北山花岗岩与放射性铯相互作用的微观机制研究

北山花岗岩与放射性铯相互作用的微观机制研究

论文摘要

作为铀核裂变过程中重要的裂变产物,放射性铯(radiocesium, RCs)是高放废物地质处置中重点关注的核素之一.北山花岗岩与RCs相互作用的微观机制研究对于我国高放废物深地质处置库的性能和安全评价至关重要.本文结合批式实验、电子探针显微分析(EPMA)、同步辐射扩展边X射线吸收精细结构(EXAFS)和微区X射线荧光(μ-XRF)光谱技术,系统研究了不同环境条件下北山花岗岩与Cs(Ⅰ)相互作用的微观机制. EPMA和μ-XRF表明黑云母和长石类矿物是控制北山花岗岩阻滞RCs迁移的主控矿物. EXAFS光谱证明了Cs(Ⅰ)在北山花岗岩和长石类矿物表面的吸附以外层络合作用为主,且在黑云母表面上的内层络合作用较前者显著增大.尽管长石类矿物对Cs(Ⅰ)的固定能力弱于黑云母,但北山花岗岩中长石类矿物的含量较高(约占70%),因此其对Cs(Ⅰ)在北山花岗岩表面吸附的影响亦不可忽视. GAM (general adsorption model)模型能够定量地描述和预测Cs(Ⅰ)在北山花岗岩上的吸附-解吸行为,具有较高盐度的地下水可在一定程度上抑制北山花岗岩对Cs(Ⅰ)的吸附作用;但北山花岗岩上的楔形位点(FES)仍能有效固定痕量RCs,且受北山地下水的盐度和组成离子影响较小.

论文目录

  • 1 引言
  • 2 实验部分
  •   2.1 试剂与仪器
  •   2.2 批式实验
  •   2.3 EPMA的测量
  •   2.4 μ-XRF光谱的测量和分析
  •   2.5 EXAFS光谱的测量和分析
  •   2.6 提取实验
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 北山花岗岩的表征
  •   3.2 Cs (I) 在北山花岗岩上吸附的主控矿物
  •   3.3 Cs (I) 在北山花岗岩上的吸附行为
  •   3.4 背景电解质和温度的影响
  •   3.5 广义吸附模型的应用
  •   3.6 EXAFS光谱研究
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 吴涵玉,赵晓岚,王威,何碧红,耿榕悦,范桥辉

    关键词: 北山花岗岩,放射性铯,吸附,模型

    来源: 中国科学:化学 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 化学

    单位: 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省油气资源研究重点实验室

    基金: 国家自然科学基金(编号:4153128,21601179),中国科学院“百人计划”,中国科学院兰州油气资源研究中心“十三五”科技创新基金(编号:135CCJJ20160515),甘肃省自然科学基金(编号:17JR5RA309),甘肃省重点实验室专项(编号:1309RTSA041)资助项目

    分类号: O647.3

    页码: 165-174

    总页数: 10

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