[发明专利]利用柔性壁渗透仪获得粘土中核素迁移参数的实验方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤分析方法的研究技术领域，特别是涉及一种利用柔性壁渗透仪快速获得粘土中核素迁移参数的实验技术方法，可用于核素迁移参数测试领域。

背景技术

核素在粘土介质材料中的迁移行为研究为放射性废物处置库设计、选址、建造及安全评价提供技术依据。目前研究核素迁移的主要方法有室内实验、模拟计算和现场试验三种，在通过室内实验和现场试验获得核素迁移相关参数的基础上，利用数值模拟计算评估长时间后核素的运移状况。然而由于粘土类介质材料的低渗透性和对核素的强吸附性，使得采用传统室内实验(柱法、扩散池法、毛细管法等)技术获得核素迁移参数实验周期十分漫长，往往需要几个月甚至更长时间。本发明提出了一种快捷简便获取核素在粘土类介质材料中迁移参数的测量方法，节约了时间和成本。

文献对比分析表明，本发明提出的柔性壁渗透仪快速获得粘土中核素迁移参数的实验技术方法，在国内外相关领域未发现与该发明原理相同的专利及文献。

发明内容

本发明的目的是：提供一种快速获取核素在膨润土等粘土类介质材料中迁移参数的技术方法，具有实验周期短、测量精度高、操作简单等优点。

本发明的技术方案：利用柔性壁渗透仪获得粘土中核素迁移参数的实验方法，该实验方法包括下述步骤：

一、将粘土类材料压制成确定干密度的多个圆柱型样品，分别放入柔性壁渗透仪压力室中饱和；饱和完成后，在样品底部均匀加入示踪核素，设定不同压力开展实验，出口处定时收集渗出液，计算渗流速率；

二、当最高压力下样品的渗出液中出现示踪核素时，停止实验，将各样品取出沿轴向切割呈1mm薄片，消解，测量核素浓度，获得多组核素沿土柱轴向核素浓度分布曲线；

三、实验计算：1、该实验为一维迁移模型，源项为脉冲源，则核素在土柱中的迁移规律可采用一维对流-弥散方程来表示：

∂C∂t=DRd∂2C∂z2-uRd∂C∂z-λC---(1)]]>

式中：D—水动力弥散系数，cm²/s；C—核素在水中的浓度，g/mL；u—土柱中水的孔隙流速，cm/s；R_d—阻滞系数；λ—核素放射性衰变常数，1/s；z—轴向距离，渗流方向为正，加源处为0，mm；t—时间，s；

该实验条件下，源项采用脉冲源，初始边界条件为：

C(x,t)|_t＝0＝0，C(x,t)|_t→∞＝0，(2)

∫0∞Cndx=m---(3)]]>