Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2" -> 140

Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.

Надыкто Б.А., Темофеева Л.Ф. Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 — Саров, 2003. — 212 c.
Скачать (прямая ссылка): plutoniyfundamentalnieproblemit22003.djvu
Предыдущая << 1 .. 134 135 136 137 138 139 < 140 > 141 142 143 144 145 146 .. 159 >> Следующая


Наличие минералов, которые могли бы, как губка, впитывать радионуклиды, - это третье основание для исследования горы Юкка в качестве места для хранилища. В горе имеются слои вулканического туфа, который осел миллионы лет назад. Многие из них содержат цеолиты, водосодержащие алюмосили-катные минералы, которые имеют кристаллическую структуру с незаполненным пространством.

Цеолиты обычно используются для смягчения жесткой воды. Ионы кальция и магния в воде, проходящей через цеолиты, обмениваются с ионами натрия в структуре цеолитов и остаются в ловушке: втекает жесткая вода, а вытекает смягченная. Цеолиты могли бы аналогичным образом захватывать радионуклиды, растворенные в грунтовых водах. Некоторые слои содержащего цеолиты туфа в горе содержат также глину, еще один сорбирующий материал. Цеолиты и глина могли бы эффективно удалять стронций и цезий и в меньшей, но достаточно ощутимой степени, уран, плутоний, нептуний и другие трансурановые элементы, проникшие в результате утечки в грунтовые воды, просачивающиеся через хранилище и достигающие уровня подземных вод.

Построение модели горы

В Лос-Аламосе работа над созданием модели переноса радионуклидов для горы Юкка началась с включения стратиграфических данных в построение расчетных сеток. Используя различные методики, от дифракции рентгеновского излучения и флюоресценции до микроавторадиографии и определения возраста калий-аргоновым методом, мы проанализировали сотни образцов, взятых из скважин в горе. Картина, которая возникла в результате этого и других видов

анализа, такова, что гора состоит из чередующихся слоев спекшегося и неспек-шегося туфа - вулканического пепла, -которые могут быть наклонными, иметь трещины и разрушения и местами чередоваться с минералами, содержащими цеолиты и глину (рис. 3).

Спекшийся туф представляет собой плотные непористые отложения, которые затвердели в результате нагревания под давлением, и обычно в высокой степени обломочные. В отличие от него не-спекшиеся туфы - это мягкие пористые отложения с небольшим количеством трещин. В основании хранилища находятся три слоя цеолитов значительной толщины: один в зоне аэрации, другой в зоне насыщения и третий под наклоном

пересекает обе зоны. И еще один тонкий слой, содержащий глину и цеолиты, простирается под хранилищем.

Одним из важных открытий нашего анализа породы является то, что цеолиты и глины представляют собой эффективные природные барьеры на пути переноса радионуклидов. Сорбирующие цеолиты (клиноптилолит и морде-нит) представляют собой наиболее массивные барьеры, нанесенные на карту. Независимо от того, является ли их взаимодействие таким сильным, как со стронцием и цезием, или слабым, как с нептунием, их изобилие делает их труднопреодолимым барьером для переноса радионуклидов. Смектитовые глины присутствуют не в столь большом KO-

Number 26 2000 Los Alamos Science

471
Гора Юкка

Рис. 4. FEHM-модели горы Юкка

Рисунок вверху показывает наложение расчетной сетки двумерной модели расчета методом конечных элементов FEHM на трехмерные модели стратиграфических структур для поперечных разрезов горы Юкка с востока на запад. Рисунок справа показывает слои трехмерной модели стационарного течения, используемой для исследования миграции хлора-36; контуры соответствуют возрасту воды, определенному по концентрации хлора-36. Рисунок снизу - трехмерная сетка, используемая для большинства расчетов хранилища по программе FEHM (увеличение по вертикали в три раза). Сетка описывает

21 стратиграфическую зону, включая хранилище и зоны цеолитов горной формации Calico Hills. Чтобы представить изображение горы 125-метровыми зонами, сетка включает 51 тысячу узлов и 350 тысяч тетраэдров

Вероятный возраст (лет)

106

личестве, но их большая распространенность гарантирует, что они непременно встретятся на пути переноса радионуклидов. Сильное сродство глины к плутонию и умеренное сродство к не-

птунию делают ее эффективным барьером. Еще одна группа минералов, оксиды марганца, могут служить в качестве барьера. Хотя эти оксиды встречаются не в столь большом количестве и

не столь широко распространены, как глины, они обычно покрывают поверхность трещин как в зоне насыщения, так и в зоне аэрации. Их сильное взаимодействие с нептунием должно препятство-

472

Los Alamos Science Number 26 2000
Гора Юкка

Рис. 5. Геохимические факторы переноса радионуклидов

Это условное изображение разрушенного контейнера с отходами показывает, каким образом растворенные радионуклиды могут выйти из хранилища через заполненные водой трещины в горной породе и каким образом окружающий основной горный массив может затормозить этот процесс. Чтобы оценить эффективность геологических барьеров в горе Юкка в замедлении процесса переноса радионуклидов, мы провели лабораторные эксперименты для исследования, каким образом растворимые радионуклиды, в частности нептуний-237, попадут в грунтовые воды, до какой степени они будут удаляться из воды в результате поглощения туфами и минералами или в результате диффузии в горный массив и каким образом коллоиды (частицы, размер которых исчисляется в нанометрах) будут влиять на их перенос по трещинам в породе. Данные, полученные в результате этих исследований, очень важны для определения физических и химических параметров проводимого нами моделирования
Предыдущая << 1 .. 134 135 136 137 138 139 < 140 > 141 142 143 144 145 146 .. 159 >> Следующая

Реклама

методика самоконтроля контрекс

ykupca.ru

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed