ICRP辐射防护体系在放射性废物地质处置中的应用

1

作者 刘旭东 《辐射防护》 北大核心 2025年第S1期26-31,共6页

通过回顾国际放射防护委员会(ICRP)第46、64、77、81、122号出版物中的相关内容,系统介绍了放射性废物地质处置辐射防护中的重要概念及其发展历程以及ICRP 2007年建议书中辐射防护体系在放射性废物地质处置中的应用。结合国际基本安全... 通过回顾国际放射防护委员会(ICRP)第46、64、77、81、122号出版物中的相关内容,系统介绍了放射性废物地质处置辐射防护中的重要概念及其发展历程以及ICRP 2007年建议书中辐射防护体系在放射性废物地质处置中的应用。结合国际基本安全标准相关内容和我国地质处置标准导则现状,讨论了辐射防护体系和地质处置标准导则之间的内在联系及其相互促进的支撑关系。 展开更多

关键词 放射性废物管理 地质处置 辐射防护 基本安全标准

在线阅读 下载PDF 职称材料

高放废物处置北山预选区地下水化学形成机制模拟研究

2

作者 李杰彪 周志超 +2 位作者 郭永海 吉子健 梁修雨 《地质科技通报》 北大核心 2025年第4期340-353,共14页

研究地下水化学特性对于高放废物处置库选址和长期性能安全评价是十分必要的。采用水文地球化学综合分析和模拟方法,探讨了我国高放废物处置库预选区甘肃北山地区基岩裂隙水的基本化学特征、水平分带性以及不同水文地质区水化学形成机... 研究地下水化学特性对于高放废物处置库选址和长期性能安全评价是十分必要的。采用水文地球化学综合分析和模拟方法,探讨了我国高放废物处置库预选区甘肃北山地区基岩裂隙水的基本化学特征、水平分带性以及不同水文地质区水化学形成机制。结果表明:区内地下水化学类型主要为Cl·SO_(4)-Na型和SO_(4)·Cl-Na型,pH值多在7.5~8.3之间。基岩裂隙水对岩盐、石膏、萤石、绿泥石以及长石类等矿物多处于未饱和状态,而对黏土类矿物则多处于过饱和状态。从补给区到排泄区,基岩裂隙水化学分布表现出较为明显的水平分带性。马鬃山一带是区域地下水主要补给区,地下水矿化度低,水化学组分形成主要受溶滤作用控制;沉积盆地是地下水主要排泄区,地下水矿化度高,水化学组分形成主要受蒸发作用控制;在径流区,地下水化学形成主要受岩盐、石膏等矿物的溶解控制,而碳酸盐类和硅酸盐类矿物的溶解或沉淀作用微弱。该区基岩裂隙水化学形成主要受蒸发浓缩作用及水−岩相互作用的影响和控制,该结果为高放废物处置库选址提供了地下水化学基础信息和数据。 展开更多

关键词 水文地球化学模拟 形成机制 地下水化学特征 高放废物处置 北山地区

在线阅读 下载PDF 职称材料

热-水-力多场耦合下高放废物处置库核心处置单元间距设计研究

3

作者 张奇 王驹 +3 位作者 刘江峰 曹胜飞 谢敬礼 成建峰 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2626-2638,共13页

高放废物核心处置单元在热-水-力耦合条件下的长期性能对于现场试验及处置库概念设计具有重要意义。以核心处置单元为研究对象,构建了相应热-水-力多场耦合模型,借助有限元数值模拟软件COMSOL Multiphysics,开展了不同处置方式下高放废... 高放废物核心处置单元在热-水-力耦合条件下的长期性能对于现场试验及处置库概念设计具有重要意义。以核心处置单元为研究对象,构建了相应热-水-力多场耦合模型,借助有限元数值模拟软件COMSOL Multiphysics,开展了不同处置方式下高放废物核心处置单元三维数值模拟研究。模拟结果表明,当竖直处置1个、2个和3个废物罐时,单场传热模拟下处置单元最小处置间距比热-水-力耦合下更大,这是因为单场传热模拟,不考虑缓冲材料吸水饱和度升高,缓冲材料热传导系数偏小所致,但单场传热模拟得出的处置间距,对于处置单元是偏安全的。随着处置坑内废物罐个数的增加,废物罐的平均处置面积略有增加,热场分析结果表明,一个处置坑处置一个废物罐时最能节省处置面积。当采用水平处置时,处置单元内热量向外传输比竖直处置时要慢,热场分析结果表明,竖直处置更能节省处置面积。 展开更多

关键词 高放废物地质处置 处置库概念设计 热-水-力耦合 数值模拟 传热

在线阅读 下载PDF 职称材料

黏土矿物-生物复合胶体影响放射性核素迁移行为与机理研究进展

4

作者 唐清枫 徐真 +4 位作者 孙亚楼 张奇 谭琪 潘多强 吴王锁 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第1期1-16,I0001,共17页

深入认识和科学评价放射性核素的迁移行为对核环境安全评价和放射性污染场地高效清除和修复策略的设计具有重要意义。环境胶体的存在会影响放射性核素的迁移行为,如何有效控制和阻滞放射性核素在环境中的迁移和预测其潜在的危害已成为... 深入认识和科学评价放射性核素的迁移行为对核环境安全评价和放射性污染场地高效清除和修复策略的设计具有重要意义。环境胶体的存在会影响放射性核素的迁移行为,如何有效控制和阻滞放射性核素在环境中的迁移和预测其潜在的危害已成为一项紧迫的工作。尽管已认识到胶体的存在会影响放射核素的吸附模式和迁移规律,但真实天然环境中胶体种类繁多,黏土矿物和微生物等会形成黏土矿物-生物复合胶体,这些复合胶体与放射性核素相互作用使得迁移行为的预测和迁移机理的分析变得更为复杂。本文先概述了胶体与放射性核素迁移行为,重点阐释了影响胶体和放射性核素迁移行为的关键因素及其作用机理,然后论述了影响胶体迁移的主要检测手段和分析方法,旨在为核环境安全评价和核应急下有效净化修复放射性污染提供理论依据和技术支持。 展开更多

关键词 核素迁移 环境胶体 放射性污染修复 相互作用机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

^(238)U、^(232)Th、^(226)Ra、^(137)Cs在北山合头草中的转移系数研究

5

作者 凌辉 夏子通 +2 位作者 赵伟 马明清 吴鹏 《辐射防护》 北大核心 2025年第4期410-418,共9页

放射性核素从土壤到植物的转移系数是高放废物地质处置生物圈评价模型的关键参数之一,其取值和不确定性对评价结果影响较大。为获取北山地下实验室场址的转移参数及不确定性水平,选取了场址范围内优势植物——合头草,开展了放射性核素... 放射性核素从土壤到植物的转移系数是高放废物地质处置生物圈评价模型的关键参数之一,其取值和不确定性对评价结果影响较大。为获取北山地下实验室场址的转移参数及不确定性水平,选取了场址范围内优势植物——合头草,开展了放射性核素从土壤到植物的转移系数研究。通过对北山场址范围内代表性区域土壤和合头草样品的采集和分析,获得了土壤和合头草样品中天然放射性核素^(238)U、^(232)Th、^(226)Ra和人工放射性核素^(137)Cs从土壤到合头草根部、茎部、叶部的转移系数及其不确定性水平。结果表明,天然放射性核素^(238)U、^(232)Th、^(226)Ra在合头草茎部的转移系数高于根部和叶部,人工放射性核素^(137)Cs在合头草根部的转移系数大于茎部和叶部;天然放射性核素^(238)U、^(232)Th、^(226)Ra转移系数的波动范围在1个数量级之内,人工放射性核素^(137)Cs的波动范围达到2个数量级;合头草各部位的核素转移系数波动范围呈现出叶部显著高于茎部和根部的特点。 展开更多

关键词 高放废物地质处置 北山 安全评价 生物圈评价 转移系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合数值模拟研究 被引量：1

6

作者 赵敬波 曹胜飞 +4 位作者 李杰彪 陈亮 COLLIN Frederic 刘月妙 张奇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1712-1722,共11页

缓冲材料作为填充在废物罐与地质体之间重要的人工屏障,对高放废物处置库的长期安全至关重要。以工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合大型模型试验系统(China-Mock-up)为研究对象,采用有限元数值模拟软件LAGAMINE,考虑试验过程中复杂的边... 缓冲材料作为填充在废物罐与地质体之间重要的人工屏障,对高放废物处置库的长期安全至关重要。以工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合大型模型试验系统(China-Mock-up)为研究对象,采用有限元数值模拟软件LAGAMINE,考虑试验过程中复杂的边界条件与材料属性,实现了近5 a试验数据的定量模拟。模拟结果可准确预测试验系统内部不同特征点温度随室温周期性波动及线性增长这一动态变化规律;能够较好反映不同特征点相对湿度随时间的行为演化趋势,在加热器附近区域呈现出先干燥后饱和的现象,远离加热器区域则逐渐增大;模拟的总应力与实测试验数据间表现较好地一致性,能够反映试验台架内部不同特征点的总应力随时间逐渐增大这一演化过程。揭示了多场耦合条件下缓冲材料(膨润土)温度、湿度及应力的相互作用关系,为深入认识处置库环境下缓冲材料行为演化特征提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 缓冲材料 China-Mock-up试验 热-水-力多场耦合模拟 高庙子膨润土

在线阅读 下载PDF 职称材料

准脆性岩石断裂问题的准键有限元法

7

作者 朱其志 刘武 +2 位作者 赵星光 张仁杰 周廷昱 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期78-87,106,共11页

为解决全域准键方法(QBM)结构分析计算和内存开销较大的问题,将QBM与有限元法(FEM)相结合,提出新的准键有限元法(QBFEM)。QBFEM采用统一的线性单元进行空间离散,将初始裂隙区和潜在损伤区设置为准键区域,进行连续不连续数值分析,在材料... 为解决全域准键方法(QBM)结构分析计算和内存开销较大的问题,将QBM与有限元法(FEM)相结合,提出新的准键有限元法(QBFEM)。QBFEM采用统一的线性单元进行空间离散,将初始裂隙区和潜在损伤区设置为准键区域,进行连续不连续数值分析,在材料无损区域采用有限元分析,且过渡区无需设置耦合区域。利用QBM和QBFEM对不同数量级网格结构进行刚度矩阵组装运算,验证了QBFEM的数值高效性和计算准确性。单孔平板拉伸、预制单裂缝平板剪切和静水压力下无损重力坝分析表明,QBFEM能够准确捕捉固体材料I型裂缝的萌生与扩展。 展开更多

关键词 准键方法 准键有限元耦合 准脆性材料 裂隙演化

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部水文地质学裂隙渗流研究挑战与进展

8

作者 董艳辉 王礼恒 +4 位作者 张倩 周志超 文冬光 李守定 万力 《地学前缘》 2026年第1期296-312,共17页

深部水文地质学是地球科学领域近年来快速发展的前沿方向,主要聚焦于地下数百米至数千米深度范围内的基岩裂隙含水系统。随着我国深部资源能源开发、环境保护与空间利用需求的不断增加,对深部地下水系统的认知程度与调控能力已成为支撑... 深部水文地质学是地球科学领域近年来快速发展的前沿方向,主要聚焦于地下数百米至数千米深度范围内的基岩裂隙含水系统。随着我国深部资源能源开发、环境保护与空间利用需求的不断增加,对深部地下水系统的认知程度与调控能力已成为支撑国家战略的关键科技问题。本文系统综述了深部水文地质学的研究进展,重点阐述了深部裂隙介质渗流的关键科学问题、研究方法与工程实践。首先,提出了深部水文地质学核心科学问题:深部地下水的来源与年龄、深浅层水循环相互作用机制、高度非均质含水系统表征、深部流体与工程相互作用以及深部生物圈影响。其次,系统梳理了深部裂隙介质渗流研究的关键方法与技术,包括实验室尺度的高精度观测与测试技术、现场实验与长期监测手段、多尺度数值模拟与多场耦合建模技术,以及多学科集成与人工智能研究范式。第三,聚焦典型工程背景,深入探讨了四类深部水文地质问题的研究进展:(1)深部低渗岩体裂隙渗流,以高放废物地质处置为例,分析了北山预选区深部地下水系统特征与水文循环模式;(2)深部低渗岩体裂隙溶质运移,以页岩气水力压裂为例,探讨了深部流体向上迁移的水文地质控制机制;(3)深部流体反应溶质运移,以深层碳酸盐岩储集空间为例,揭示了深部热液流体对储层改造的主控作用;(4)深部裂隙热流耦合,以增强型地热系统开发为例,分析了多场耦合作用下储层裂隙演化与热开采持续性的主控机制。最后,展望了深部水文地质学六大未来研究方向,包括深部观测技术系统建设、高精度裂隙渗流建模、多场耦合模拟能力提升、地球物理成像与水文融合、高分辨率水化学分析以及人工智能与大数据集成。本文对深部水文地质学理论、方法与应用的全面总结,旨在为高放废物地质处置、页岩气开发、二氧化碳地质封存、增强型地热系统以及深层至超深层油气资源开发等深部地质工程提供理论指导与技术支撑,为深部地下水资源的可持续管理与环境安全评价提供科学基础。 展开更多

关键词 深部地质工程 深部水文地质学 裂隙渗流 多场耦合 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

南部沿海基岩地区地表风化层渗透特性研究 被引量：1

9

作者 付馨雨 李杰彪 +2 位作者 吴群 李同同 赵敬波 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2022年第6期230-237,共8页

[目的]研究基岩地区地表风化层渗透特性,寻求其渗透系数的确定方法,可为孔隙—裂隙岩体地下工程的性能评价提供科学依据。[方法]以中国南部沿海花岗岩为研究对象,采用张力入渗仪,重点针对基岩风化层开展入渗试验研究,利用非线性回归法... [目的]研究基岩地区地表风化层渗透特性,寻求其渗透系数的确定方法,可为孔隙—裂隙岩体地下工程的性能评价提供科学依据。[方法]以中国南部沿海花岗岩为研究对象,采用张力入渗仪,重点针对基岩风化层开展入渗试验研究,利用非线性回归法、多压力法、WS方法以及瞬态方法中的单盘测定法计算渗透系数,开展不同方法的综合对比与地质统计分析,确定研究区场地基岩表层风化层的渗透系数及其空间分布规律。[结果]①研究区基岩全风化层渗透系数分布在0.023~3.918 m/d,平均渗透系数约为0.971 m/d,与经验值相符;②研究区地形较高处基岩风化层渗透能力相对较强,地形较低处渗透能力较弱;③不同计算方法获得的渗透系数存在一定的差异性;④多压力方法更适合研究区基岩风化层渗透系数的确定。[结论]研究区基岩风化层渗透系数可采用张力入渗仪和多压力方法确定,其渗透性能整体较弱。 展开更多

关键词 基岩风化层 张力入渗仪 花岗岩地区 渗透系数 入渗试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于土壤氡气测量识别甘肃北山南缘隐伏断裂 被引量：13

10

作者 李杰彪 周志超 +2 位作者 云龙 苏锐 郭永海 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2240-2250,共11页

我国高放废物地质处置库首选预选区位于甘肃北山南缘,区内分布有多条大型非活动断裂构造,这些断裂很可能成为未来放射性核素迁移的主要通道。断裂在向地表延伸过程中,受第四系覆盖等因素影响,造成关键构造部位隐伏地下而难以识别。本文... 我国高放废物地质处置库首选预选区位于甘肃北山南缘,区内分布有多条大型非活动断裂构造,这些断裂很可能成为未来放射性核素迁移的主要通道。断裂在向地表延伸过程中,受第四系覆盖等因素影响,造成关键构造部位隐伏地下而难以识别。本文以北山地区新场地段南部红旗山和前红泉断裂为研究对象,采用土壤中氡气测量方法,探讨了大型断裂构造中隐伏段落的识别及其指示的水文地质意义。结果表明:土壤中氡气测量对于识别北山南缘隐伏断裂具有很好的指示意义,是传统地质调查方法的一种重要补充;红旗山和前红泉断裂裂隙系统整体开启性均较差,裂隙系统不发育,影响范围较小,不具备形成较大规模储水空间的可能性。不同断裂带土壤氡浓度背景值差异较大,可根据土壤氡浓度累积频率分布图确定背景值;土壤氡浓度等值线分布图对判断隐伏断裂位置具有一定的指示作用。对于压剪性断裂而言,主断裂多沿氡气高异常与低异常边界分布或表现为氡气中等异常,而两侧的次级断裂表现为氡气高异常。 展开更多

关键词 氡气测量 隐伏断裂 水文地质 高放废物地质处置 北山地区

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于离散裂隙网络模型的地下水流并行模拟方法 被引量：2

11

作者 赵敬波 刘健 +3 位作者 周志超 季瑞利 张明 付馨雨 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期55-64,共10页

裂隙水表现为强烈的非均匀性和各向异性,而离散裂隙网络模拟方法是目前国际上公认描述裂隙水流动规律最为合理、有效的方法之一。以我国高放废物地质处置地下实验室花岗岩场址为研究对象,借助高性能数值计算服务器集群及并行程序,提出... 裂隙水表现为强烈的非均匀性和各向异性,而离散裂隙网络模拟方法是目前国际上公认描述裂隙水流动规律最为合理、有效的方法之一。以我国高放废物地质处置地下实验室花岗岩场址为研究对象,借助高性能数值计算服务器集群及并行程序,提出了场址岩体离散裂隙网络渗流并行模拟方法。结果表明,该方法可实现千万级别模型网络单元离散裂隙网络渗流精细化模拟,提升了程序处理复杂问题的计算效率及能力;建立了离散裂隙网络模型结构优化与实际情景条件下边界参数赋值方法,保障了场址水文地质评价过程中不同尺度模型水位信息的有效传递;模拟区域地下水位沿着裂隙呈网状结构分布,呈现从南向北流动的趋势,连通裂隙间的水位呈现从高到低的连续变化,非连通裂隙的水位是非连续的;地下水是沿着导水裂隙流动,裂隙网络的连通性及渗透性对地下水流动特性影响明显。离散裂隙网络渗流并行数值模拟可以更为精细反映裂隙地下水动力场特征,进一步提升裂隙介质渗流模拟预测能力,这对深化裂隙水流动规律的认识具有重要意义。 展开更多

关键词 裂隙岩体 离散裂隙网络 并行模拟 高放废物地质处置

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于NSMC方法的某核工程场地裂隙地下水数值模拟不确定分析 被引量：3

12

作者 赵敬波 周志超 +5 位作者 潘跃龙 叶浩 吴群 郭永海 李杰彪 付馨雨 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期625-638,共14页

裂隙介质渗透结构表现为高度的非均质性与各项异性。为了科学有效地预测某核工程场地裂隙地下水的流动规律,揭示裂隙岩体地下水的渗流特性,笔者等采用Pilot Point调参方法与null space Monte Carlo方法(NSMC),开展了裂隙岩体渗透结构的... 裂隙介质渗透结构表现为高度的非均质性与各项异性。为了科学有效地预测某核工程场地裂隙地下水的流动规律,揭示裂隙岩体地下水的渗流特性,笔者等采用Pilot Point调参方法与null space Monte Carlo方法(NSMC),开展了裂隙岩体渗透结构的不确定性分析研究,构建了符合实际水文地质条件的多个渗流数值模型集合。结果表明:该方法获得的各个实现地下水位模拟结果能够与实际观测数据较好吻合,可反映工程场地裂隙地下水动力特征与流动趋势;各个实现的参数化渗透结构在空间上存在一定的差异性,但整体变化趋势是保持一致的,渗透参数的不确定性表现为在实测数据分布区域相对较低,钻孔空白区域相对较高;该方法可以弥补单一、确定性模拟结果在表征裂隙介质渗透结构方面的局限性,有效地降低模型参数的不确定性与随机性。此方法对进一步提升裂隙岩体渗流模拟精度与预测能力,深化裂隙地下水迁移规律的认识具有重要的意义。 展开更多

关键词 裂隙岩体 渗透结构 null space Monte Carlo方法 不确定分析 Pilot Point方法

在线阅读 下载PDF 职称材料