作為處置庫緩沖/回填材料的壓實膨潤土,在地下水侵蝕作用下釋放膠體,穩(wěn)定、移動的膠體可能促進(jìn)放射性核素的遷移,從而威脅處置庫的長期安全。在闡述膨潤土膠體定義和表征基礎(chǔ)上,全面總結(jié)了膠體產(chǎn)生試驗、機(jī)理及穩(wěn)定性等方面成果。結(jié)果表明,膨潤土膠體是蒙脫石晶層不斷水化、分離自由膠體粒子擴(kuò)散到水溶液中而產(chǎn)生的,膠體濃度和粒徑受黏土特性、地下水動力和化學(xué)條件等因素影響顯著,膠體穩(wěn)定性受黏土特性和地下水化學(xué)條件、溫度影響明顯。膠體產(chǎn)生試驗裝置包括靜態(tài)和動態(tài)兩種形式,目前還不能實現(xiàn)實時自動監(jiān)測。經(jīng)典DLVO理論未考慮pH對膠體邊緣電荷的影響以及多價反離子的效應(yīng),應(yīng)用于蒙脫石黏土膠體產(chǎn)生模型的建立和膠體穩(wěn)定性預(yù)測時存在較大局限性。為此,提出在拓展試驗研究、創(chuàng)新理論研究及數(shù)值模擬等方面開展進(jìn)一步研究的建議。

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【部分圖文】：

圖2 膨潤土膠體的形態(tài)表征[12,21]

膠體形態(tài)表征常用掃描電鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）。SEM制樣簡單、圖像立體、對樣品污染小，圖2(a）為動態(tài)侵蝕試驗產(chǎn)生的FEBEX膨潤土膠體SEM圖像，可觀察到粒徑為200～300nm的顆粒，是由更小的納米粒子（30～50nm）組成[21]。TEM能觀察到小于2μ....

圖3 膠體的礦物和元素組成[8,31]

膨潤土膠體的礦物及元素組成可借助X射線衍射（XRD）和能量色散光譜（EDX）進(jìn)行分析。圖3(a）為慶州膨潤土膠體XRD圖譜，顯示主要礦物成分為蒙脫石[31]。EDX可獲取元素組成，圖3(b）為FEBEX膨潤土膠體EDX圖譜，顯示膠體主要元素組成為Si,Al,O以及Ca,Na,Fe....

圖1 膨潤土侵蝕和膠體產(chǎn)生[10-11]

基于多重屏障設(shè)計概念的深地質(zhì)處置被認(rèn)為是安全處置高水平放射性廢物的有效方法。研究表明高壓實膨潤土能夠愈合接縫[1]、延緩地下水入滲[2]、阻滯核素遷移[3-4]、傳導(dǎo)核素衰變熱[5]，維護(hù)處置庫整體穩(wěn)定性[6]，是良好的緩沖/回填材料。花崗巖等堅硬巖層作為天然屏障時，因施工開挖擾....

圖3 膠體的礦物和元素組成[8,31]

圖3膠體的礦物和元素組成[8,31]2膨潤土膠體產(chǎn)生試驗研究

本文編號：4035491