加拿大和美国高放废物地质处置研究概况

本文主要介绍了作者2000年对加拿大和美国进行科学访问时实地考察所了解到的加拿大的核素在裂隙和孔隙介质中的迁移模式，地下实验室，白壳实验室（Whiteshell Labs)，高放废物处置库场地预选和美国拟作为高放废物处置库的尤卡山场地和已投入运行的军用超铀废物处置库的废物镉离实验工厂；着重论述了这两个国家的高放废物地质处置研究现状、经验和所取得的成果。     

原型处置库

论述高放废物地质处置研究中的原型处置库的概念、建造目的和研究的主要内容,以及它在处置库系统性能评价中的作用。原型处置库的研究工作,可以在普通地下实验室中进行（如瑞典的魧sp觟地下实验室）,也可以在特定场址地下实验室中进行（如美国尤卡山的ESF坑道）,它是以往20多年前地下实验室研究中演示阶段的扩展和延伸,是高放废物地质处置研究中最终确认处置库场址的一个必不可少的研究步骤,同时也为处置库地下工程的详细设计提供最接近于当地建库实际的各类技术参数。     

美国高放废物处置库总系统性能评价

本文系统地介绍了美国高放废物处置库总系统性能评价的概念、目的、研究内容、研究方法以及最新研究进展,对我国今后高放废物处置库性能评价工作具有重要的借鉴意义。     

中国高放废物处置库选址中灵敏地质特征的初步确认

本文首先根据中国、瑞士和日本3国高放废物处置概念的相似性，建立中国第一处置库系统性能评价模型；然后通过对9个地质变量在8个事件中的灵敏度分析，初步确认出3个灵敏地质物征。此项研究对中国目前高放废物处置库选址工作有一定的指导意义。     

花岗岩中高放废物地质处置库系统分析方法研究

首先以甘肃北山预选区花岗岩场址为例,提出该场址中高放废物地质处置库概念设计和结构设计,然后以系统分析方法论为基础,描述处置库的系统功能、结构、环境及其演化过程,并以模拟软件GoldSim为工具,建立该处置库演化过程的计算机模型,最后以该计算机模型为模拟实验平台,模拟处置库中辐射毒性时空分布,分析模型中的参数灵敏度,优化设计参数,并预测和评价处置库性能。其研究成果可为合理配置资源和有效协调各研究项目之间关系提供技术支持。     

我国高放废物地质处置库场址筛选总体技术思路探讨

综合对比瑞典、加拿大、芬兰和美国等国高放废物地质处置库场址筛选技术思路,分析国外高放废物地质处置库场址筛选过程中取得的经验、教训,总结了我国处置库选址工作取得的成果和存在的问题。在综合研究基础上,分析提出我国高放废物地质处置库场址筛选总体技术思路,包括应遵循的原则、工作范围、目标和总体技术步骤等,以利于今后处置库选址工作更系统、规范和统一。     

一个高放废物处置库场地特性评价费用的估算

一个高放废物处置库场地特性评价费用的估算高放废物的处置要比中低放废物的处置要求高得多，因此尽管现在已有不少国家建成中低放废物处置场的，但却没有一个国家已建成高放废物处置库的。目前国外大都处在处置库场地的预选阶段，只有少数国家进入场地特性评价阶段。在这...     

内蒙古高庙子膨润土作为高放废物处置库回填材料的可行性

本文简述高放废物处置工程要求和缓冲／回填材料在高放废物深地质处置库中的作用及要求，介绍了内蒙古兴和县高庙子膨润土的性能，认为内蒙古兴和县高庙子膨润土矿床可作为高放废物处置库回填材料的供给基地。     

高放废物地质处置与岩石力学研究

高放废物处置库是一个特殊的深部地下工程,涉及大量的岩石力学问题。笔者简述了我国高放废物处置的技术路线和主要进展,探讨了处置库选址、设计、建造、性能评价中的主要岩石力学问题。     

热-力耦合条件下高放废物处置室间距研究

根据我国高放废物地质处置研究开发规划指南、北山预选区实测地质环境参数和处置库围岩和缓冲材料实测性能参数,采用有限差分计算程序FLAC2D模拟不同处置室间距时高放废物处置库热-力耦合条件下的温度场、应力场和位移场规律。经多方案比较,处置室中线间距为2倍处置室直径时,缓冲材料中的最高温度在95℃左右;由于高放废物释热,引起岩体膨胀,产生热应力,在处置室下角部产生应力集中,但均小于处置库围岩的长期强度;处置库围岩产生的膨胀位移,均在其弹性应变范围内,不会引起处置库围岩破坏。该方案可作为北山预选区建造高放废物处置库的参考依据。     

我国高放废物深地质处置战略规划探讨

本文探讨我国高放废物地质处置的战略规划，提出我国高放废物处置库的开发可参考采用“三步曲”式的技术路线，即处置库选址和场址评价一特定场址地下实验室研究一处置库建设。处置库的选址和场址评价工作可与地下实验室研究的相关工作结合。以2040年前后建成处置库为目标，把工作划分为4个阶段，即选址和场址评价阶段、场址确认和地下实验室建设阶段、现场实验和示范处置阶段及处置库建设阶段，规划出各阶段的工作目标和工作内容。论证各项工作内容之间的逻辑关系，指出选址和场址评价是基础、基础研究和地下实验室研究是支撑、性能评价是“指挥棒”、设计并建造出符合标准的处置库是目标。将选址工作划分为预选地段对比、预选场址对比和场址确认3个阶段。按此规划设想，我国将在2015年以前确定处置库和地下实验室的场址，并开始建造地下实验室。2025年左右建成地下实验室，2040年建成处置库。     

根据地球物理场特征评价核废物处置场址——对疏勒河断裂带稳定性评价

以疏勒河断裂带中段及其以北的北山地区遥感地质图象特征为基础，从该地区地球物理场（包括磁场、电磁场、射气场和地温场）特征的角度，对建造高放废物处置库的稳定性进行评价，得出结论：疏勒河断裂带中段及其北山地区的地质稳定性较好，是高放废物处置库选址的有利地区。     

高放废物处置库预选区新构造运动特征

新构造活动强烈程度是高放废物处置库场址评价的一个重要指标。本文阐述新构造研究的指导思想、方法及其在高放废物处置库选址中的应用。通过东天山地区南、北地段对比研究,选出了在新近纪时期构造环境相对稳定或新构造活动强度相对微弱的东天山南部地区,作为高放废物处置库基地。研究结果表明它对场址评价是有意义的。     

基于结构面综合指标的岩体质量评价及应用

岩体结构面是处置库中核素迁移的关键通道,也是各种岩体质量评价的重要指标。鉴于高放废物处置库工程的安全等级、服务年限及围岩体力学特征,在深入分析传统的岩体质量评价方法及节理和断层等结构面对处置库安全性、可靠性产生的重要影响的基础上,建立一种基于多维度、多尺度结构面综合指标SCE的岩体质量评价方法。以中国高放废物处置库天湖地段岩体地表结构面调查和钻孔数据为依据,采用SCE指标对天湖岩体质量进行评价。实例分析表明:该指标克服了传统的单一指标对岩体结构面评价的不足,可以更便捷、准确、客观地体现结构面发育程度及岩体完整性,与现实情况更为符合。研究结果既可为处置库设计中的渗流特性和核素迁移规律研究提供科学、合理的依据,也可为建立一套适用于高放废物处置库场址筛选和适宜性评价体系提供一定参考。     

极低放废物处置方法分析

对于放射性活度浓度很低,但又不得不管理的极低放废物,目前国际上对此并没有明确的可操作性定义,对极低放废物的处置方式也还在探索中。由于极低放废物含有一定量具有物理性和生物性的放射性核素,考虑到政治、社会及公众接受心理等因素,在参考低中废物管理模式基础上,按危险废物处置标准处置建造专门的处置库处置极低放废物是可行的。     

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。     

世界高放废物地质处置库选址研究概况及国内进展

高放废物是核能事业发展的必然产物。它的安全处置是核能事业持续发展的前提 ,已受到世界各国的高度重视。文中阐述了高放废物深地质处置的一般概念。同时重点介绍了世界上一些国家处置库选址研究的主要内容和研究进展 ,例如 ,美国把处置库建造过程分为场地推荐、场地的特征评价、处置库场地的选择和批准、领取场地执照和处置库建造设计的审批、处置库的建造 5个阶段 ;德国的选址研究工作包括地电和地热研究 ,重力、地震、地球化学、水文地质、同位素地球化学及微生物研究等 ;瑞典在花岗岩中建成了地下实验室 ,并制定了实验室的总体研究目标等等。另外也介绍了中国在甘肃省北山进行的高放废物地质处置库选址工作的情况 ,研究表明北山地区为一地壳稳定区 ,也是地下水贫水区且地下水流速缓慢 ,有利于处置库的建造 ,进一步的地面地质、水文地质勘察工作及钻探工程工作正在进行中。伴随着这些工作的完成 ,中国将大大缩短在高放废物地质处置研究方面与发达国家的距离。     

高放废物地质处置阿拉善预选区工程地质适宜性评价

区域工程地质适宜性评价是高放废物处置库选址的关键问题之一。基于ArcGIS平台,采用综合指数模型对我国高放核废物处置库阿拉善预选区进行了区域工程地质适宜性评价。在现场工程地质调查与资料系统收集的基础上,综合考虑了核废料选址的特殊目的和要求,比选确定岩性、断裂构造、地震、构造应力、地形变作为阿拉善区域工程地质适宜性评价的因子。利用专家-层次分析法确定了各评价指标的权重,基于评价指标及权重的确定,按适宜性好、适宜性较好、适宜性中等、适宜性较差和适宜性差5个级别对阿拉善区域进行了工程地质适宜性分区。评价分区结果为阿拉善预选区高放废物处置适宜性地段选取提供了依据,其中的塔木素和诺日公区段是适宜性良好的两个地段,进一步的选址工作可在这两个地段开展。     

放射性核素有机迁移形式与性能评价

人们在以往的性能评价中大多注意地下水中放射性核素的无机迁移形式,而对其有机迁移形式则关注不够,这无疑会影响处置库系统性能评价的置信度。本文重点讨论了天然有机质在地下水中的分布及其对高放废物处置库系统性能评价的可能影响。最近研究结果表明：黏土岩一般为不透水层,DOC、HA和FA在黏土岩孔隙水中的质量浓度要远比在花岗岩地下水中的高。因此,对黏土岩中的预选场址要十分关注放射性核素有机迁移形式及其对性能评价的影响。花岗岩地下水中虽然DOC甚低,但是否可完全不考虑放射性核素有机迁移形式对性能评价的影响,现在未作定论,尚在进一步研究之中。     

基于BQ系统的阿拉善巴彦诺日公NRG01号钻孔岩体质量评价

高放废物深部地质处置目前受到世界各国的高度重视,处置库围岩岩体质量评价是高放废物处置库选址的关键问题之一。文章基于BQ系统对我国高放废物地质处置库阿拉善预选区巴彦诺日公NRG01号钻孔进行了岩体质量评价。NRG01号孔钻孔资料丰富,采用岩芯编录、波速测井、水压致裂地应力测量及岩石波速测试、单轴压缩试验等多种方法手段相结合的方式获取了BQ评价系统中的各个参数。评价过程中,综合考虑了岩体坚硬程度、完整程度及地下水、软弱结构面、初始地应力等因素对围岩稳定的影响。根据计算的[BQ]值对岩体质量进行评价并与RQD评价结果进行对比。评价结果表明,NRG01号孔岩体质量较好,Ⅰ级和Ⅱ级岩体占90%,410~500 m的岩体范围可作为处置库建设的目标岩体。[BQ]值与RQD值所得的岩体质量评价结果一致性良好,但由于BQ系统考虑的影响因素更为全面,评价结果更为精细。本次评价可为巴彦诺日公地段高放废物地质处置库场址比选及处置库目标岩体选择提供依据。