有限厚破碎射氣介質(zhì)氡運(yùn)移規(guī)律研究及應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)鈾礦工人的個(gè)人劑量水平比世界平均水平高3～5倍，毋庸置疑，如此高的個(gè)人劑量必將制約我國(guó)鈾礦開采業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鈾礦堆廣泛存在于鈾礦山，是放射性核素氡和氡子體的主要來(lái)源，但是至今，對(duì)鈾礦堆氡運(yùn)移和析出規(guī)律的研究較少。因此，研究鈾礦堆氡的運(yùn)移和析出規(guī)律，對(duì)于鈾礦山的氡輻射防護(hù)設(shè)計(jì)有著重大的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值；同時(shí)，也可豐富氡氣在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移理論。
　　本文在國(guó)家自然基金項(xiàng)目《包含大塊度不均勻爆破鈾礦堆的受限空間內(nèi)氡運(yùn)移的動(dòng)力學(xué)

2、模型及數(shù)值模擬》（項(xiàng)目編號(hào)：11105069）資助下，將鈾礦堆抽象為有限厚破碎射氣介質(zhì)，首先分析了破碎射氣介質(zhì)中氡的運(yùn)移和析出機(jī)理；接著，選取某鈾礦山+4mm～-5mm的鈾礦石為試驗(yàn)樣品，利用自制的氡擴(kuò)散-滲流運(yùn)移的多功能實(shí)驗(yàn)裝置，獲得了破碎射氣介質(zhì)內(nèi)氡的擴(kuò)散系數(shù)和可運(yùn)移氡產(chǎn)生率，研究了空氣滲流速度對(duì)破碎射氣介質(zhì)內(nèi)氡運(yùn)移以及介質(zhì)表面氡析出率的影響；最后，通過(guò)Fluent軟件對(duì)某鈾礦山獨(dú)頭采礦巷道鈾礦堆內(nèi)氡的運(yùn)移和析出進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到

3、了鈾礦堆內(nèi)氡的濃度分布和析出規(guī)律，并對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行了探討。取得的研究成果如下：
　　1、設(shè)計(jì)并研制了有限厚破碎介質(zhì)中氡擴(kuò)散-滲流運(yùn)移的多功能實(shí)驗(yàn)裝置；
　　2、利用自制的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了有限厚破碎射氣介質(zhì)中氡的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，研究了破碎射氣介質(zhì)內(nèi)氡的擴(kuò)散運(yùn)移規(guī)律，并為獲得擴(kuò)散系數(shù)和可運(yùn)移氡產(chǎn)生率提供了一種簡(jiǎn)便有效的方法；
　　3、利用自制的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行有限厚破碎射氣介質(zhì)中氡的滲流實(shí)驗(yàn)，研究了不同滲流速度下破碎射氣介質(zhì)內(nèi)氡運(yùn)

4、移和介質(zhì)表面氡析出率的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：1)破碎射氣介質(zhì)的氣體滲透率較大，其內(nèi)氡的運(yùn)移很容易由滲流主導(dǎo)；2)一定滲流速度范圍內(nèi)，同一高度處的氡濃度隨滲流速度的增大呈負(fù)指數(shù)關(guān)系減小，同一滲流速度下的氡濃度隨介質(zhì)增高近似呈線性增大；隨著滲流速度的增大，滲流出口介質(zhì)表面氡析出率近似呈指數(shù)關(guān)系增大。
　　4、應(yīng)用Fluent軟件對(duì)某鈾礦井獨(dú)頭采礦巷道中鈾礦堆內(nèi)氡的運(yùn)移進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了壓入式和抽出式兩種通風(fēng)方式下鈾礦堆內(nèi)氡的運(yùn)移