專利名稱：水泥固化體非飽和浸出實驗方法
技術領域：
本發明涉及一種物理化學實驗方法，尤其是在非飽和條件下進行水泥固化體浸出實驗的方法。
背景技術：
固化體的浸出是了解廢物處置釋放源項的重要手段之一，也是廢物處置安全評價中的一個重要問題。
核素從廢物固化體中的釋放主要是廢物固化體與水接觸而產生的，其中，浸出是一個主要機制。被浸出核素的數量不僅取決于固化體本身的特征，還取決于浸泡固化體的水質和水量。顯然，在固化體材質和結構等自身特征確定的情況下，固化體周圍介質含水量的多少及水質等條件就是影響核素由固化體浸出的主要因素。在現有技術中，通常的浸出實驗都是按照國家標準GB 7023-86《放射性廢物固化體長期浸出試驗》在飽和水中進行的，而廢物處置環境中的水卻是非飽和的。這就出現了一個問題通常的飽和水浸出實驗結果與實際情況有多大差距？如果用于實際評價，將會帶來多大的誤差？本實驗方法就是為解決這一問題而設計的。

發明內容
本發明的目的在于提供一種在非飽和條件下進行水泥固化體浸出實驗的方法。
非飽和浸出實驗的關鍵技術是保證被浸水泥固化體周圍介質中的含水量保持一個所需要的數值，而且在實驗期間該值基本不變。為此，采取了如下措施(a)制備固化體時，在其中預先安裝一根金屬軸，以便在實驗結束之后能夠將固化體放在車床上分層切削，得到被浸固化體內核素的分布，從而了解被浸固化體內核素的遷移行為。
(b)用石英砂配備所需含水量的浸出介質和保持濕度介質；(c)根據需要，將所需含水量的浸出介質放入相應大小的內層浸出容器進行浸出實驗，以便將浸出的核素限定在其內，保證不向外界擴散；(d)根據需要，選用不同大小的密閉容器將實驗體系與外界環境隔離，以保證內層浸出容器內的水分不向外揮發，而外界的水分也無法進入實驗裝置內；(e)在內層浸出容器的下面和外層密閉容器底部之間放置大量的與浸出介質含水量相同的保持濕度介質，以便最大限度的降低浸出介質中的水分向密閉容器內揮發，從而保持浸出介質中的含水量基本恒定。
實驗結果表明，非飽和浸出實驗結果低于飽和浸出實驗結果。例如，對于體積為172.5cm3的固化體，在含水量15％和40％(近飽和)情況下均浸出360天，累積浸出份額分別為31.9％和45.7％，后者是前者的1.43倍。因此，本實驗將會明顯降低核素釋放的估算值，使之更接近實際的處置環境，從而為較準確評價核素釋放對環境的影響提供可靠的依據，同時也為降低對中低放廢物近地表處置工程屏障的某些苛刻要求，從而降低廢物處置庫的工程造價提供了可靠的依據。
本實驗主要用于中低放廢物近地表處置安全評價的源項研究，也可用于非放污染物由儲存場地的釋放研究。


圖1是本發明的裝置示意圖。
圖中各部分分別為1-密閉容器，2-金屬軸，3-浸出介質，4-固化體，5-內層浸出容器，6-保持濕度介質。
具體實施例方式
參照附圖，水泥固化體非飽和浸出實驗的具體步驟如下(a)水泥固化體的制備按水灰(重量)比為40∶100的比例將水(包括示蹤核素)和水泥放入密閉式小型攪拌機，攪拌均勻后，將水泥漿注入預先在中心置入金屬軸2的不同體積的澆注模型內，震動5～10分鐘后，靜置72小時脫模，再在溫度為25±5℃的近飽和濕氣氛的密閉容器中養護3個月；(b)用石英砂配制好所需要的各含水量系列(分別為15％、25％、30％、35％、40％)，將之分別放入不同的可以密封的容器中存放，并按含水量大小編號；(c)按浸出介質3體積固化體4表面積＝10～15cm確定浸出介質3的量，將固化體4放入相應大小的內層浸出容器5中，用所選浸出介質3在其周圍填充均勻；(d)將25kg含水量與所選浸出介質3相同的保持適度介質6放入密閉容器1的底部，用以保持密閉容器1內的濕度，以避免浸出介質3中水分因揮發而改變含水量；(e)將內層浸出容器5放入相應大小的密閉容器1內并密封，即開始浸出實驗。密閉容器1也按實驗序列編號。
實驗操作。在25±5℃條件下，按規定時間間隔(分別為5、15、30、60、120、180、240、360天)從容器中取出固化體，將進行過浸出實驗的浸出介質攪拌均勻后取樣測量其中被浸出核素的含量。在每次浸出實驗之后，用毛刷將進行過浸出實驗的浸出容器和被取出的固化體掃凈，再用鹽酸和去離子水將浸出容器擦洗1～2遍。將該固化體和與原來浸出實驗所用浸出介質含水量相同的新鮮浸出介質重新放入該內層浸出容器中進行下一輪實驗。
被浸固化體的切削。浸出實驗結束之后，將固化體外表面清洗干凈，然后，借助于預先置入固化體內的金屬軸將固化體固定在車床上分層切削，以測量核素在固化體內的分布。
權利要求
1.一種水泥固化體非飽和浸出實驗的方法，其特征在于該方法包括以下內容(a)在被測水泥固化體(4)上安一根金屬軸(2)；(b)用石英砂配備所需的各種含水量的蓄水介質分別作為浸出介質(3)和保持濕度介質(6)；(c)根據需要，選擇不同大小的內層浸出容器(5)，在其中填充所需浸出介質進行浸出實驗；(d)根據需要，用不同大小的密封容器(1)將實驗體系與外界環境隔離，以保持密封；(e)在內層浸出容器(5)的下面和外層容器(1)底部之間放置含水量與浸出介質(3)中含水量相同的保持濕度介質(6)。
2.如權利要求1所述的水泥固化體非飽和浸出實驗的方法，其特征在于浸出介質的量按浸出介質體積固化體表面積＝10～15cm確定。
全文摘要
一種用于含放射性核素的水泥固化體浸出實驗的方法,該方法是將裝有水泥固化體的內層浸出容器放入一個密封容器中。該密封容器底部放有與浸出介質含水量相同的同一蓄水介質,以防止浸出容器中水分的揮發。在被測水泥固化體上安一根金屬軸,實驗完畢后,可方便的將固化體放到車床上分層切削,以得到其內部核素分布情況。該實驗方法可以使放射廢物處置的實驗環境更加接近真實條件。
文檔編號G09B23/06GK1373457SQ02104438
公開日2002年10月9日 申請日期2002年3月18日 優先權日2002年3月18日
發明者王志明, 姚來根, 李書紳 申請人:中國輻射防護研究院