核廢物處置庫頂蓋毛細屏障中水分流動的實驗研究.pdf

1、當今世界,原煤、石油、天然氣等能源日益緊缺,世界各國都面臨著能源危機,核能越來越得到世界各國的重視,核能必定會有一個更大規(guī)模的發(fā)展。但隨著核能的廣泛利用,必將產生越來越多的核廢物,核廢物的如何安全處置成為人們日益關注的焦點。 目前核廢物處置多采用地質處理方法。核廢物經過加工處理后,再放入處置庫與外部環(huán)境隔離,盡量避免水分進入處置庫。頂蓋是放射性廢物近地表處置庫的重要工程屏障。毛細屏障是頂蓋中一個非常重要的部分,一般由細顆粒介質的

2、下面鋪設粗顆粒介質而成的。當水分入滲到粗-細顆粒介質交界面上方時,由于毛細作用使得水分不能從細顆粒介質層進入粗顆粒介質層,從而在界面上方積累,如果界面有-定坡度,水分會沿著界面橫向傳導。本文以噴淋強度、界面坡度和粗砂層厚度為影響因素,系統(tǒng)地展開了其對毛細屏障的效應研究。 通過設計箱體實驗,研究在非飽和狀態(tài)下,以不同的噴淋強度表征不同的降雨情況,分析了其對毛細屏障的影響作用。設定5、15、20和25 mm/d的噴淋強度,測量水分經

3、過粗-細砂介質交界面的相對繞流量。結果表明,在粗砂的厚度不變的前提下,噴淋強度越大,相對繞流量越少,毛細屏障的作用越弱。 研究了粗石英砂的厚度對毛細屏障的影響情況。設定1mm,3mm,5mm,7mm,15mm和30mm等粗石英砂層厚度,在給定噴淋強度下,結果表明繞流量隨著粗砂層的厚度增加而增加,證實了粗顆粒介質層的厚度越大,越有利于水分繞流現(xiàn)象的發(fā)生。同樣,增加毛細屏障的傾斜度,可以增強毛細屏障的阻水能力。 在對相對繞流