温度-压力耦合作用下尾矿堆中氡的迁移扩散规律研究

田亚坤^1,2，张志军^1,2，郭要辉^1,2，王仲辉^1,2，汪敏³

1. 南华大学资源环境与安全工程学院2. 南华大学湖南省矿山岩土工程灾害预测与控制工程技术研究中心3. 北京科技大学土木与资源工程学院

摘 要：为研究温度、压力对铀尾矿堆中放射性核素氡迁移扩散的影响,通过构建温度-压力耦合作用下氡迁移的动力学模型,运用COMSOL数值模拟软件的可视化处理技术分析不同状态下铀尾矿堆中氡浓度和气体压力分布情况。结果表明:在一定时间范围内,氡慢慢扩散到铀尾矿堆上部,使氡浓度在靠近上边界的一定区域内逐渐增大最终趋于稳定,氡浓度随扩散位移的增加而增大。与理想状态相比,在压力、温度的共同作用下,加速了铀尾矿堆表面氡的析出,从而使铀尾矿堆上部氡浓度的最大值相对小,堆体内氡浓度达到稳态的时间相对短。温度加快了铀尾矿堆内气体压力的变化,从而加快了对流速度,最终促进了氡的迁移。该研究为铀尾矿堆放射性污染的治理提供有效理论依据。

关键词：铀尾矿堆;多场耦合;氡;扩散迁移;温度;压力;