高放处置库高温蒸汽压损伤缓冲材料屏障性能的机理研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51609126

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

明华军

完成单位：

三峡大学

中文关键词：

膨润土; 高放废物; 屏障性能; 热效应; 渗流场;

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2017-01-01

结束日期：

2019-12-31

中文摘要：

核废料金属罐的持续热能释放，使得高放处置库形成了密闭高温的特定环境。缓冲材料膨润土孔隙液态水汽化为高压、高温蒸汽，不仅阻止了孔隙液态水的迁移，导致膨润土无法实现吸水膨胀自愈的功能，也降低了膨润土导热率，致使热能不能有效释放至围岩。同时，缓冲材料还存在被高温高压蒸汽“击穿”的可能。为此，项目拟采用理想气体定律，利用微波加热孔隙饱和蒸汽压测试仪、热探针法、压汞法、X射线微显微CT，研究超过水汽化温度区域范围及相应孔隙饱和蒸汽压的时空演变规律。利用气压力-温度-饱和度控制的渗气试验，联合不同断面孔径分布演变规律，构建膨润土气裂损伤范围模型。结合在不同温度下，利用轴平移和蒸汽平衡法，以及压汞法和氮吸附法，得到的膨润土持水性能。探明孔隙蒸汽压驱动下，膨润土气裂损伤范围的动态演化。解译膨润土在处置库中的工程屏障作用，为设计更合适的缓冲材料厚度提供科学依据。