入一個密封容器中。該密封容器底部放有與浸出介質(zhì)含水量相同的同一蓄水介質(zhì),以防止浸出容器中水分的揮發(fā)。在被測水泥固化體上安一根金屬軸,實(shí)驗(yàn)完畢后,可方便的將固化體放到車床上分層切削,以得到其內(nèi)部核素分布情況。該實(shí)驗(yàn)方法可以使放射廢物處置的實(shí)驗(yàn)環(huán)境更加接近真實(shí)條件。
文檔編號G09B23/06GK1373457SQ02104438
公開日2002年10月9日 申請日期2002年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月18日
發(fā)明者王志明, 姚來根, 李書紳 申請人:中國輻射防護(hù)研究院