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    刘晓阳, 李博, 段志强
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    为了揭露相山火山盆地完整地质结构,探索盆地中部成矿前景和潜力,相山铀矿田深部探测二期项目在盆地中部杏树下地区部署了3 000 m科学深钻,孔号CUSD2-1。为保障深钻顺利施工,采用先进的交流变频电动顶驱式地质岩心钻机、大口径绳索取心钻进工艺、防斜控斜绳索取心钻具、高效金刚石钻头和高效减阻冲洗液,成功解决坚硬岩石钻进时效低、破碎地层孔壁稳定、钻孔漏失、强造斜地层防斜控斜、大口径绳索取心安全钻进等复杂地层深孔钻探施工技术难题,顺利钻探至预定深度,创造我国地质岩心钻探S(φ150 mm)口径绳索取心最深纪录,揭示深部地层结构,为深部铀资源探测提供宝贵的地质资料。此次深钻不仅对深部铀资源科学探索研究具有特殊意义,同时也对深孔-特深孔地质岩心钻探工程技术提升具有重大意义。

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    钟灵, 贺锋, 赵兴齐, 李西得, 蔡煜琦, 田明明, 王杰
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    柴达木盆地东部德令哈凹陷是砂岩型铀矿勘探的潜在领域之一,以新近系狮子沟组和上油砂山组为主要研究对象,深入研究沉积相特征与演化,对于铀矿勘探具有一定的指导意义。通过野外露头、钻井岩心、测井分析对岩相组合和沉积建造开展详细观察,识别出区内主要发育冲积扇-辫状河三角洲-湖泊沉积相类型,其中辫状河三角洲平原分支河道和辫状河三角洲前缘水下分流河道沉积具有一定规模和较好的连通性,为铀矿富集提供有利沉积环境。新的认识有助于了解柴东地区狮子沟组和上油砂山组砂体的时空展布,为下一步找矿勘探提供重要依据。

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    尚高峰, 郭长林, 曹雷
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    近年来吐哈盆地苏巴什地区砂岩型铀矿找矿工作取得重大进展,勘查显示砂体非均质性是控制铀成矿的关键因素之一。对苏巴什地区西山窑组的砂体厚度、含砂率、沉积相、泥岩隔层层数、含矿砂岩粒度和有机质含量等开展系统分析,查明砂体非均质性空间变异特征并探讨其与铀矿化的关系。研究结果显示,分流河道砂体厚度较大,连通性好,具有较强的均质性;而间湾处砂体非均质性强,泥岩隔挡层较发育,砂体厚度较薄。砂体空间非均质性的变异,造成含氧含铀水运移方向的变化,砂体中流体运移速度也随之降低,导致铀的卸载与沉淀成矿。苏巴什地区当砂体厚度介于19~54 m之间,含砂率介于60 %~80 %之间,泥岩隔挡层数介于3~5层之间时,岩性为有机质含量较高的水下分流河道与间湾过渡部位的细砂岩时,对铀成矿更为有利。

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    郭超, 贾为卫, 黄松, 王国荣, 廉刚
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    通过地球化学分析、镜下鉴定和岩心观察等方法,分析楼庄子地区头屯河组下段赋铀砂岩的岩石学特征、地球化学特征、物源组成、构造背景及沉积环境,初步探讨其与铀成矿的关系。结果显示:头屯河组下段含矿砂岩源岩形成构造背景主要为活动大陆边缘和被动大陆边缘,特殊的构造背景为铀的迁移提供有利条件,同时也造就物源的多源性;砂岩碎屑物源以中性火成岩为主,母岩主要为花岗岩,此外少量花岗闪长岩类、火山碎屑岩、沉积岩及变质岩,反映物源的多源性,同时也说明物源区自身铀源较好;沉积时处于温暖湿润的古气候,U、Mo的高度富集和砂岩中富含还原性介质,反映头屯河组下段沉积时处于还原环境,具有良好的原生还原能力;主量元素含量呈现出含矿砂岩较无矿砂岩中w(SiO2)、w(Al2O3)偏低、w(CaO)偏高的规律性,组分含量的差异在含矿段砂体的具体表现为含矿砂岩中明显的黏土化蚀变及碳酸盐化的发育;微量元素富集和亏损程度基本相似,U、Mo和Se相对富集,除Ga与中国沉积岩丰度相当外,其他微量元素相对亏损;微量元素含量亦呈现出一定规律性,即:同一钻孔含矿样品微量元素含量普遍较无矿样品含量偏高,特别是U、Mo、Se、V、Ge、Ti、Sc和Y等元素增高明显,并在含矿样品中更为富集;显示目的层砂体中微量元素在铀成矿过程也存在迁移富集现象。
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    周堂波, 李俊, 郭新文, 陈军军, 张海强, 姜春晖, 吴通航, 马永胜
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    黄铁矿在矿床中是最常见的金属硫化物,形成于铀成矿的各个阶段,其标型特征对深部找矿预测具有重要指示意义。利用电子显微镜、粉晶衍射、热电仪及电子探针系统分析书楼丘铀矿床中不同成矿阶段、不同标高黄铁矿的标型特征。研究结果表明:该矿床黄铁矿n(S)/n(Fe)值指示具有亏S特征,特征元素δFe、δS、As、Se、Co和Ni等指示黄铁矿成因主要为岩浆热液型。黄铁矿晶胞参数特征表明:As以类质同象形式替换S是导致a0变大的主因,亦是导致U元素沉淀的重要因素。黄铁矿热电系数值(a)介于-301.0~332.2 μV·℃-1之间,热电导型以P型为主。黄铁矿形成温度介于74~386 ℃之间,属中低温矿床。黄铁矿热电系数离散度(δa’)在成矿期δa’为82.1,表明成矿环境较为稳定,叠加程度较弱;成矿前期及成矿后期δa’分别为201.6、224.9,指示可能由多期次热液的叠加形成,叠加程度相对较强;各阶段δa’值随标高的下降,亦在逐渐变小,且相对集中,表明越往深部矿化程度相对较好。黄铁矿的热电参数Xnp介于-40.0~61.0之间,矿体的剥蚀百分比(γ)介于34.8 %~60.0 %之间,平均为48.9,指示矿床已被剥蚀至中部,向深部仍有较大延伸。综合分析认为,矿床深部仍有较好的成矿和找矿前景。

  • 研究论文
    叶松鑫, 刘斌, 阮昆
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    在系统收集前人研究成果的基础上,为探讨花岗岩的铀矿成矿专属性特征,对诸广山地区中生代产铀和非产铀花岗岩的地球化学特征进行深入分析。研究结果显示:产铀与非产铀花岗岩均主要由前寒武纪变质沉积岩部分熔融形成,但产铀花岗岩主要源于富含铀的泥质岩部分熔融,而非产铀花岗岩则由贫铀的砂质岩部分熔融形成。与非产铀花岗岩相比,产铀花岗岩中黑云母结晶温度相对较低,富含氟而贫氯,岩浆熔体的氧逸度值较低,暗示产铀花岗岩形成于相对低温、低氧逸度的环境。低温、低氧逸度及富氟的物理-化学环境有利于铀在岩浆结晶分异过程中不断进入熔体中,与氧结合形成易于发生二次蚀变的铀矿物——晶质铀矿。晶质铀矿的形成为铀成矿提供了良好的物质基础。

  • 研究论文
    周正龙
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    坪溪岩体位于桃山-诸广铀成矿带北段,前人在岩体内发现了一批铀矿化点,基于坪溪岩体地质调查、物化探测量和分析测试数据,系统阐述了该岩体的铀矿化特征,分析了铀成矿条件与控矿因素。研究认为:坪溪岩体为多期次S型复式产铀花岗岩体,岩浆-构造热液活动强烈,铀成矿地质条件十分有利,铀矿化主要受NNE-NE向断裂构造控制,定位于多组断裂交汇部位,铀矿体产于次级断裂裂隙中,常伴有多期次热液蚀变作用,赤铁矿化、硅化是主要的找矿标志。其中双坑-付竹地段燕山早期-晚期岩浆热液活动强烈,NE向山坑-坪溪、NWW向庐元-合溪-付竹控、含矿断裂发育,深部延伸稳定,硅化、赤铁矿化和黄铁矿化等近矿热液蚀变强烈,浅深部铀异常发育,深部及外围具有较大的找矿潜力,是下一步的重点找矿方向。

  • 研究论文
    蔡定雍, 徐世光, 张兵
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    云南省盈江县莲花山地区是云南为数不多蕴含中高温地热区域,以往地热研究更多是围绕生产实际需求展开,在地热水化学组分来源、水-岩相互作用、热储温度多方法评价及地热系统成因机制等方面并未深入探究。基于水文地球化学方法,旨在识别地热水的循环过程,阐明地热系统的形成机理。利用水化学指标数理统计及相关性分析、Piper图、schoeller图、阴阳离子关系图解、氢氧同位素分析、SiO2地热温标与多矿物平衡法,对盈江盆地地热水化学类型、主要离子组分来源、地热水补给来源、热储温度以及循环深度进行系统研究,继而推断地热水成因。结果表明:盈江盆地内地热田水化学类型为HCO3-Na型。地热水中主要离子组分来源于卤化物矿物、长石类、氟化物与石膏等矿物的溶解,并伴随着阳离子交换作用的影响;地热水主要接受介于1 348~1 571 m之间山区大气降水,深部热储温度168.2 ℃。地热水在上涌过程中与围岩发生水-岩相互作用与阳离子交换作用,致使其水化学组分发生改变;热储热源主要来自地壳深部的岩浆囊,热源一部分通过苏典断裂带沟通以热对流形式向上传递热量,另一部分通过岩石以热传导的方式向上传递热量。大气降水沿导水结构下渗循环接受岩浆囊向上传递的热量使其增温,最终在断裂带附近形成以HCO3-Na型水为主的对流-传导复合型水热系统。
  • 研究论文
    云龙, 王驹, 杨晓平, 陈苏
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    地下实验室在高放废物处置库选址和确定过程中,起到了承上启下、不可或缺的作用。结合地下实验室所处北山地区的区域地震地质环境,开展高放废物处置地下实验室结构稳定性评价研究。经过十余年的场址稳定性评价工作,建立了地壳稳定区弱活动断裂的活动性鉴定和发震能力评价技术;综合考虑震源-传播路径-局部场地特性的设防地震动的确定方法;提出了大埋深复杂地下实验室系统高效高精度的整体时域分析方法;建立了岩体-结构数值分析模型,揭示其抗震性能及其对地下实验室结构稳定性的影响特征和规律。研究成果确定地下实验室的抗震设防烈度等级,提供关键的结构设计地震动输入参数,给出地下实验室的岩体-结构地震动响应结果,为下一步构建场址描述模型(Site descriptive model,SDM)和进行处置库场址适应性评价提供了支持。

  • 研究论文
    成建峰, 张奇, 宗自华, 董艳辉, 曹胜飞, 彭立园
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    随着核能的快速发展,放射性废液的有效处理与处置是目前亟需解决的问题,地聚合物是一种很有前途的放射性废物固化材料。137Cs是低放废液中主要的辐射源,用偏高岭土作为基材,合成偏高岭土基地聚合物,通过抗压强度、孔隙度、微观结构和浸出行为等试验研究地聚合物对Cs的固化行为。在探明偏高岭土基地聚合物对Cs固化行为的基础上,将所制备的偏高岭土基地聚合物用于真实放射性废液的固化,通过在真实地下水环境中的浸出试验,评价偏高岭土基地聚合物在放射性废液固化领域的应用。研究结果表明:偏高岭土基地聚合物具有较高的抗压强度,孔隙度较小,微观结构稳定,并且对Cs有较好的固化性。在42 d时,真实低水平放射性废液地聚合物固化体中的137Cs在去离子水和真实地下水中均具有较低的浸出率和累积浸出分数,且优于国标中规定的值。说明偏高岭土基地聚合物在固化核素方面是一种非常有应用潜力的材料。

  • 研究论文
    彭立园, 谢敬礼, 曹胜飞, 张奇, 成建峰, 高玉峰
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    国际公认的安全处置高放废物的方法是建造“多重屏障系统”概念设计的深地质处置库。处置容器作为重要的工程屏障之一,需要满足在设计寿命年限内包容放射性废物并将其与地下水隔离的安全功能要求。这要求处置容器在设计寿命年限内保持完整性,不发生失效,因此合理设计处置容器的形状和厚度至关重要。处置容器材料的性质是影响处置容器形状和厚度设计的重要因素。日本选用碳钢为处置容器材料,并已经完成处置容器样件的试制。由于碳钢也是我国高放废物处置容器的候选材料之一,因此主要调研日本高放废物处置容器的形状和厚度设计思路,分析影响处置容器形状和厚度设计的主要因素,重点关注处置容器厚度设计中的抗压厚度和辐射屏蔽厚度参数的确定,旨在为我国高放废物处置容器的设计提供参考。

  • 研究论文
    夏子通, 凌辉, 范文哲, 贺三军
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    采用径迹法对北山地下实验室场区和周边区域的空气氡浓度进行为期一年的调查,查明区域的氡浓度本底水平,分析人为活动和气象因素对氡浓度的影响。结果表明,区域空气氡浓度范围介于10~64 Bq·m-³之间,平均值为27 Bq·m-³,场区外、科研管理区和运行维护区的氡浓度水平差异较小,人为活动对区域氡浓度的影响较为有限;根据皮尔逊相关系数分析结果,氡浓度与温度呈正相关,不同季节的氡浓度差异与温度相关性分析结果一致;风速对氡浓度的影响较为复杂,两者没有表现出明显的相关性。本研究为北山地下实验室的氡气长期监测及健康风险评估提供数据支撑和经验反馈。
  • 研究论文
    姚沛林, 薛庆, 卢辉雄, 张恩
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    核电站温排水是其运行过程中对周围环境影响的重要因素之一,对附近海域温度、水质和水生生物分布均会产生影响。综述国内外核电温排水监测技术的现状,包括传统监测方法、遥感监测方法(卫星遥感、航空遥感)、数值模拟和物理模型试验,以及新兴技术(水下无人潜水器、传感器网络和生物监测);分析现有技术的优缺点和面临的挑战,并对未来技术发展趋势进行展望,强调高分辨率卫星遥感技术,无人机遥感技术和智能实时监测系统的重要性,旨在为核电温排水监测提供参考,促进相关技术的创新和发展,更好保护海洋环境。

  • 研究论文
    薛庆, 姜雪, 章新益, 张恩, 杜继龙
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    随着我国核电事业的快速发展,温排水对周边海域环境的影响日益受到关注。为了准确评估温排水带来的热效应,客观且精确的基准温度至关重要。以福建某核电站附近海域为研究区,基于首台机组运行前长时序的热红外卫星数据,通过温度反演得到不同季节和潮汐条件下的海面温度场分布;运用网格法和相关性分析法,确定潜排区内外温度相关性最高的子区,进而构建多点温度耦合的连续基准温度场;利用近年来的热红外卫星数据提取温升场,评估4台机组运行对附近海域温度升高的影响。结果显示,基于多点温度替代法提取基准温度,方法有效,结果可靠;在核电运行前,研究海域温度场呈现显著的温差和带状分布特征:冬季温度由远海向近岸逐渐降低,而夏季及其他气温较高的月份则表现为相反的趋势;核电运行后,排水口附近海域出现明显的温升区域,在落潮期间温排水主要影响晴川湾,而在涨潮期间晴川湾和文渡湾均受影响;超过2.0 ℃的温升区域在相同潮态下冬季的面积大于夏季,而在相同季节下,涨潮时的面积均大于落潮时。
  • 研究论文
    蒋正江, 王恩国
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    以福建某核电站近岸海域为研究对象,采用Landsat-8/9 TIRS热红外卫星遥感数据,分析核电运行前后不同季节的温度场分布特征。研究结果显示,基于辐射传输方程算法的Landsat-8/9 TIRS数据温度反演结果具有较高的可靠性;核电站运行前,核电厂址附近海域不同季节温度场特征存在明显差异,冬季温度场总体较为均一,南部略高于北部,东部略高于西部,取水口附近水温略高于排水口,厂址周边4 km范围内最大温差约1.5 ℃, 2 km范围内最大温差约1.0 ℃,夏季区域温差较大,整体呈现出北高南低、西高东低的特征,厂址周边4 km范围内最大温差约5.5 ℃,2 km范围内最大温差约2.5 ℃,且局部分布较为紊乱,排水口附近水温高于取水口1.0~1.5 ℃;核电站运行后,区域温度场特征与运行前基本一致,但排水口出现明显高温特征,最大超出周边3.0 ℃,冬季高温强度和面积均大于夏季,说明温排水排放对附近海域温度场的影响冬季强于夏季;潮流流向影响温度场的局部分布,温排水的扩散方向与潮流流向相关。Landsat-8/9 TIRS数据基本满足区域温度场分布研究需求,但难以实现全潮态温排水监测。

  • 研究论文
    李博文, 刘高辉, 袁建, 孙进
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    建立高温红外吸收法测定核纯级碳化硼中总碳的方法,重点探讨测试温度、样品称样量、助熔剂的选择和助熔剂覆盖方式对测量结果的影响,确定实验的最佳条件;并对该方法的准确度、精密度、检出限和定量限等指标进行分析。结果表明: 最佳的测试温度为1 400 ℃,既保证总碳得到释放同时延长仪器使用寿命;最佳称样量介于20~30 mg之间;锡粒的助熔效果最好,碳化硼中碳释放效率最高;对助熔剂的覆盖方式进行探究,0.4 g锡粒+碳化硼+0.6 g锡粒的覆盖方式为最佳,碳化硼中碳得到全部释放。高温红外吸收法测定核纯级碳化硼中总碳的方法准确度高,碳化硼标准物质的测量结果均在标准值的不确定度范围内;该方法精密度良好,重复测定结果的RSD均<1.5 %;方法的检出限为0.001 9 %,该方法简单、快速,满足核纯级碳化硼中总碳测量的需求。

  • 研究论文
    王涛, 陈胜利, 葛祥坤
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    微观孔隙结构对混凝土材料研究具有重要意义。传统的核磁共振法、压汞法、光学显微镜法、X射线断层扫描法(X-CT)和氮气吸附等孔隙结构测试法在孔隙形态、纳米级孔隙表征等方面还存在一定局限性。本研究提出采用氩离子抛光-扫描电子显微镜法研究混凝土中微观孔隙结构,制备具有高质量的无机械损伤表面的混凝土样品,定性研究混凝土中4种类型孔隙结构;采集大面积背散射电子图像,通过ImageJ、Avizo等软件定量分析混凝土中孔隙率、孔隙直径、孔隙形状因子和分级孔隙率等孔隙结构参数。该方法实现了对混凝土微观孔隙结构的定性分析和定量表征,对混凝土材料微观结构的研究分析具有参考意义。

  • 研究论文
    欧开发, 周书民, 陈锐
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    放射性核素的快速识别是核材料检测系统的关键组成部分,对于提高放射性检测的性能和效率至关重要。然而,传统的核素能谱识别方法通常需要经历去噪、本底扣除和特征提取等多个复杂步骤,这些过程计算复杂度高、耗时较长且识别效率有限,难以满足实际应用中的快速响应需求。针对这些问题,提出一种基于MobileNetV3神经网络的核素能谱快速识别算法,通过改进数据处理与模型训练方法,实现对核素的高效识别。利用蒙特卡罗(MCNP)模拟软件生成一系列仿真数据,包括不同放射源及粒子数、NaI探测器与放射源的距离,以及混合核素场景下的能谱数据。这些多样化的数据用于训练和验证网络模型,增强模型的泛化能力。为更有效地处理γ能谱中的全能峰特性,设计一种基于滑动窗口的预处理方法,将一维能谱数据逐道进行变换。随后,采用希尔伯特曲线对经过滑动窗口处理的能谱数据进行二维映射,将其转换为灰度图像形式输入到MobileNetV3模型中进行训练和预测。实验结果表明,构建的神经网络模型在快速处理滑动窗口后的能谱数据方面表现优异,能够在高效学习的同时实现对不同核素的高精度识别。在模型性能方面,选用滑动窗口大小为23和25时,模型不仅收敛速度更快,还显著提高识别的准确率。

  • 研究论文
    黄宇琦, 钟春明
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    为了准确测量伴生放射性矿废渣中的232Th,尤其是针对处于不平衡条件下的矿渣样品的测量,给辐射环境监管提供数据支持。建立了利用高纯锗γ谱仪测量矿渣中232Th的方法。通过选择232Th衰变链子体的特征γ射线进行间接测量,采用相对比较法计算其比活度。把处于不平衡状态的矿渣样品封存20 d,使228Ra与228Ac达到平衡,228Th与224Ra及后续子体达到平衡,再利用换算关系求得母体核素232Th的比活度。方法准确高效,检出限为 1.1 Bq・kg-1,精密度优于5 %,相对误差低于5 %。高纯锗γ谱仪测量矿渣中232Th的方法不用进行复杂的化学处理,弥补电感耦合等离子体质谱法的不足;不平衡条件下的计算方法也比利用单一特征峰或多个特征峰的平均值更可靠。