氧化还原条件敏感核素硒-79和锝-99在甘肃北山花岗岩中的吸附和扩散规律研究

用放射性核素75Se代替79Se研究了硒在北山花岗岩中的吸附和扩散。研究结果表明：Se(IV)在北山花岗岩上的吸附受离子强度的影响很小，北山地下水条件下Ca2+（4.1×10-3 M）和SO42-（3.17×10-3 M）对Se(IV)的吸附基本没有影响；Se(IV)在北山花岗岩上的吸附作用可以用两个表面配位反应定量描述（生成≡SSeO3-和≡SHSeO3），北山花岗岩吸附Se(IV)的位点密度为2.17×10-7 mol/m2；Se(IV)和Eu(III)在北山花岗岩上的吸附作用互不影响，原因可能是Se(IV)和Eu(III)吸附在配位作用不同的表面位点上；Eu(III)相比，Se(IV)在北山花岗岩上的吸附要弱得多，吸附分配比相对较小，在pH=7时Se(IV)在北山花岗岩上的Kd <10 mL/g。.研究了75Se在不同温度及低氧浓度条件下在甘肃北山花岗岩中的扩散，得到了有效扩散系数。75Se的有效扩散系数随温度的升高而增大，高温有利于75Se的吸附。低氧环境下75Se在北山花岗岩中的扩散系数较大气条件下的有所增大。.开发了具有完全知识产权的核素化学种态分析软件CHEMSPEC，并编写了图形界面操作系统（CHEMSPEC (C++)）。利用该软件计算了北山花岗岩\地下水体系中UO22+、Am3+、Pu4+、Th(IV)、Se(IV)等元素的种态分布随pH的变化。计算结果极大地促进了我们对这几个核素扩散和吸附行为的理解。.研究结果表明，在大气室温条件下，TcO4-在北山花岗岩中的有效扩散系数De在不同pH、离子强度以及腐殖酸浓度下变化不大，数值为9.7×10-131.3×10-12 m2/s。当体系的pH增大时，TcO4-在北山花岗岩中的吸附分配比参数（分配系数）Kd减小，当体系的pH减小时，TcO4-在北山花岗岩中的Kd增大。通过电位滴定实验得到了不同pH下花岗岩表面的电荷分布，发现花岗岩表面在低pH下带正电而在高pH下带负电，说明Kd随体系pH值的变化是由于花岗岩表面电荷的改变引起的，花岗岩表面带正电则吸引阴离子TcO4-，Kd增大，反之则排斥TcO4-，Kd减小。在不同离子强度下，TcO4-在北山花岗岩中的Kd随离子强度的增大而减小。在不同温度下，TcO4-在北山花岗岩中的Kd变化不大，而De随温度的升高而增大。