鈾尾礦堆放射性污染物混合智能優(yōu)化控制研究.pdf

1、鈾礦資源開采過程中會造成大量放射性污染，而環(huán)境中氡及其子體的主要來源是鈾尾礦堆。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)境放射性污染的關鍵性問題。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力遷移模型，通過比較分析得出溫度與壓力耦合作用對氡氣體的擴散遷移有重要影響。在此基礎上，進一步建立覆蓋層中氡氣體一維遷移的數(shù)學方程，構建以材料成本和環(huán)

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

3、遷移的數(shù)學模型。數(shù)值分析結果表明，外界環(huán)境溫度的升高會加劇氡氣體分子的擴散，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；
　　（3）建立在覆蓋層中氡的遷移動力學模型，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散系數(shù)之間關系的表達式；
　?。?）運用免疫遺傳優(yōu)化算法對覆蓋材料的性能參數(shù)進行優(yōu)化。氡析出率隨覆蓋材料孔隙度以及擴散系數(shù)的降低而降低，覆蓋材料厚度越大，氡析出率越小。