[发明专利]一种小柱模拟土壤中铀迁移测定装置及方法

说明书

本发明属于实验装置技术领域，公开了一种小柱模拟土壤中铀迁移测定装置及方法，所述小柱模拟土壤中铀迁移测定装置设置有一个模拟土壤气加热单元、一个气体循环泵以及一个或多个模拟土壤介质单元；模拟土壤气加热单元设置有PVC管，PVC管的内部安装有扰动风扇，上端扣合安装有上管盖，下端扣合安装有下管盖，下管盖的内部安装有电热丝；模拟土壤介质单元设置有PVC管，PVC管的内部填装有均匀的岩土介质，岩土介质底端填装有含铀基材，上端扣合安装有上管盖，下端扣合安装有下管盖。本发明在使用时，铀元素能够穿透模型中的岩土介质从而在岩土介质上端PVC管内的采样气体中形成可观测的铀含量，大大缩短了原有的观测时间。

技术领域

本发明属于实验装置技术领域，尤其涉及一种小柱模拟土壤中铀迁移测定装置及方法。

背景技术

铀是一种天然的放射性元素，也是目前最主要的核原料。在核能与核技术的应用过程中，其有可能弥散到环境中，经过迁移、沉积会对土壤造成污染，继而危害人类的健康。由于实际土壤中介质环境及流体环境都是复杂的，对铀在土壤中的迁移规律研究存在一定的困难，也无法准确地了解铀核素迁移的影响条件有哪些。与此同时，铀元素在土壤中的迁移是一个长期、缓慢的过程，短时间内较难在大范围内的土壤介质中观测到铀元素的分布变化。

目前，铀元素迁移方面的研究大多数以数值模拟的方法进行，仅有少数研究学者将铀矿石放置在广口玻璃瓶的空气中或将含铀介质放置在河砂中来研究铀在空气中或者在孔隙中迁移行为。

综上所述，现有技术存在的问题是：

土壤中的铀元素迁移是一个缓慢、复杂的过程，对迁移过程所受环境影响的研究存在一定的困难，目前领域内学者提出的研究方法或装置不能满足土壤铀元素迁移可控性、短时性实验要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种小柱模拟土壤中铀迁移测定装置及方法。

本发明是这样实现的，小柱模拟土壤中铀迁移测定装置，所述小柱模拟土壤中铀迁移测定装置设置有一个模拟土壤气加热单元、一个气体循环泵以及一个或多个模拟土壤介质单元；

模拟土壤气加热单元设置有PVC管，PVC管的内部安装有扰动风扇，上端扣合安装有上管盖，下端扣合安装有下管盖，下管盖的内部安装有电热丝；

模拟土壤介质单元设置有PVC管，PVC管的内部填装有均匀的岩土介质，岩土介质底端填装有含铀基材，上端扣合安装有上管盖，下端扣合安装有下管盖。

进一步，模拟土壤气加热单元扰动风扇下端的PVC管内安装有温度传感器，风扇和温度传感器分别通过导线与外部DC+12V电源及温控器连接。

进一步，岩土介质及含铀基材放置在模拟土壤介质单元PVC管内的多孔承载板上，多孔承载板通过螺栓水平固定在模拟土壤介质单元PVC管内。

进一步，模拟土壤气加热单元PVC管下端的管壁上安装有一组宝塔接头。

进一步，模拟土壤介质单元PVC管上端、下端的管壁上各安装有一组宝塔接头。

进一步，模拟土壤气加热单元PVC管和模拟土壤介质单元PVC管上端、下端的两组宝塔接头分别安装在同一水平直线上。

本发明的另一目的在于提供一种所述小柱模拟土壤中铀迁移测定装置的小柱模拟土壤中铀迁移测定方法，所述小柱模拟土壤中铀迁移测定方法包括：

(1)制备含铀基材及岩土介质；

(2)组合模型单元；

(3)实验测量；

(4)实验结果分析。

进一步，所述制备含铀基材及岩土介质的步骤包括：