有限厚破碎射氣介質(zhì)氡運移規(guī)律研究及應(yīng)用.pdf

1、我國鈾礦工人的個人劑量水平比世界平均水平高3～5倍，毋庸置疑，如此高的個人劑量必將制約我國鈾礦開采業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鈾礦堆廣泛存在于鈾礦山，是放射性核素氡和氡子體的主要來源，但是至今，對鈾礦堆氡運移和析出規(guī)律的研究較少。因此，研究鈾礦堆氡的運移和析出規(guī)律，對于鈾礦山的氡輻射防護設(shè)計有著重大的實際意義和應(yīng)用價值；同時，也可豐富氡氣在多孔介質(zhì)中的運移理論。
　　本文在國家自然基金項目《包含大塊度不均勻爆破鈾礦堆的受限空間內(nèi)氡運移的動力學

2、模型及數(shù)值模擬》（項目編號：11105069）資助下，將鈾礦堆抽象為有限厚破碎射氣介質(zhì)，首先分析了破碎射氣介質(zhì)中氡的運移和析出機理；接著，選取某鈾礦山+4mm～-5mm的鈾礦石為試驗樣品，利用自制的氡擴散-滲流運移的多功能實驗裝置，獲得了破碎射氣介質(zhì)內(nèi)氡的擴散系數(shù)和可運移氡產(chǎn)生率，研究了空氣滲流速度對破碎射氣介質(zhì)內(nèi)氡運移以及介質(zhì)表面氡析出率的影響；最后，通過Fluent軟件對某鈾礦山獨頭采礦巷道鈾礦堆內(nèi)氡的運移和析出進行了數(shù)值模擬，得到

3、了鈾礦堆內(nèi)氡的濃度分布和析出規(guī)律，并對相關(guān)影響因素進行了探討。取得的研究成果如下：
　　1、設(shè)計并研制了有限厚破碎介質(zhì)中氡擴散-滲流運移的多功能實驗裝置；
　　2、利用自制的實驗裝置進行了有限厚破碎射氣介質(zhì)中氡的擴散實驗，研究了破碎射氣介質(zhì)內(nèi)氡的擴散運移規(guī)律，并為獲得擴散系數(shù)和可運移氡產(chǎn)生率提供了一種簡便有效的方法；
　　3、利用自制的實驗裝置進行有限厚破碎射氣介質(zhì)中氡的滲流實驗，研究了不同滲流速度下破碎射氣介質(zhì)內(nèi)氡運

4、移和介質(zhì)表面氡析出率的變化規(guī)律。試驗結(jié)果表明：1)破碎射氣介質(zhì)的氣體滲透率較大，其內(nèi)氡的運移很容易由滲流主導；2)一定滲流速度范圍內(nèi)，同一高度處的氡濃度隨滲流速度的增大呈負指數(shù)關(guān)系減小，同一滲流速度下的氡濃度隨介質(zhì)增高近似呈線性增大；隨著滲流速度的增大，滲流出口介質(zhì)表面氡析出率近似呈指數(shù)關(guān)系增大。
　　4、應(yīng)用Fluent軟件對某鈾礦井獨頭采礦巷道中鈾礦堆內(nèi)氡的運移進行了數(shù)值模擬，得到了壓入式和抽出式兩種通風方式下鈾礦堆內(nèi)氡的運移