鈾尾礦堆放射性污染物混合智能優(yōu)化控制研究.pdf

1、鈾礦資源開采過(guò)程中會(huì)造成大量放射性污染，而環(huán)境中氡及其子體的主要來(lái)源是鈾尾礦堆。因此采取合理的降低氡析出措施，減少鈾尾礦堆中氡氣體向大氣環(huán)境的排放是解決環(huán)境放射性污染的關(guān)鍵性問(wèn)題。研究表明，覆蓋是降低鈾尾礦堆中氡析出的重要手段。文章首先分別建立理想狀態(tài)下溫度與壓力耦合作用的鈾尾礦堆中氡的動(dòng)力遷移模型，通過(guò)比較分析得出溫度與壓力耦合作用對(duì)氡氣體的擴(kuò)散遷移有重要影響。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建立覆蓋層中氡氣體一維遷移的數(shù)學(xué)方程，構(gòu)建以材料成本和環(huán)

2、境影響（氡析出）為決策因素的多指標(biāo)決策模型，運(yùn)用以免疫遺傳優(yōu)化算法和TOPSIS優(yōu)選方法為理論基礎(chǔ)的混合智能優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)覆蓋材料的優(yōu)化選擇，主要研究成果如下：
　?。?）基于鈾尾礦堆中氡的擴(kuò)散遷移機(jī)制，構(gòu)建理想狀態(tài)下的鈾尾礦堆中氡氣體擴(kuò)散遷移的數(shù)學(xué)模型。模型結(jié)果的可視化顯示，上層鈾尾礦堆中的氡濃度值隨著時(shí)間的增加而增大，最后維持一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；氡濃度值與位移呈正比關(guān)系；
　?。?）構(gòu)建溫度和壓力耦合作用的鈾尾礦堆中氡氣體擴(kuò)散

3、遷移的數(shù)學(xué)模型。數(shù)值分析結(jié)果表明，外界環(huán)境溫度的升高會(huì)加劇氡氣體分子的擴(kuò)散，影響堆體內(nèi)氣體的壓力分布，從而加快鈾尾礦堆表面的氡析出；
　?。?）建立在覆蓋層中氡的遷移動(dòng)力學(xué)模型，得到覆蓋材料表面氡析出率與覆蓋厚度、覆蓋材料孔隙度以及氡在覆蓋材料中的擴(kuò)散系數(shù)之間關(guān)系的表達(dá)式；
　?。?）運(yùn)用免疫遺傳優(yōu)化算法對(duì)覆蓋材料的性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。氡析出率隨覆蓋材料孔隙度以及擴(kuò)散系數(shù)的降低而降低，覆蓋材料厚度越大，氡析出率越小。