回填材料膨润土对放射性气体滞留能力模拟研究

利用各种分析手段对膨润土的物理特性进行了表征 .X射线衍射分析表明钠基膨润土呈典型的六方晶胞 ,晶胞参数是 :a轴 4 .913,c轴 5 .4 0 5 ;差热分析曲线在低温区和高温区有明显的吸热峰出现 ;元素分析钠、钾离子的含量大于钙、镁离子的含量 ,在性能上表现为钠质膨润土具有较强的离子交换能力 ;显微分析表明其表面呈皱隙状 ,测定比表面积高达 2 4 .5 2m2 /g;吸水率测定表明膨胀率大 ,说明它具有密封功能 ,可有效阻滞地下水的渗入 .利用SF6示踪技术 ,通过采集不同时间段取样池样品 ,分析样品中示踪气体浓度 ,绘制取样池示踪气体浓度随时间的变化关系曲线 ,根据费克扩散定律计算扩散系数 .实验结果表明 ,随着压实膨润土密度的增大 ,示踪气体扩散系数迅速减小 ,当密度大于 1.8g/cm3 时 ,扩散系数降至 10 -9m2 /s.研究结果表明 ,膨润土性能优化是通过在膨润土中添加适量的活性炭 ,可明显改善其对气体的阻滞能力 ;增加其对放射性气体滞留能力 ;添加少量的石英砂增加其机械性能、导热性和减少蠕变性 ,将引起对气体阻滞能力的下降 .综合考虑 ,在膨润土中各添加 5 %活性炭和石英砂 ,既对气体具有较好的滞留能力 ,又具有较好的工程特性 .