199315(02)裂片核素在岩石中的迁移研究——Ⅱ.核素~(134)Cs在花岗岩中的扩散与渗透

核素迁移的现状和发展（西南科技大学安全技术及工程2010000598 徐鑫鑫）摘要：本文着重评述了当前有关放射性废物地质处置的核素迁移研究的进展，介绍了核素的迁移机理，以及讨论了迁移化学和天然类比体系。

关键词：核素迁移，进展，核废物处理，迁移化学全世界面临着能源遗乏的紧张局面,大力发展核能将是一种不可避免的趋势。

我国在核能发展方面,由于过去认识落后,起步很晚,加上现在资金和技术上的困难,在本世纪末的发展规模是很有限的。

但可以预见到,在下一个世纪我国的核电事业必将有较大的发展,以满足大规模的社会主义建设对能源的需求。

从另一方面看,发展核电的重要前提是必须安全地处置核动力反应堆产主的大量的放射性废物。

这些被公众所厌恶的废物的安全处置问题,已经成为当前核电发展的严重障碍。

如在瑞士,法律规定核电站对核废物的贮存和处置负有责任。

为此,五个核电站共同出资建立了“国家放射性废物处置组织(NAGRA)”全面负责规划、研究和解决这个难题,然后将根据废物处置方案的安全可靠性,进行全国公民投票来决定继续使用核电站还是关闭全部核电站。

最终安全地处置核废物的目的是将放射性废物与人类环境相隔离,使人类不受其放射性的危害。

世界各国公认的较为安全的处置方法(主要指高放废物)是地质处置,即将放射性废物处置库建造在深度地质层中,使用工程的和天然的多层屏障将废物隔离起来,天然的深厚的地质岩层和地层成为有效的最后屏障。

可是,必须看到这种屏障并不能保证绝对的安全。

在几百年、几千年后水泥废物库及包装体终将分崩瓦解,废物中的各种放射性核素将随着地下水流,或多或少地从地下废物库中迁移到生物圈中来。

因此，对放射性核素的迁移行为和规律的研究是放射性废物安全处置的一个十分关键的问题]2][1[。

1 核素的迁移机理放射性核素在岩石中随地下水的迁移主要包含三种物理化学作用:1) 由于水流运动及流体个别质点流速、流向差异而引起的机械弥散与分子扩散综合作用而导致的核素迁移,称为水动力弥散；2) 核素随地下水的宏观迁移，称为对流弥散；3) 吸附作用,当放射性核素随地下水流穿过被水饱和的岩石孔隙时,由于溶液pH值不同,在固液界面上进行不同程度的离子交换,形成岩石孔隙表面对核素的吸附作用,从而减缓扩3[ 。

铀尾矿中放射性核素的迁移研究曾文淇【摘要】铀,一种天然存在的重金属,在环境中以各种化学形式存在.自从1789年被发现以来,它一直引起人们的兴趣,因为它可应用于生产核能.随着人口飞增和经济的不断发展,目前世界上已有多个国家和地区建有核电站.铀尾矿的露天堆放会使其中的放射性元素(U、Th等)与毒害金属元素会被淋洗出来.放射性核素的迁移是指放射性物质或放射性废物中的放射性核素从其本身及包装体向外的移动.本文旨在论述铀尾矿中放射性核素迁移的机理以及总结几种常见的研究方法,对国内外一些研究进展进行一个较全面的介绍总结.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P42-45)【关键词】铀尾矿;放射性核素;核素迁移【作者】曾文淇【作者单位】东华理工大学水资源与环境工程学院,江西南昌330013【正文语种】中文随着人口的快速增长和经济的飞速发展，人类对能源的需要也随之大量增加。

化石燃料不可再生而且带来了大量污染，急需要开发更多的新型清洁能源。

目前世界上已有多个国家和地区建有核电站[1-2]。

放射性核素的迁移是指放射性物质或放射性废物中的放射性核素从其本身及包装体向外的移动。

放射性核素迁移的研究是环境保护最关切的中心课题，它的主要任务是研究各种放射性核素在工程材料、地质层等屏障材料中的吸附、滞留、扩散，以及在地下水中的输运行为，为处理放射性事故和处置放射性废物的永久性场所的选址、设计和建造，提供重要依据和评估。

我国现有的铀尾矿放射性元素综合研究中，主要集中于放射性环境水平、辐射剂量的调查和评价及治理对策的研究，而对铀尾矿库以及放射性元素在环境中的迁移、扩散、溶剂热/吸附规律研究较少。

此外相对于一些西方发达国家，我国对铀尾矿的研究相对落后[3-5]。

2.1 关键核素和污染物核素迁移研究中，需要考虑放射性核素的毒性、半衰期、含量大小、对固化体性能影响、物理化学性质及其化化反应等因素。

【高中生物】小小“侦察兵” 工作细无声【高中生物】小小“侦察兵”工作细无声1.示踪原子和同位素示踪法同位素是二十世纪科学史上的重大发现之一。

同位素示踪法是随之产生的一项科学应用技术。

简单地说，带有“放射性标记”的原子叫做示踪原子。

同位素示踪法（isotopictracermethod）是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。

形象地说，就是把示踪原子派出去当“侦察兵”，让它去跟踪研究对象。

匈牙利化学家吉奥吉·赫维西（1885-1966）于1923年首次研究了铅盐在具有天然放射性212pb的豆类中的分布和转移。

1934年，在制备了磷的放射性同位素后，他对体内的磷进行了示踪试验。

随着加速器和核反应堆的发明，产生了大量的同位素，同位素示踪法也得到了广泛的应用。

2.放射性同位素的特点放射性同位素是不稳定的。

它的原子核将持续自发地发射射线，直到它成为另一种稳定的元素，这被称为“核衰变”。

放射性同位素可以在核衰变过程中发射α射线β射线γX射线或电子俘获，但放射性同位素不一定在核衰变过程中同时发射这些射线。

核衰变速率不受温度、压力、电磁场和其他外部条件的影响，也不受元素的化学状态的影响，只与时间有关。

放射性同位素的衰变率通常用“半衰期”来表示。

半衰期长的放射性同位素被认为是实验中鉴定化合物的理想工具。

3.同位素示踪法的基本原理和特点同位素示踪中使用的放射性核素与自然界中相应的普通元素及其化合物具有相同的化学和生物性质，但具有不同的核物理性质。

因此，同位素可以作为一种标记物来制造含有同位素的标记化合物，而不是相应的未标记化合物。

利用放射性同位素连续发射特征射线的核物理性质，核探测器可以随时跟踪其在体内或体外的位置、数量和转化。

用放射性同位素作示踪剂不仅灵敏度高，测量方法简单易行，能准确测量和定位，而且符合研究对象的生理条件。

放射性同位素示踪法具有以下四个特点：3．1灵敏度高放射性同位素示踪法可以测量10-17kg~10-21kg的水平，即从1015个非放射性原子中可以检测到一个放射性原子，但迄今为止最精确的化学分析方法很难测量10-15kg的水平。

放射性核素在地质介质中的迁移研究
王榕树;冯为
【期刊名称】《核化学与放射化学》
【年(卷),期】1994(000)002
【摘要】利用拉普拉斯变换给出了迁移方程在一维近似条件下的解析解，并且研究了核素表观扩散系数和地下水流速等参数对扩散的影响，结果表明，在核素迁移过程中，核素的扩散作用是主要的，而地下水的输运作用是次要的。

【总页数】1页(P117)
【作者】王榕树;冯为
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P641.3
【相关文献】
1.放射性核素锶在地质环境中的迁移研究 [J], 杨森;王永利;黄艺;张志程
2.放射性核素在不同介质中的迁移规律研究现状及进展 [J], 刘媛媛;魏强林;高柏;陈功新
3.放射性核素在裂隙介质中迁移模型研究综述 [J], 刘金英;杨天行;徐红敏;黄继国
4.放射性核素在不同介质中的迁移研究进展 [J], 庹先国;徐争启;穆克亮
5.放射性核素在地下介质中迁移机理与模型研究 [J], 马腾;王焰新
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核与辐射安全百问百答一、放射源相关问题1、我国是如何进行放射源管理工作的？我国核能与核技术利用事业的发展一直坚持“安全第一、质量第一”的根本方针和要求。

同时采取多种措施手段保障放射源管理工作实施。

环境保护部（国家核安全局）作为我国环境保护主管部门，对放射源的安全和防护工作实施统一监督管理。

近年来，建立了与国际接轨的监管体系，全面提高了监管能力，制定并完善了法规标准，已颁布实施《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》、《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》、《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》等规定。

国家核安全局对放射源工作单位全面实施辐射安全许可证管理，采取环境影响评价、竣工环境保护验收手段以及放射源进出口、转让和转移审批及备案等管理措施，开发使用国家核技术利用辐射安全管理系统，实现了放射源安全、实时、科学、动态的管理，对全国放射源生产、销售、进出口、转让、异地使用和处置各环节进行了“从摇篮到坟墓”的全过程跟踪监管，核技术利用逐步走向规范化。

我国对放射源实行分类管理，根据放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类；同时对放射源实行身份管理，每枚生产或进口的放射源将按规则分配与标号相对应的唯一的放射源编码与之终身相随；要求放射源工作场所或含源设备设置明显的放射性标识和中文警示说明，根据放射源潜在危害大小，建立相应的多重防护和安全措施，并对可移动的放射源定期进行盘存等，确保放射源生产、销售、使用的安全。

随着全国城市放射性废物库的建成，废旧放射源的收贮能力得到了极大的提高，促进了闲置、废旧放射源处理及安全隐患的消除。

在各级环保部门的共同努力下，放射源和射线装置辐射监管工作不断深入，固有安全设施得以改进，辐射安全水平持续提高。

辐射事故年发生率从20世纪90年代的每万枚6.2起下降至“十一五”期间的每万枚2.5起，各级环保部门积极应对并妥善处置多起影响辐射安全的放射源突发事件，保障了辐射工作人员、公众、和环境的安全。

放射性核素在页岩和黄土中的迁移研究李祯堂;王辉;游志均【期刊名称】《辐射防护通讯》【年(卷),期】2004(024)003【摘要】介绍了85Sr和134Cs在页岩,85Sr、134Cs和60Co在黄土中的迁移研究结果.在页岩中85Sr、134Cs的滞留因子分别为80～102和16 000,分配系数分别为15～25 mL/g和4 185 mL/g;85Sr、134Cs和60Co在黄土中的滞留因子分别为450～530、4.1×104～4.6×104和3.2×104～3.6×104,分配系数分别为80～86 mL/g、7.3×103～7.5×103 mL/g和5.7×103～5.8×103 mL/g.结果表明,页岩对85Sr和134Cs有较强的吸附性,黄土对85Sr、134Cs和60Co的吸附性极强.【总页数】5页(P34-38)【作者】李祯堂;王辉;游志均【作者单位】中国辐射防护研究院,太原,030006;中国辐射防护研究院,太原,030006;中国辐射防护研究院,太原,030006【正文语种】中文【中图分类】O615【相关文献】1.在混凝土中氯离子迁移和湿度迁移的耦合效应试验研究 [J], 王军强;刘文军;陈年和2.土中几种人工放射性核素γ谱分析的真符合校正研究 [J], 连琦;张佳媚;白涛;师全林;金玉仁;李冬梅;张小林3.放射性核素Eu(Ⅲ)在被压实皂土中的扩散和迁移预测 [J], 陈磊;赵增典4.毛细管法研究pH值对放射性核素152+154Eu(III)在紧密皂土中的扩散影响 [J], 陈磊;王祥学5.放射性核素在饱和浙江红粘土中的迁移 [J], 白庆中;聂永丰;李国鼎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

核素化学面试题及答案一、选择题1. 放射性同位素的发现者是：A. 贝克勒尔B. 居里夫人C. 爱因斯坦D. 牛顿答案：A2. 下列哪个元素没有放射性同位素？A. 氢B. 碳C. 氧D. 铅答案：C3. 放射性衰变过程中，原子核失去的粒子是：A. 电子B. 中子C. 质子D. 阿尔法粒子答案：D4. 放射性同位素的半衰期是指：A. 原子核分裂所需的时间B. 放射性物质减少到一半所需的时间C. 原子核形成的时间D. 原子核的寿命答案：B5. 放射性同位素的应用不包括以下哪一项？A. 医学成像B. 考古年代测定C. 核能发电D. 制造塑料答案：D二、填空题1. 放射性同位素的衰变速率与其初始数量成______关系。

答案：指数2. 放射性同位素的衰变过程中，原子核的______会发生变化。

答案：质量数3. 放射性同位素的半衰期是______的，与环境条件无关。

答案：恒定4. 放射性同位素的衰变类型包括α衰变、β衰变和______衰变。

答案：γ5. 放射性同位素在医学领域的应用之一是利用其______进行癌症治疗。

答案：辐射三、简答题1. 简述放射性同位素在环境监测中的应用。

答案：放射性同位素在环境监测中可用于追踪污染物的来源和分布，通过测量特定同位素的浓度和分布，可以确定污染物的来源和迁移路径。

2. 描述放射性同位素在医学诊断中的作用。

答案：放射性同位素在医学诊断中用于成像技术，如正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT），这些技术可以提供人体内部器官和组织的详细图像，帮助医生诊断疾病。

四、计算题1. 如果一个放射性同位素的半衰期为5天，计算其在20天后剩余的原始数量的百分比。

答案：20天后，经过了4个半衰期（20/5=4），剩余的原始数量百分比为(1/2)^4 * 100% = 6.25%。

2. 一个放射性同位素的初始活度为1000 Bq，其半衰期为2小时，求4小时后该同位素的活度。

裂隙场址条件下处置场核素迁移的计算滕柯延;汪萍;熊小伟;盛青;孙宏图;吕彩霞【摘要】核素随地下水在裂隙中的迁移与在孔隙中的迁移比较,不论从地下水与岩石的接触过程还是介质对核素的吸附作用来说都有很大不同.本文以国内某基岩裂隙场址低中放射性固体废物处置场为例,运用Ecolego软件对核素在裂隙中的迁移过程进行模拟,深入探讨了计算过程中的模型建立、参数选取等关键问题,并对计算结果进行了分析,得出裂隙对核素迁移影响的结论.【期刊名称】《核安全》【年(卷),期】2015(014)004【总页数】5页(P48-52)【关键词】裂隙;核素迁移;处置场【作者】滕柯延;汪萍;熊小伟;盛青;孙宏图;吕彩霞【作者单位】环境保护部核与辐射安全中心,北京100082;环境保护部核与辐射安全中心,北京100082;环境保护部核与辐射安全中心,北京100082;环境保护部核与辐射安全中心,北京100082;环境保护部核与辐射安全中心,北京100082;环境保护部核与辐射安全中心,北京100082【正文语种】中文【中图分类】X591为确保放射性固体废物长期安全的处置［1］，国内各大核电集团公司都在开展处置场选址工作［2］，而选址的重点之一就是地质条件对核素迁移的阻滞能力［3］。

目前国内研究核素迁移的介质主要有黄土介质、工程材料［4］。

而对于某些特定的场址条件，处置场中的核素主要是通过赋存于裂隙中的地下水为载体进行迁移，裂隙介质条件下核素伴随地下水运动迁移的研究逐渐成为当前的研究热点，国内研究较多的裂隙岩体主要是针对放射性废物深地质处置库所依托的地质体，多以花岗岩裂隙岩体为主。

目前国际上对裂隙中核素迁移的研究从理论和试验两个方面都开展了大量的工作，并取得了一定的成果。

例如瑞典利用粒子追踪方法模拟岩体三维裂隙网络中溶质迁移的问题，在粒子追踪时考虑了对流、纵向弥散和横向弥散，并对野外实际钻孔进行了模拟示踪试验，模拟结果与实测结果的一致验证了理论的科学性［5］；日本对高放处置的研究开展了很多年，在公布的《Performance Assessment of H12 Reference Case Modelusing AMBER》报告中重点介绍了核素与裂隙介质的反应原理，并用AMBER软件进行了模拟计算。

“核辐射测量方法”思考题一、名词解释1.核素2.半衰期3.碰撞阻止本领4.平均电离能5.粒子注量6.粒子注量率7.能注量8.能注量率9.比释动能10.吸收剂量11.剂量当量12.辐射量13.同位素14.放射性活度15.照射量16.剂量当量指数17.射气系数18.α衰变19.核衰变20.同质异能素21.轨道电子俘获22.半衰期23.平均寿命24.电离能量损耗率25.衰变常数26.伽玛常数27.平衡铀含量28.分辨时间29.轫致辐射30.康普顿边31.康普顿坪32.累计效应33.边缘效应34.和峰效应35.双逃逸峰36.响应函数37.衰变率38.能量分辨率39.探测效率40.峰总比41.峰康比42.能量线性43.入射本征效率44.本征峰效率45.源探测效率46.源峰探测效率47.俄歇电子48.线衰减系数49.光电吸收系数50.质量衰减系数51.光电截面52.原子核基态53.铀镭平衡常数54.放射性活度55.碰撞阻止本领56.离子复合57.光能产额58.绝对闪烁效率59.二、填空1.天然放射性钍系列的起始核素是其半衰期是。

2.天然放射性铀系列的起始核素是其半衰期是。

3.铀系、钍系和锕铀系中的气态核素分别是、和；其半衰期分别是、和。

4.α射线与物质相互作用的主要形式是和。

5.β射线与物质相互作用的主要形式是、和。

6.天然γ射线与物质相互作用的主要形式是、和7.β衰变的三种形式是、和。

8.形成电子对效应的入射光子能量应大于 MeV。

9.用γ能谱测定铀、钍、钾含量，一般选择的γ辐射体是、和；其γ光子的能量分别是、和。

10.β－衰变的实质是母核中的一个转变为。

11.β＋衰变的实质是母核中的一个转变为。

12.轨道电子俘获的实质是母核中的一个转变为。

13.半衰期与平均寿命的关系是。

14.半衰期与衰变常数的关系是。

15.α粒子是高速运动的。

16.天然γ射线的最大能量是。

17.天然α射线在空气中的最大射程是。

18.α射线与物质相互作用的主要形式是和。

核素在多尺度裂隙系统中运移的尺度效应研究1. 引言1.1 研究背景核素在地下水中的迁移和输运一直是环境地质学和地下水水文学领域的研究热点之一。

多尺度裂隙系统是地下水运移中常见的地质构造，其内部裂隙具有不同的尺度特征，从微观毫米级到宏观数米级都有。

这种多尺度特性使得核素在裂隙系统中的迁移受到尺度效应的显著影响。

研究表明，裂隙系统的尺度特征对核素在其中的运移具有重要影响。

小尺度裂隙对核素的吸附和扩散起到重要作用，而大尺度裂隙则影响核素的输运速率和方向。

了解和探究多尺度裂隙系统中核素的运移规律具有重要的科学意义和应用价值。

在当前环境污染和地下水保护的背景下，深入研究核素在多尺度裂隙系统中的运移尺度效应，可以为有效地预测和评估地下水环境的污染风险提供科学依据。

本研究旨在探究多尺度裂隙系统中核素运移的尺度效应，为地下水环境管理和污染治理提供理论支撑和技术指导。

1.2 研究目的本文旨在研究核素在多尺度裂隙系统中的运移过程中存在的尺度效应，并探讨这些尺度效应对核素迁移行为的影响。

通过对多尺度裂隙系统的特点、核素运移影响因素以及尺度效应的影响进行综合分析，旨在揭示尺度效应在核素运移过程中的作用机制，为深入理解核素在裂隙系统中的迁移规律提供理论依据。

通过对多尺度裂隙系统中核素运移的模拟方法进行研究和实验验证，旨在验证尺度效应在实际情况下的影响程度，并为相关工程实践提供可靠的依据。

最终目的是为了加深人们对核素在多尺度裂隙系统中运移过程的认识，为相关环境保护和资源开发领域提供科学依据和技术支持。

1.3 研究意义核素在多尺度裂隙系统中的运移是一个复杂且具有重要意义的研究课题。

了解核素在不同尺度裂隙系统中的运移规律，可以帮助我们更好地理解核污染在地下水和土壤中的传播过程，为环境保护和生态安全提供科学依据。

对尺度效应对核素运移的影响进行深入研究，可以为地下水资源的保护和管理提供重要参考，有助于提高地下水的开发利用效率和保护水质安全。

专利名称：一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法
专利类型：发明专利
发明人：朱君,谢添,李婷,陈超,石云峰,刘团团,刘瑞妮,邓安嫦,张艾明
申请号：CN202111454777.1
申请日：20211201
公开号：CN114386231A
公开日：
20220422
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法，针对现有技术存在的将相互交叉成网络的裂隙岩体概化为等效连续介质，不考虑每条裂隙的确切位置、大小，把裂隙的渗透性按流量等效原则均化到岩体中，造成地下水渗流与核素迁移计算结果失真的技术问题。

本发明公开的方法是通过在实验室人工制造二维单裂隙面，从单裂隙面的渗流特性入手，得到单裂隙面的核素迁移参数后，可以再应用到裂隙网络中的每一个单个裂隙，实现基岩裂隙介质的网络模型计算。

采用本发明所述的放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法，计算得到的放射性核素迁移参数与实际情况契合度较高，科学严谨，可靠性高，对核电站选址、核辐射防护及污染治理均具有重要意义。

申请人：中国辐射防护研究院
地址：030006 山西省太原市小店区学府街102号
国籍：CN
代理机构：北京天悦专利代理事务所(普通合伙)
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土壤放射性核素的来源与迁移作者：李锐仪来源：《环境》2015年第13期摘要：地球环境中的放射性核素具有天然放射性来源和人为放射性来源，其迁移研究对放射性污染的治理有重要意义。

本文介绍了土壤中放射性核素的化学与迁移行为，着重分析了影响土壤放射性核素积累和迁移的因素（包括土壤理化性质、核素理化性质和生物等方面），并对今后核素迁移研究的方向进行了思考。

关键词：放射性核素土壤来源迁移放射性是某些元素原子核裂变是发生的能量以电磁放射或快速粒子形式进行的释放过程，而元素的同位素物质可散发射线的称为放射性核素。

自然环境中存在许多放射性核素，包括天然放射性核素（40K、238U和232Th等）和人为放射性核素（主要有137Cs、134Cs、90Sr、240Pu、131I等）。

天然放射性核素所造成的人体内照射剂量和外照射剂量都很低，它们不影响人类的正常生活。

可是，随着核技术尤其是核电站的迅猛发展，不可避免地产生了大量放射性废物，这些废物中的核素衰变引起电离辐射造成了人体多种疾病，对人类的危害极大。

目前，核废物处置方法主要是深度地质处置，即将放射性废物处置库建造在深度地质层中，使用工程的和天然的多层屏障将废物隔离起来[1]。

可是，随着时间的推移，多层屏障必将遭到破坏，废物中的各种放射性核素就会或多或少地随着地下水流或岩石裂隙从地下废物库中扩散、迁移到岩层或土层中。

土壤作为环境的重要组成部分，其中的放射性核素的迁移大大影响到其他圈层中核素的含量与分布。

因此，了解土壤中放射性核素的来源以及其迁移规律对指导放射性污染的治理有重要意义。

1 土壤放射性核素的来源1.1 成土母质“原生放射性核素”指的是在地球形成期间出现的原子序数大于83的放射性核素，这些放射性核素一般分为铀系、钍系和锕系三个系列，它们通过放射性衰变，产生大量α、β和γ射线，对地球环境产生强烈的影响。

其中具有足够长半衰期，以致至今仍能探测到，并意义重大的有40K、238U和232Th。