以膨润土为基材的集成缓冲材料对铀的阻滞特性研究

王哲^1,2，易发成¹，李海峰³

1. 西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室2. 中国科学技术大学地球与空间科学学院3. 四川建筑职业技术学院测量工程研究所

摘 要：缓冲材料作为高放废物处置库中多重屏障体系的最后一道人工屏障,其对放射性核素的阻滞性能将直接影响到处置库的长期稳定性和安全性。对新疆膨润土、新疆沸石、安徽明光凹凸棒石和四川江油黄铁矿4种单一矿物材料对铀的吸附性能进行对比研究,结果表明,由于新疆膨润土具有低渗透性、良好的膨胀自愈性及吸附性,将其作为集成缓冲材料的基材矿物合理。在此基础上开展了以新疆膨润土为基材、以沸石、凹凸棒石和黄铁矿作为可选择的添加矿物来构建B-Z、B-Z-P、B-A及B-A-P 4种类型集成缓冲材料,对4种类型集成缓冲材料的吸附性能进行对比分析,结果表明:B-A-P型集成缓冲材料对放射性核素铀的吸附性能优于其他3种类型集成缓冲材料,并且铀在B7AP型集成缓冲材料中表观扩散系数Da为4.07×10-12 m2/s,均比其他配方的集成缓冲材料表观扩散系数小。因此,B7AP型集成缓冲材料更适宜作为处置放射性核素铀的人工屏障材料,该研究成果可为高放废物处置库中的人工屏障材料设计提供参考。

关键词：膨润土;缓冲材料;铀;阻滞特性;表观扩散系数;