添加剂对放射性废物处置场中U及~(90)Sr的分配系数研究

通过滞留实验评价放射性废物处置场盖层不同基础物料与添加剂对放射性U与^90Sr的屏障效果,以确定不同基础物料及添加荆配合条件下U与^90Sr的分配系数Ka。滞留实验成果表明天然深褐色含腐殖质含角砾砂质亚粘土对U与^90Sr的Kd分别为1838．13和36．16,为良好的基础物料,添加Na2S和Na2CO3后可增大对^90Sr的滞留,添加碳质砂岩粉可增加对U的滞留。在还原条件下,洪积物及泥石流堆积物以及残积成因含角砾粉砂土基础物料在添加Na2S后,^90Sr的Kd为3069．30～3494．28;添加Na2CO3后,^90Sr的Kd为81．22～22203．6。洪积物及泥石流堆积物的泥、砂和砾石混合物、变质碳质粉砂岩风化物、残积成因砂质亚粘土和坡积物砂质亚粘土等4类基础物料添加FeS2、腐殖土后对U和^90Sr的滞留效果总体较差;净水剂、磷灰岩和粉煤灰3类添加剂对U和Sr的屏障效果以负面影响为主,不宜用作屏障添加剂。实验结果表明U与Sr的迁移-固定性能相反,在放射性元素迁移途径上宜分别建造U,Sr屏障,且优先处置U放射性元素。     

某核废物填埋区土壤对Sr吸附的动态模拟实验研究

目前,我国处理极低放废物采用的是就近地质填埋的方法,通过选择合适的吸附材料及添加剂,建立人工屏障,以最大限度地阻滞核素进入与人类生活有关的自然环境中。这里通过研究某地土壤对Sr的吸附,做了动态模拟试验,建立了动态模型,进行不同高度柱体的对比实验。经实验表明：填埋区土壤TY29＋1％人造沸石作为填埋场屏障材料,可营造“碱性～还原”氛围,对阻滞Sr迁移非常有效。不同高度柱体对比实验表明：当柱高度之比为1：2：3,C／C0=0．5时,其累计输出的流量之比为1：1．96：2．16,平均渗透系数分别为：0．62、0．52、0．54。由此可见,随高度增加,吸附性能呈增高的趋势,且柱体渗透性降低。在柱体吸附一段时间后,三个柱的吸附能力都出现了减小的突越,这与在吸附过程中前期为物理吸附进行的较快,后期为化学吸附进行的较慢有关。     

渤海沉积物中放射性核素分布及其对沉积环境变化的响应

为了探讨近百年来,人类活动背景下近海沉积物中放射性核素的沉积记录及其对物质输入与埋藏等沉积环境变化的响应,利用γ能谱法对渤海表层和柱状沉积物中的放射性核素238U、226Ra、232Th、210Pb、40K和137Cs进行分析.结果显示,渤海沉积物中放射性核素水平和垂直分布特征明显,铀衰变系核素238U、226Ra和210Pb不平衡,232Th和210Pb受沉积物粒度和有机碳影响显著,238U与226Ra、232Th、40K存在显著相关性.226Ra/238U、232Th/238U和40K/238U比值时空差异显著,渤海沉积物陆源输入影响由西南向东北方向延伸,受河流影响,渤海北部和南部的沉积物输入不稳定,近几十年波动显著.利用210Pb_ex和137Cs法的测年结果计算获得的渤海近百年来沉积速率在中国近海沉积速率研究背景值范围内;空间上,渤海北部、中部和南部沉积速率处于同一水平,其中北部偏高;时间上,近百年来渤海沉积速率随时间波动,整体上呈现增加趋势,尤其是1980年之后,人类活动影响下渤海沉积速率增加幅度显著,与沉积物输入的波动变化相对应.      

蒙脱石吸附模拟核素Sr、Cs的性能研究

基于蒙脱石具有良好的阳离子交换性能,采用静态吸附法,对阜新钙基蒙脱石吸附模拟核素Sr、Cs的吸附条件和吸附行为进行了研究。结果表明:蒙脱石样品对Sr2+、Cs+的饱和吸附量分别为0.271mmol/g和0.780mmol/g,在较大的pH值范围(4～11)内具有良好的吸附稳定性;蒙脱石对Sr2+、Cs+的吸附类型以阳离子交换吸附为主,符合Langmuir和Freundlich模型,但与Langmuir吻合更好,相关系数分别达到0.99924和0.99995。本实验研究对于处理低浓度的含Sr、Cs放射性废液具有重要的意义。     

Fe°对U(Ⅵ)的地球化学屏障

通过静态吸附和动态实验研究了U(VI)在黏性土壤中加入Fe0与未加Fe0的吸附量和迁移速度。静态结果表明:加入Fe0使黏性土壤的吸附量、最大吸附量都大于未加Fe0的黏性土壤;通过180d的土柱动态迁移实验,U(VI)在加入Fe0的土柱中迁移了3cm;而在未加Fe0的土柱中迁移了5cm。因此,加入Fe0使U(VI)在核废料处置场天然屏障中的迁移速度降低,因而也减缓了铀污染源进入地下水的风险,使地球化学屏障更安全。     

极低放废物近地表处置的环境安全评价方法研究

放射性废物处置是当前严峻的环保问题之一,从经济、安全和高效角度出发,将极低放废物从中、低放废物中分离出来单独处置,对核废物的管理与处置具有重要意义。本文以我国西南某极低放废物备选处置场为研究对象,系统分析了处置的相关技术方法,重点研究了屏障技术和环境安全评价方法及其应用。针对拟建在古泥石流体山区山顶上的处置场,选取核素90Sr作为处置对象,选用盆状屏障式处置库,估算产生的核素90Sr的总活度和比活度。选用筛分的颗粒d<1 mm的介质作为屏障材料,厚度为0.5 m,批试验结果显示上述材料对90Sr的吸附效果明显;模拟计算结果显示核素90Sr在50 a内被完全阻滞在包气带中,可以达到安全处置废物的要求。     

贵州兴义雄武背斜菁角地区龙潭组含铀砂岩地球化学特征及其意义

菁角地处于兴义市雄武背斜核部南东翼南西段,大地构造位置位于扬子板块与华南板块的结合部.前人主要对该地区的金矿进行了矿点地质特征、构造特征、矿体形态等方面的研究,但对岩石学特征、铀的赋存形式以及地球化学特征研究较少.本次研究利用TIMA扫面、显微镜下观察、地球化学分析等方法对矿石、围岩的岩石学特征、地球化学特征、风化作用和分选、源区岩石类型、铀的赋存形式等方面进行探究.TIMA扫面以及显微镜下观察的结果表明铀的赋存形式是以弥散状充填进黏土化(高岭石)裂隙中.菁脚地区地球化学分析显示,龙潭组砂岩中w(SiO2)为51.30％～91.55％,围岩主要类型为亚岩屑砂岩,矿石以及矿化岩石为岩屑砂屑岩,CIA(73.83～82.53)以及ICV指数表明矿石及矿化岩石较围岩成熟度高、风化程度强.测试样品均有较强的U正异常,含量为4.78～772.00×10-6,且U与∑REE,Sb元素呈现明显正相关,Zr与∑REE呈强的正相关(R=1).菁角地区铀的来源是热液在上升过程中萃取围岩中的铀,沿着层间构造破碎带充填进成熟度较高的黑色砂岩中富集而成,结合菁角地区岩石学特征、地球化学特征以及铀的赋存形式,推测菁脚金(铀)矿床为低温热液矿床.     

赣南双坑铀矿床围岩蚀变及其地球化学特征

文章阐述了赣南双坑铀矿床的近矿围岩蚀变特征,指出与成矿密切相关的围岩蚀变主要有赤铁矿化、水云母化、绿泥石化和碳酸盐化。双坑铀矿床的矿化蚀变岩石元素地球化学研究表明,从矿化中心至围岩,V、Mo、Bi、Cu含量变化趋势与 U 一致,具有正相关性;与铀密切相关的元素为 V、Sb、Pb、Bi、HREE、Be、Co等。这些元素可作为该区铀成矿的地球化学标志。     

某地核废物填埋区土壤的表面电荷及矿物组成对核素锶吸附的影响

为了降低放射性废物的危害,一般采取就地填埋的处置技术.影响核素锶吸附的因素针对吸附的基础物料土壤来说,主要有表面电荷、矿物组成;而外界环境因素如添加剂,对核素的吸附比也有很大影响.实验采用静态吸附的方法,通过测定核素锶的浓度,求得不同土壤对核素锶的吸附比,进而判断出应选用哪种物料吸附核素.实验结果表明,该地核废物填埋区的不同土壤,表面电荷中的正、负电荷均发育,但负电荷相对于发育的土壤而言对锶的吸附比偏大.矿物组成中以石英为主,但也含有一些吸附性强的粘土矿物(如蒙脱石、伊利石等 ).实验最后选定的棕黑色砂质粉土TY29,在加入适量的添加剂碳酸钠后,吸附系数可达103数量级,满足工程屏蔽的要求.     

土壤和围岩地球化学组成及气候对洞穴滴水水化学的影响——以湖北清江和尚洞为例

大气降水渗入土壤,穿过围岩,将气候与地表环境信息导入洞穴滴水,最终被洞穴沉积物所记录,因而研究土壤、围岩与洞穴滴水的地球化学组成及3者之间的联系对了解气候和环境信号的传递以及石笋古环境信息的正确解译十分重要。通过对比清江地区和尚洞上覆土壤、围岩与滴水的元素及锶同位素N(87Sr)/N(86Sr)地球化学组成特征,进而调查土壤和围岩对洞穴滴水水化学的影响。结果表明:滴水的n(Mg)/n(Ca)、n(Ba)/n(Ca)、n(Sr)/n(Ca)及N87Sr)/N(86Sr)介于土壤和围岩之间,说明滴水物质组成来自土壤和围岩的混合;滴水的n(S)/n(Ca)大于土壤和围岩,说明有第三端元的混入,可能是大气硫沉降的结果。通过模型计算可知,土壤和围岩对和尚洞滴水各元素组成的贡献并不相同,贡献的相对大小不仅与元素本身的地球化学性质有关,而且随气候和环境而发生变化。     

铀"稳定"同位素分馏及其在地球科学中的应用

铀“稳定”同位素（238U/235U,通常记为δ238U）目前已经成为非传统稳定同位素领域的研究热点.20世纪人们曾经认为铀同位素不存在分馏,因而铀同位素研究发展缓慢.然而随着分析技术的发展,人们发现自然界中铀同位素238U和235U存在显著的分馏,可以作为良好的示踪工具.迄今为止,已经有大量铀同位素作为古氧化还原指标的研究发表,比如用铀同位素示踪地球近地表环境氧含量随时间的演化以及生物大灭绝与海洋氧化还原状态之间的潜在关系.尽管铀同位素在水圈和生物圈协同演化领域取得了丰硕的研究成果,但仍有不少问题亟待深入解决.例如,生物和非生物还原高价铀的微观反应过程对铀同位素分馏的影响,以及铀同位素如何示踪铀矿物质来源等.系统总结了铀同位素地球化学最近十年的研究进展,希望将来铀同位素在铀多金属矿床成因和高温地球化学领域能有所突破.      

元素活动态测量法在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿勘查中的应用

常规化探方法勘查砂岩型铀矿难以奏效.应用深穿透地球化学方法系列中的元素活动态测量法在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿上的试验结果表明,几种U元素活动态在矿体上方都有异常出现,特别是其中的粘土吸附态U含量级别高、异常衬度大.因此,土壤粘土吸附态U测量法是本区化探找铀矿的有效方法;取样深度和取样粒级分别以60～90 cm和-120目为宜;采用400m的取样点距基本不影响本区砂岩型铀矿的找矿效果.在盆地东北部应用土壤粘土吸附态U测量法预测了3个有利地段,并在其中1个地段的深部发现了较好的铀矿化.     

冀北火山岩型铀矿地球化学评价指标研究

冀北地区是火山岩型铀矿的有利产出区域,本文以该区的水系沉积物区域化探数据与典型铀矿矿区岩石和土壤地球化学数据为研究基础,建立适用于火山岩型铀矿的地球化学勘查评价指标。含矿围岩富铀、钍、硅、钾。铀富集于粗粒级(-4～+20目)水系沉积物和细粒级(-100目)土壤。因此,粗粒级水系沉积物是区域测量的有效采样介质,细粒级土壤是矿区测量的有效采样介质。火山岩型铀矿直接的特征指示元素为U和Mo,其它伴生元素还有Th、La、Hg、Sb、Zr、B、F等。该指标的建立对冀北地区及北方火山岩型铀矿勘查评价具有实际意义。     

我国西北地区盐湖中234U/238U比值与铀关系研究——以内蒙古地区碳酸盐型盐湖为例

内蒙古二连盆地、鄂尔多斯盆地典型含铀碳酸型盐湖水、岩两相2344U/23898U综合分析表明,该类盐湖铀来源于降水和潜水对盐湖盆地周围中生代以来富铀沉积物的溶滤、浸出,具有快速、近源物质来源特点.盐湖卤水和对应沉积物234 U/238U比值一般为0.8～1.2,盐湖卤水和潜卤水(晶间卤水)岩两相中的铀处于沉积平衡状态.含铀盐湖水、沉积物的234 U/238U比值随其铀含量增大而减小,并趋近于1,富铀盐湖水及沉积物234U/238U比值介于0.9～1.5之间.室内盐湖水蒸发模拟实验发现,残余卤水、沉积物234U/238U、铀总量具有随蒸发程度增大逐渐减小的变化特征.铀主要以碳酸铀酰络合物和吸附形式赋存在富含有机物和碎屑成分的含盐粘土沉积中.卤水和沉积物234 U/238U比值是盐湖铀源及铀含量水平的有效指示标志之一.     

Eichrom Sr树脂用于铀矿浓缩物中铅锶的分离富集研究

铀矿浓缩物的溯源研究在核法证学中具有重要地位,通过测量其中的铅、锶同位素丰度比能为溯源提供部分地理指示信息。对铀矿浓缩物中铅、锶同位素的精准测量主要受制于大量铀与微量铅、锶的分离、富集。本文利用Eichrom Sr树脂对铅、锶的特效吸附性,通过正交试验对影响铅、锶回收率的主要因素(淋洗酸度、流速、体积)进行了优化,确定了最佳淋洗条件;进而利用UTEVA树脂对铀的特效吸附性,与Eichrom Sr树脂联用,实现了铀矿浓缩物中大量铀与微量铅、锶的分离,有效降低了因铅、锶洗脱液中铀含量过高而引起的基体效应。实验结果表明:铅、锶回收率均 90%,铅、锶洗脱液中的铀含量低于500ng,优于文献报道值(48. 8μg)。利用该方法对实际铀矿浓缩物样品进行测量,分析结果显示铅、锶同位素丰度比可以作为铀矿浓缩物的地理溯源判据,为今后建立铀矿浓缩物中铅、锶同位素数据库提供技术支持。     

元素活动态测量法在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿勘查中的应用

常规化探方法勘查砂岩型铀矿难以奏效。应用深穿透地球化学方法系列中的元素活动态测量法在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿上的试验结果表明,几种U元素活动态在矿体上方都有异常出现,特别是其中的粘土吸附态U含量级别高、异常衬度大。因此,土壤粘土吸附态U测量法是本区化探找铀矿的有效方法;取样深度和取样粒级分别以60～90cm和-120目为宜;采用400m的取样点距基本不影响本区砂岩型铀矿的找矿效果。在盆地东北部应用土壤粘土吸附态U测量法预测了3个有利地段,并在其中1个地段的深部发现了较好的铀矿化。     

塔河油田中下奥陶统岩溶缝洞方解石碳、氧、锶同位素地球化学特征

为了探讨塔河油田中下奥陶统古岩溶产物的地球化学特征以及评价不同期次古岩溶作用的影响区域, 系统分析了中下奥陶统岩溶缝洞方解石的碳、氧、锶同位素.不同产状的方解石碳、氧同位素具有明显的大气水岩溶特征, 早期岩溶产物以富集13C和低87Sr/86Sr比值为特征, 而海西早期岩溶产物以δ13C分布较宽和高87Sr/86Sr比值为特征, 两者的δ18O值分布均较宽.桑塔木组覆盖区比北部地区富集13C, 来自围岩的13C比重加大, 另一个原因是早期岩溶产物的δ13C值较高; 桑塔木组覆盖区岩溶产物具有高87Sr/86Sr比值特征, 说明有壳源锶的注入, 主要是受海西早期岩溶作用的影响, 并且高87Sr/86Sr比值特征比北部地区低, 其原因是来源于围岩的重溶锶比重加大.δ13C和87Sr/86Sr在区域上的变化, 结合区域地质背景, 表明海西早期岩溶对北部地区和桑塔木组覆盖区均有重要的影响, 是塔河油田中下奥陶统碳酸盐岩的主岩溶期, 也是其储层的主要形成时期.      

土壤锶地球化学特征及土壤富锶标准探讨——以河南固始史河一带为例

锶是生物有机体内必需的微量元素之一,具有改善骨代谢、增强骨质强度,预防龋齿、“三高”和心血管疾病,有益肝细胞的增殖和胆红素代谢等作用。富锶土壤作为新的优势地质资源,逐渐受到重视,多个地方推出富锶农产品。目前对土壤中锶的地球化学特征研究较少,也无土壤富锶含量标准,这些严重制约了富锶生态农业的发展。研究区在河南固始史河一带,分析归纳不同成因、不同类型土壤中锶的含量特征及空间的分布规律,研究土壤锶形态及与其他元素相关性,总结土壤中锶地球化学特征。并对土壤富锶含量进行探讨,推荐提出富锶土壤锶含量标准：表层土壤中Sr含量≥205 mg/kg。并以此标准对固始史河一带土壤富锶资源进行评价,圈定绿色无公害食品富锶耕地236.3 km²,优选建立富锶特色农业示范区,助力地方美丽乡村建设。     

元素活动态测量法在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿勘查中的应用

常规化探方法勘查砂岩型铀矿难以奏效。应用深穿透地球化学方法系列中的元素活动态测量法在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿上的试验结果表明，几种U元素活动态在矿体上方都有异常出现，特别是其中的粘土吸附态U含量级别高、异常衬度大。因此，土壤粘土吸附态U测量法是本区化探找铀矿的有效方法；取样深度和取样粒级分别以60～90cm和-120目为宜；采用400m的取样点距基本不影响本区砂岩型铀矿的找矿效果。在盆地东北部应用土壤粘土吸附态U测量法预测了3个有利地段，并在其中1个地段的深部发现了较好的铀矿化。     

137Cs示踪技术在土壤侵蚀估算中的应用研究进展

137Cs示踪技术目前已被广泛用于长期的土壤侵蚀(水蚀)估算。该技术要解决的两个关键问题是土壤137Cs基准值的确定,以及土壤的137Cs损失量与土壤侵蚀量之间的定量模型的建立。对现有的主要的定量模型进行了简述,并提出了各自的局限性。这些模型可分为经验模型和理论模型两大类,其中以理论模型中的质量平衡模型较为成熟,综合考虑了较多的侵蚀因子,如137Cs年沉降分量、土壤颗粒粒径分布差异、地表富集作用、耕作土壤在耕作活动前新沉降137Cs的侵蚀损失等。对现有模型的改进也进行了探讨,并提出了今后的一些研究重点。