裂隙介质中Pu迁移的连续时间随机游走模拟

来源：中国环境科学杂志2023年第12期北京时间：

作者：黄诗棋, 胡立堂, 刘东旭, 林剑锋, 田蕾, 王道

单位：1. 北京师范大学水科学研究院, 地下水污染控制与修复教育部工程研究中心, 北京 100875;2. 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024

摘要：为更准确地模拟核素的非菲克迁移行为并寻求一种更合理的建模方法,根据一维裂隙岩柱中Pu(钚)迁移试验资料,利用基于不同联合概率密度的连续时间随机游走(CTRW)模型和传统对流-弥散方程(ADE)对Pu迁移的穿透曲线(BTC)进行了过程模拟,对比分析了ADE模型、CTRW-TPL模型、CTRW-TPLA模型和CTRW-ETA模型的拟合程度及适用性,进而选择出最优的模型对不同胶体浓度下Pu在裂隙介质中的迁移进行模拟研究.结果表明,相较于传统ADE模型,参数拟合后考虑吸附作用的CTRW-TPL模型能有效地描述非菲克迁移行为特征,CTRW-ETA拟合过程更易实现,但能为迁移行为的刻画提供的信息较少.研究还发现胶体的存在显著提高了Pu在裂隙介质中的迁移性,但胶体浓度超过某个临界值后,随着浓度升高Pu的迁移性反而减弱,在CTRW理论框架中,该过程表现为表征广义运移速度和弥散系数的参数值先增大后减小,而介质对溶质颗粒的平均吸附率先减小后增大.

关键词：核素,非菲克迁移,连续时间随机游走(CTRW),对流-弥散方程(ADE),Pu,胶体促进迁移

基金资助：国家自然科学基金核技术创新联合基金资助项目(U2167211)