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高水平放射性废物(高放废物)的安全处置是制约核裂变能可持续发展的关键之一,而深地质处置是目前最有希望的处置方案。腐殖质(包括富里酸、胡敏酸和胡敏素)广泛存在于拟建设的高放废物处置库所处的环境中,对放射性核素在处置库近场和远场固相介质上的吸附作用有巨大影响。化学模型是高放废物地质处置库性能评价的基础,然而,腐殖质存在下放射性核素吸附作用的定量描述目前在世界范围内依然面临巨大困难。本文研究了富里酸(FA)存在下,U(Ⅵ).Th(Ⅳ)和Eu(Ⅲ)在三种与处置库环境有关的吸附剂(即Si02、锐钛矿(Ti02)和钠基高庙子膨润土(Na-BNT))上的吸附作用;在宏观吸附数据的基础上,建立了表面配位模型,以便定量描述所采集的实验数据,为地质处置库的安全评价提供模型参考。一、磷酸根[P(Ⅴ)].FA和Eu(Ⅲ)共存时Eu(Ⅲ)在Si02上的吸附作用。(1)研究结果表明,所涉及无机离子在二元体系中的吸附作用,均可通过双层模型(Double-layer model,DLM)得以定量描述。对Eu(Ⅲ)的吸附而言,通过Eu3+和表面羟基(≡SOH)形成内圈表面配合物三SOEu2+得以定量描述;对P(V)而言,生成表面配合物(?)SOH2PO和(?)SONaHPO42的反应可以定量描述其吸附作用。(2)FA在二元体系中的吸附作用利用Stockholm Humic Model(SHM)进行定量描述。基于SHM描述FA与H+反应的一般化参数,通过构建FA与三SOH的配体交换反应,实现了离子强度为0.1mol/L时FA在Si02上的吸附作用。(3)在二元DLM的基础上,用配合物三SOEuHPO4+的生成描述了Eu(Ⅲ)/P(V)/SiO2三元体系的吸附数据。在二元DLM以及SHM的基础上,通过三元表面配合物(?)SOEuHFA2+和三SOEuI1A+的生成反应,可以定量解释离子强度为0.1M时Eu(Ⅲ)/FA/Si02吸附体系的实验结果。(4)四元吸附体系中FA与Eu(Ⅲ)的配合作用远强于P(V)与Eu(Ⅲ)之间的相互作用,无需考虑新的反应即可解释实验结果。二、FA存在下U(Ⅵ)在TiO2上的吸附作用。FA存在下U(Ⅵ)在TiO上吸附作用的描述有两个基础:一是描述FA与H+以及FA与UO22+反应的NICA-Donnan模型,计算时使用了一般化参数;另一个基础是描述Ti02表面酸碱反应的恒电容模型(CCM)。在上述两个子模型的基础上,FA的二元宏观吸附数据可以通过三个表面反应(分别生成三SOHFAH、三SOHFA-和(?)SOFA2-))描述;U(Ⅵ)的二元吸附数据可以通过生成配合物(三SO)2U02,((?)SO)2(UO2)2(OH)2和(?)SO(U02)3(OH)5得到定量描述;在二元体系模型的基础上,三元体系的吸附结果可以通过两个三元表面配合物三SOUO2FAH和三SO(U02)2(OH)2FA的生成反应得到描述,其中前者解释的是在低pH值范围内U(Ⅵ)吸附,而后者主要解释高pH值范围内U(Ⅵ)的吸附。三、FA存在下U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)在Na-BNT上的吸附作用。(1)在描述Na-BNT表面酸碱性质的DLM模型的基础上,通过离子交换反应(≡X)2U02以及表面配位反应(?)AlOUO2+和(?)AlO(UO2)3(OH)5定量解释了U(≥)的二元吸附数据;通过三XTh3+及表面反应((?)AlO)2Th2+解释了Th(Ⅳ)的二元吸附数据。(2)在SHM的描述FA与H+反应的基础上,用表面配合物≡AlOHFA和≡A1OFA-的生成反应描述了FA在Na-BNT上的二元吸附实验数据。(3)三元吸附数据可以通过三元表面配合物(?)AlOU02HFA2+的生成反应进行描述。总之,本论文的实验数据和所构建的化学模型,为我国高放废物地质处置库的安全评价提供了重要参考。