胶体存在下U(VI)在北山花岗岩颗粒柱中的运移

Both natural and artificial colloids in the near field of high level radioactive waste repository are important carriers for key radionuclides. Therefore, it is a significant topic to study the migration/transport of key radionuclides in the presence of colloids with respect to safety assessment of high level radioactive waste repository. Although a couple of field studies have already indicated that colloids facilitate the migration of radionuclides, it is still a open question how to describe quantitatively the migration/transport of radionuclides in the presence of colloids. In this proposal, we are planning to study the transport of U(VI) in the presence of two typical near field colloids with different properties in Beishan granite particle column, construct chemical models which enable quantitatively description of U(VI) transport in Beishan granite particle columns, and provide necessary experimental data and reference models for the design and safety assessment of high level raioactive waste repository in China.

处置库近场的天然胶体和人工胶体是关键放射性核素向外迁移的重要载体，因此，胶体存在下关键放射性核素的迁移/运移是高放废物地质处置库安全评价的重要研究课题。尽管场地研究已经证实胶体会显著增强放射性核素的迁移，然而胶体存在下放射性核素迁移/运移的定量描述依然是一个尚待解决的难题。本项目拟研究在两种性质不同的典型近场胶体（膨润土胶体和胡敏酸胶体）的存在下，U(VI)在北山花岗岩颗粒柱中的运移，构建可以定量描述胶体存在下U(VI)在北山花岗岩颗粒柱中运移的化学模型，为我国高放废物地质处置库的设计和安全评价提供必要的实验数据和模型参考。

环境胶体是影响放射性核素迁移的重要因素。在合适条件下，环境胶体会成为放射性核素迁移的重要载体。但是，胶体也会因离子强度和pH值的改变，放射性核素浓度的提升，其它胶体的存在等因素的影响而发生絮凝和沉积，从而阻滞放射性核素的迁移。本项目以北山——我国高放废物地质处置库重点预选场址33号钻孔周边花岗岩的颗粒为固定相，研究了膨润土、胡敏酸、针铁矿、水合氧化铝等胶体对U(VI) 在饱和花岗岩颗粒柱中运移行为的影响。研究发现，较高浓度的U(VI)以及合适浓度的HA会通过抑制针铁矿胶体和三水铝石胶体的运移而阻滞共存U(VI)的运移。在较高pH条件下，表面带正电荷的三水铝石胶体会因抑制膨润土胶体的运移而阻滞共存U(VI)的运移。上述结果对于铀矿山退役治理、高放废物地质处置库缓冲材料抗地下水侵蚀添加剂的研发具有指导意义和参考价值。