高放废物深地质处置：回顾与展望

文章对我国高放废物地质处置研究的历史进行了回顾,并对未来发展进行了展望。我国的高放废物深地质处置研究开发从1985年开始,迄今为止可初步分为3个阶段：①起步和跟踪研究阶段（1985～1998）;②逐步发展阶段（1999～2005）;③政府规划指导阶段（2006至今）。20多年来,我国在国家法律法规、战略规划、选址、工程屏障、核素迁移研究等方面取得了显著进展。我国已经提出在2020年前建成地下实验室、21世纪中叶建成高放废物处置库的目标。研究开发和处置库工程建设分成3个阶段：试验室研究开发和处置库选址阶段（2006～2020）;地下现场试验阶段（2021-2040）和处置库建设阶段（2041～本世纪中叶）。经过全国筛选对比,已初步选定甘肃北山地区为重点预选区,系统的场址评价工作正在进行。已确定采用膨润土作为处置库的回填材料,并初步确定内蒙古高庙子膨润土为我国高放废物处置库的首选缓冲回填材料。工程设计、核素迁移研究和安全评价也取得了一定进展。1999年起与国际原子能机构开展了3期高放废物地质处置技术合作项目,对提高我国的技术水平起到了积极作用。20多年的研究开发工作为我国在21世纪完成高放废物地质处置任务奠定了基础。     

地球的排烃作用

地球的排烃作用杜乐天，王驹，黄树桃（核工业北京地质研究院，北京１０００２９）关键词地球排烃作用，地幔流体在地幔流体研究中首先使人想到的是岩浆或熔体，中外许多研究者并进行了大量深入的工作；岩浆无疑是地幔流体中重要的研究对象。不过随着这方面工作的开展，觉...     

甘肃北山南带沙枣园复式岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

北山南带沙枣园复式岩体由中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩、中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩4个岩相单元组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩侵位于晚二叠世(252.1±1.9Ma、252.2±2.1Ma和248.8±3.5Ma),为海西晚期的产物;而中粗粒黑云母正长花岗岩侵位于早三叠世(246.4±2.0Ma),为印支早期的产物。该花岗质岩石均具有稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著特征。中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩具有较高的SiO₂、Al₂O₃和Na₂O含量,以及较低的MgO含量,强烈富集Sr而亏损Yb和Y,具轻微的铕异常(δEu=0.75～1.16),表现出典型的埃达克岩特征;中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩总体富硅(SiO₂)、富钾(K₂O)、富碱(K     

甘肃北山旧井岩体BS03号钻孔岩石地球化学特征

文章对旧井岩体BS03号钻孔的岩石学、岩石化学以及同位素地球化学特征等进行了研究。结果表明:BS03号钻孔所见的主要岩石类型为似斑状二长花岗岩,其次为英云闪长岩、石英闪长岩及中粗粒花岗岩、伟晶岩、细晶岩等。似斑状二长花岗岩、黑云母花岗岩以及英云闪长岩的铝碱指数(ASI)为1.0左右,均为准铝质;而石英闪长岩的铝碱指数(ASI)仅为0.66~0.68,表现为明显的铝不饱和。上述各类岩石均表现为I型花岗岩的稀土配分曲线特征,且其稀土配分曲线总体较为相似,说明它们之间具有一定的成因联系。Nd、Sr同位素地质特征揭示:该区花岗岩的成岩物质来源于下地壳,并可能有上地幔物质的介入。     

双电层理论与高庙子膨润土的体变特征

黏性土中土体颗粒（矿物颗粒）带有负电荷,周围存在电场。在静电引力与布朗运动（热运动）作用下,紧邻土体颗粒表面处静电引力最强,水化离子和极性分子牢牢地被吸附在颗粒表面附近形成固定层。由固定层向外,静电引力逐渐减小,水化离子和极性分子的活动性逐渐增大,形成扩散层。固定层和扩散层中的阳离子（反离子层）与土粒表面负电荷共同构成双电层。根据双电层理论,当给定两个黏土片层之间的距离时,渗透压力可以由两个片层中轴线处的离子浓度来求取。同样,对于给定的渗透压力和中轴线处的离子浓度,便可以确定两个片层之间的距离。采用渗析法吸力控制技术与压汞仪法（MIP）微观结构试验手段,研究了低吸力范围内、自由膨胀条件下高压实高庙子膨润土的土水特性与体变特征,同时采用双电层理论估算了高庙子膨润土水化过程中的自由膨胀量,并将估算值与试验实测值进行了对比分析。在使用孔率计法试验结果求取试样孔隙比时考虑了压汞仪出力能力影响,采用线性延伸方法估算了残余孔隙量。研究结果显示,低吸力范围内,由双电层理论,估算的高压实高庙子膨润土的自由体积膨胀量与试验数据吻合较好,但随着吸力的进一步减小,两者之间的误差有增大的趋势,文中对出现这一偏差的原因进行了分析探讨。     

高放废物地质处置库预选缓冲材料压缩性能研究

缓冲材料是高放废物深地质处置多重屏障系统中非常重要的一道人工屏障，内蒙古高庙子钠基膨润土被确定为我国高放废物深地质处置缓冲材料的首选基料。通过研究该钠基膨润土（GMZ01）在不同含水量条件下的压实成型性、不同压实干密度和不同含水量压实样品的无侧限压缩性能，认为：含水量为15％的高庙子天然钠基膨润土压实成型性最好，压实干密度越大，无侧限抗压强度越大；在无侧限压缩实验时，含水量为15％的高密度压实膨润土样品比含水量为10％和20％的样品的抗压强度大，变形小。     

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。     

甘肃北山区域地下水流动特征

根据野外水文地质调查及研究资料,结合我国高放核废物地质处置库甘肃北山预选区的区域水文地质特征,从地下水循环角度分析了区域地下水流动系统与局域地下水流动系统模式。     

高压实高庙子膨润土研究进展

高放废物深地质处置中,缓冲/回填材料系统起着工程屏障、水力学屏障、化学屏障,以及传导和散失放射性废物衰变热等重要作用,是高放废物地质处置库长期安全性和稳定性的有效保障。前人研究表明,膨润土是理想的缓冲/回填材料。本文在归纳总结压实膨润土相关室内试验研究成果的基础上,采用水汽平衡法和渗析法吸力控制技术,借助恒体积膨胀法等试验手段,试验研究了自由膨胀与侧限两种条件下,高压实高庙子膨润土的土水特征及膨胀力发展规律。结果表明,低吸力范围内,高压实高庙子膨润土在自由膨胀和侧限条件下的土水特征存在明显差异。膨胀力随时间的变化曲线是一条渐近线,而时间/膨胀力与时间之间存在很好的线性关系;膨胀力和干密度之间存在指数关系,干密度是影响膨胀力的一项重要的外部因素。     

气体地球动力学—一个重要的研究新方向

地球科学发展到今天,已要求从昔日的固体地球观向新的流体地球观转变。在动力学中流体才是最活动的因素。广义流体的含义指浆、液、气。固体只有渗透一定量的浆、气、液三者之一才有流动的可能或其应变速率加快。浆、液(主要是水)、气三者的动力学功能并不等同。无论是浆还是液均乃气的派生产物,没有气体则不可能形成浆或液。硅酸盐岩石的固体热传导微不足道。因此,在流体地球动力学中气体地球动力学乃是最有决定意义的核心问题。此气体是指地幔条件和环境中的气体,它和地壳、地表上的气体有很大不同。