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高放废物地质处置地下实验室研究进展

徐国庆  
【摘要】:我国高放废物地质处置地下实验室研究工作大致可分为下列两个阶段:(1)以方法学研究为主的地下实验室研究阶段;(2)与处置库开发研究相结合的地下实验室研究阶段。第一阶段始于1987年,止于1995年,目的是掌握方法、培养干部。该阶段工作包括国外地下实验室研究现状调研和国内地下实验室选址调研。从目前国外地下实验室研究的情况看,地下实验室是建造高放废物处置库前的一个必经阶段,但由于高放废物处置库场址选择的复杂性,不少国家一时难以把处置场址确定下来,因此有些国家选择一个与假想处置库条件相似的地方作为地下实验室场址。至于地下实验室场址的岩石类型,不同国家都按自身的地质条件进行选择。如比利时为粘土,瑞典、加拿大为花岗岩,美国为凝灰岩,德国为岩盐等。地下实验室的实验研究内容也各不相同,但大部分地下实验室都进行了如下几种实验:岩石应力测定、水力学参数测定、核素迁移实验、加热试验、工程掘进对岩石稳定性的影响、缓冲/回填材料的回填技术以及废物处置的演示。目前国外地下实验室进行核素迁移实验时所用的核素都不是超铀元素,而是用地球化学行为与其相似其他代用元素,如稀土元素和稳定同位素等。由于地下实验室是模拟处置库而建造的,所以它的地质条件和自然地理条件应与处置库所在地十分接近。我国高放废物处置库围岩已经多次调研,认为花岗岩最为合适,因此地下实验室的围岩应选为花岗岩,这样地下实验室获得的参数才能与处置库所需的资料具有可对比性。由于研究单位主要集中在北京,所以重点对北京附近的12个花岗岩岩体进行了现场踏勘。经过对比研究,初步选定了怀柔县的石湖峪花岗岩岩体和昌平县的阳坊花岗岩岩体作为地下实验室的预选场址。对这两个预选场址进行了1:10,000的地质、水文地质和物探工作,并对其岩石学特性和核素吸附特性作了研究。后由于缺乏经费支持,工作中断。第二阶段是从1996年以后开始的,目的是为建造处置库提供各类参数,地下实验室是处置库的组成部分。该项工作,目前随着处置库场址预选工作的进行,正在逐步开展。

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