低碳鋼腐蝕產物與Pu的氧化還原反應研究
發(fā)布時間：2020-12-03 10:42
本文針對高放廢物處置庫地下水環(huán)境中,包裝容器低碳鋼腐蝕產物與Pu之間的氧化還原反應開展研究,獲取腐蝕產物與Pu之間的氧化還原動力學方程與反應常數,以及影響特征,為高放廢物地質處置安全評價提供技術參數。論文基于高放廢物的超長期（可能上萬年）處置過程中,處置庫遭到天然或人為的作用,工程屏障層被破壞,核廢物容器（低碳鋼）受到地下水的侵蝕,核廢物發(fā)生泄漏遷移這一背景。為了探究腐蝕產物對Pu氧化還原反應研究,用電化學實驗室模擬研究了低碳鋼儲物罐在地下水環(huán)境中的腐蝕過程,通過PHREEQC模擬分析了Pu在腐蝕溶液及地下水中種態(tài)的分布情況,探討了腐蝕溶液及地下水溶液對Pu在兩種地質介質中的吸附機理和動力學影響過程。為后續(xù)指導Pu在地質環(huán)境中的屏障技術提供指導意見,對核廢物安全處置工作具有科學意義。主要研究內容與結論如下:（1）用電化學的方法獲得低碳鋼在溶液中的腐蝕電位,通過腐蝕電位加快腐蝕低碳鋼獲得腐蝕產物。不同條件下的溶液對低碳鋼腐蝕電位及腐蝕電位密度都會產生一定影響。通過XRD對腐蝕產物分析,低碳鋼腐蝕產物主要為α-FeOOH、Fe3O4,在地下水環(huán)境...
【文章來源】：成都理工大學四川省
【文章頁數】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
高放廢物地質處置庫示意圖
2 Pu 在美國尤卡山地下水溶液中的 Eh-pH 圖（CPu= 10人(Amayri, S, et al.,2016; 蔣京呈, 等,2016; 于靜,Pu 在不同地下水中的存在種態(tài)，模擬發(fā)現 Pu 在一定條件下，Pu 可以與地下水溶液中的 SO42-、CSO4+、Pu(SO4)2-、PuCO3+、PuCl2+等化合物；在中與 OH-結合形成 Pu(OH)4，在氧化性較強和堿性)的化合物。同時，模擬發(fā)現 CO2濃度、O2含量、 Pu 在地下水溶液和地質介質中的種態(tài)分布；Bc, R,2016)通過萃取的方法證明。pH=3-10 之間時， Pu（4% Pu(Ⅲ)，85% Pu(IV)，11% Pu(Ⅴ)），當(VI)和 Pu(Ⅲ)，隨著時間的推移 Pu(VI)逐漸向 P)占主導地位并保持穩(wěn)定。中性環(huán)境中一周后發(fā)現三種價態(tài)在一定條件下可以相互轉化；研究發(fā)現A, et al.,2007; Tanaka, K, et al.,2009; Powell, B A, e(Conroy, N A, et al.,2017; Zhao, P, et al.,2016; Wong
第 2 章 低碳鋼腐蝕產物研究于極化曲線測量的裝置如 2-1 所示，實驗前，預先向 300 ml 電解槽中（b）加入特定電解液，通入高純 N2（99.999%）約 30min 除去溶液中的氧氣率約 3ml/s，在實驗過程中始終保持電解池中充滿高純 N2以隔離空氣的驗條件為 25℃。化學工作站測得極化曲線，根據極化曲線獲得腐蝕電壓，用 PS-1 陽極入恒定的電壓，讓低碳鋼在特定溶液中腐蝕獲得相應的腐蝕產物。用極極化儀獲得腐蝕產物的裝置如圖 2-2 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Q235鋼在甘肅北山地區(qū)地下水模擬液及高壓實膨潤土環(huán)境下的腐蝕行為[J]. 鄭珉,黃彥良,西方篤,路東柱,張杰,王秀通,溫娟,李玉紅,劉月妙. 中國腐蝕與防護學報. 2016(05)
[2]利用CHEMSPEC模擬計算Np和Pu在北山地下水中的種態(tài)分布及其在水合氧化鐵上的吸附[J]. 蔣京呈,王曉麗,蔣美玲,周萬強,王祥云,杜良,劉春立. 中國科學:化學. 2016(08)
[3]地下水環(huán)境中钚形態(tài)分布研究進展[J]. 劉艷,李成邦,王東文,張灝,陳曉謀,張向東. 環(huán)境科學與技術. 2016(01)
[4]高放廢物深地質處置環(huán)境中低碳鋼腐蝕行為的研究進展[J]. 薛芳,魏欣,董俊華,柯偉. 腐蝕科學與防護技術. 2015(05)
[5]高放核廢物處置庫T-M耦合數值模擬[J]. 王勝. 沈陽大學學報(自然科學版). 2014(03)
[6]模擬高放廢物地質處置環(huán)境下重碳酸鹽濃度對低碳鋼活化/鈍化腐蝕傾向的影響[J]. 文懷梁,董俊華,柯偉,陳文娟,陽靖峰,陳楠. 金屬學報. 2014(03)
[7]工業(yè)純Ti在模擬高放廢物地質處置環(huán)境中的縫隙腐蝕行為[J]. 魏欣,董俊華,柯偉. 金屬學報. 2013(06)
[8]水相環(huán)境中pH對Pu在膨潤土中吸附行為的影響[J]. 王孝強,李平川,冷陽春,庹先國,宿吉龍,岳萍. 原子能科學技術. 2013(04)
[9]重碳酸鹽溶液中SO42-和Cl-對低碳鋼活化/鈍化腐蝕行為的影響[J]. 陽靖峰,董俊華,柯偉. 金屬學報. 2011(10)
[10]深地質處置——高放廢物的最終去向[J]. 蘇銳. 中國核工業(yè). 2011(08)
碩士論文
[1]低碳鋼在模擬深地質處置環(huán)境中的腐蝕行為[D]. 文懷梁.中國科學技術大學 2014
本文編號：2896295
【文章來源】：成都理工大學四川省
【文章頁數】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
高放廢物地質處置庫示意圖
2 Pu 在美國尤卡山地下水溶液中的 Eh-pH 圖（CPu= 10人(Amayri, S, et al.,2016; 蔣京呈, 等,2016; 于靜,Pu 在不同地下水中的存在種態(tài)，模擬發(fā)現 Pu 在一定條件下，Pu 可以與地下水溶液中的 SO42-、CSO4+、Pu(SO4)2-、PuCO3+、PuCl2+等化合物；在中與 OH-結合形成 Pu(OH)4，在氧化性較強和堿性)的化合物。同時，模擬發(fā)現 CO2濃度、O2含量、 Pu 在地下水溶液和地質介質中的種態(tài)分布；Bc, R,2016)通過萃取的方法證明。pH=3-10 之間時， Pu（4% Pu(Ⅲ)，85% Pu(IV)，11% Pu(Ⅴ)），當(VI)和 Pu(Ⅲ)，隨著時間的推移 Pu(VI)逐漸向 P)占主導地位并保持穩(wěn)定。中性環(huán)境中一周后發(fā)現三種價態(tài)在一定條件下可以相互轉化；研究發(fā)現A, et al.,2007; Tanaka, K, et al.,2009; Powell, B A, e(Conroy, N A, et al.,2017; Zhao, P, et al.,2016; Wong
第 2 章 低碳鋼腐蝕產物研究于極化曲線測量的裝置如 2-1 所示，實驗前，預先向 300 ml 電解槽中（b）加入特定電解液，通入高純 N2（99.999%）約 30min 除去溶液中的氧氣率約 3ml/s，在實驗過程中始終保持電解池中充滿高純 N2以隔離空氣的驗條件為 25℃。化學工作站測得極化曲線，根據極化曲線獲得腐蝕電壓，用 PS-1 陽極入恒定的電壓，讓低碳鋼在特定溶液中腐蝕獲得相應的腐蝕產物。用極極化儀獲得腐蝕產物的裝置如圖 2-2 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Q235鋼在甘肅北山地區(qū)地下水模擬液及高壓實膨潤土環(huán)境下的腐蝕行為[J]. 鄭珉,黃彥良,西方篤,路東柱,張杰,王秀通,溫娟,李玉紅,劉月妙. 中國腐蝕與防護學報. 2016(05)
[2]利用CHEMSPEC模擬計算Np和Pu在北山地下水中的種態(tài)分布及其在水合氧化鐵上的吸附[J]. 蔣京呈,王曉麗,蔣美玲,周萬強,王祥云,杜良,劉春立. 中國科學:化學. 2016(08)
[3]地下水環(huán)境中钚形態(tài)分布研究進展[J]. 劉艷,李成邦,王東文,張灝,陳曉謀,張向東. 環(huán)境科學與技術. 2016(01)
[4]高放廢物深地質處置環(huán)境中低碳鋼腐蝕行為的研究進展[J]. 薛芳,魏欣,董俊華,柯偉. 腐蝕科學與防護技術. 2015(05)
[5]高放核廢物處置庫T-M耦合數值模擬[J]. 王勝. 沈陽大學學報(自然科學版). 2014(03)
[6]模擬高放廢物地質處置環(huán)境下重碳酸鹽濃度對低碳鋼活化/鈍化腐蝕傾向的影響[J]. 文懷梁,董俊華,柯偉,陳文娟,陽靖峰,陳楠. 金屬學報. 2014(03)
[7]工業(yè)純Ti在模擬高放廢物地質處置環(huán)境中的縫隙腐蝕行為[J]. 魏欣,董俊華,柯偉. 金屬學報. 2013(06)
[8]水相環(huán)境中pH對Pu在膨潤土中吸附行為的影響[J]. 王孝強,李平川,冷陽春,庹先國,宿吉龍,岳萍. 原子能科學技術. 2013(04)
[9]重碳酸鹽溶液中SO42-和Cl-對低碳鋼活化/鈍化腐蝕行為的影響[J]. 陽靖峰,董俊華,柯偉. 金屬學報. 2011(10)
[10]深地質處置——高放廢物的最終去向[J]. 蘇銳. 中國核工業(yè). 2011(08)
碩士論文
[1]低碳鋼在模擬深地質處置環(huán)境中的腐蝕行為[D]. 文懷梁.中國科學技術大學 2014
本文編號：2896295
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