地气作用下地质处置核废物中核素迁移模拟研究的开题报告.docx

地气作用下地质处置核废物中核素迁移模拟研究的开题报告
一、选题背景及研究意义
核能是近代以来最为重要的能源之一，但核能利用产生的核废物却引起了人们的担忧和关注。核废物中含有大量放射性核素，若不加以妥善处置，将会对环境和人类健康造成极大危害。因此，核废物处理问题一直是国内外科学家研究的热点问题之一。目前，地质处置是最被广泛接受的核废物处置方法之一。地质存储主要依靠地层的稳定性，强化封闭系统的安全性，逐步减少与外部环境的联系。当前，不同国家间推进核废物地质处置的规划和步伐不尽相同，对核素的迁移与扩散过程也存在争议。因此，研究核素在地质处置环境中的迁移和扩散对于核废物地质处置安全性评价具有重要意义。
二、研究内容
本文主要研究地气作用下地质处置核废物中核素迁移模拟。具体研究内容如下：
（1）核素迁移的基本过程
介绍核废物地质处置中核素迁移的基本过程，包括失控放射性核素的扩散和迁移流程，环境中核素的形态转换和吸附过程等。
（2）地气作用对核素迁移的影响
地气作用是指地下气体（主要是水蒸气、氧气、氮气）与地下环境系统的相互作用。本文研究地气对核素迁移的影响，探究地气作用机制和体系关键特征，并利用模拟方法分析不同的地气扰动对核素迁移过程的影响。
（3）模拟方法与建模
采用现代计算机模拟方法，建立核废物地质处置系统与地气系统的模型，在模型中加入地气作用因素，模拟核素迁移过程。通过模拟分析和计算评估，解决目前核废物地质处置中的一些争议问题，提出合理的处理意见和建议。
三、研究方法
本文采用的主要研究方法为：
（1）对核素迁移机理进行理论分析，分析其主要影响因素。
（2）建立地气作用下核废物地质处置系统与地气系统的模型，并加入地气扰动因素进行模拟。
（3）分析模拟结果，评估核素浓度随时间的变化规律及不同地气扰动对核素迁移的影响。
（4）对模拟结果进行统计分析和灵敏度分析，提出针对核素迁移问题的处理建议。
四、预期成果
通过本文的研究，预计可以得到如下成果：
（1）明确在地质处置条件下地气作用对核素迁移的影响和控制机制。
（2）得到核素在地质存储环境中的输运与迁移规律。
（3）提出针对核素迁移可能存在的问题的有效措施和建议。
（4）为核废物地质处置安全性评估提供科学依据和理论支持。
五、进度安排
本文的进度安排如下：
阶段一：文献调研（第1-2周）
对核废物地质处置与核素迁移、地气作用等相关领域的文献进行全面调研，并批注总结。
阶段二：理论分析和模型建立（第3-4周）
在已有文献和数据的基础上，对核素迁移机理进行理论分析，并建立相应的模型。
阶段三：模拟及数据处理（第5-6周）
根据模型，结合实际数据开展模拟实验，并对数据进行分析和处理。
阶段四：结果表述、论证与整理（第7-8周）
对实验结果进行论证、整理和总结，并编写本文初稿。
阶段五：修改、审稿、完善（第9-10周）
修改初稿并提交导师进行审稿，进一步完善文章，准备答辩。
六、参考文献
[1]杨许鹏,刘永青,赖庆琳.核废物地质存储中核素迁移规律研究进展[J].环境科学与管理,2019(8):221-226.
[2]刘睿,马爱民.基于数值模拟的核废物地质处置体系中核素迁移规律研究[J].原子能科学技术,2018,52(7):1106-1114.
[3]徐思洁,尹伯成,章楠.地下水体循环和生物地理学分析在核废物地质处置评价中的应用[J].地质论评,2018,64(4):777-791.
[4]钟启辉,梁国平,黄波.核废物地质储存中地气作用的数值模拟研究[J].环境科学研究,2018,31(1):136-140.