(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111441728.4 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 中国辐射防护研究院 地址 030006 山西省太原市小店区学府街 102号 (72)发明人 朱君　陈超　石云峰　刘团团　 谢添　李婷　邓安嫦　张艾明　 (74)专利代理 机构 北京天悦专利代理事务所 (普通合伙) 11311 代理人 任晓航　王体浩 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种放射性核素迁移参数的升尺度方法 (57)摘要 本发明涉及一种放射性核素迁移参数的升 尺度方法， 针对实验室试验与现场原位试验获得 的核素迁移参数相差较远， 核素迁移能力评估失 真的技术缺陷， 本发明公开的放射性核素迁移参 数的升尺度方法通过在实验室建立不同尺度的 动态土柱核素迁移试验， 以放射性核素3H为示踪 剂， 获得所述核素在不同尺度动态土柱中的迁移 曲线。 建立核素迁移数值模型， 根据得到的所述 核素的迁移曲线拟合求解不同尺度下所述核素 的迁移参数； 据此建立所述核素迁移参数与尺度 之间的关系式， 将实验室求解的所述核素迁移参 数进行升尺度， 能够更加真实、 合理、 具有代表性 的用于评估现场的核素迁移能力。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 114386227 A 2022.04.22 CN 114386227 A 1.一种放 射性核素迁移参数的升尺度方法， 所述方法包括如下步骤： S1、 在实验室建立不同尺度的动态土柱核素迁移试验， 以放射性核素为示踪剂， 获得所 述放射性核素在不同尺度动态土柱中的迁移曲线； S2、 建立核素迁移数值模型， 根据步骤S1中得到的所述核素迁移曲线拟合求解不同尺 度下所述核素的迁移参数； S3、 建立所述核素迁移参数与所述动态土柱尺度之间的关系式， 将实验室求解的核素 迁移参数根据建立的所述关系式进行升尺度后， 得到与现场原位试验一致的核素迁移参 数。 2.如权利要求1中所述的一种放射性核素迁移参数的升尺度 方法， 其特征在于： 步骤S2 中所述核素迁移数值模型为双孔隙介质模型， 将孔隙分为 “活孔隙”和“死端孔隙 ”， 水的流 动仅限于“活孔隙”，“死端孔隙 ”中的水不 流动， 但是存在物质的交换。 3.如权利要求2中所述的一种放射性核素迁移参数的升尺度方法， 其特征在于： 所述核 素为3H， 核素3H对应的双孔隙介质模型的迁移方程 为： 其中， Smo和Sim分别为两个区域的源汇项， Гw为两个区域物质的交换 水量， ω为交换速率， α 为弥散度， Sem和Seim分别为两个区域水的饱和度， θmo为活孔隙， θim为死 端孔隙。 4.如权利要求1中所述的一种放射性核素迁移参数的升尺度方法， 其特征在于： 所述核 素迁移参数包括交换速率ω以及弥散度α 。 5.如权利要求4中所述的一种放射性核素迁移参数的升尺度 方法， 其特征在于： 步骤S3 包括建立所述交换速率ω与所述动态土柱尺度的关系式以及建立所述弥散度α 与所述动态 土柱尺度的关系式。 6.如权利要求1中所述的一种放射性核素迁移参数的升尺度 方法， 其特征在于： 步骤S3 中的所述动态土柱 尺度为所述动态土柱的高度， 升尺度的标准 为垂向尺度。 7.如权利要求6 中所述的一种放射性核素迁移参数的升尺度方法， 其特征在于： 在所述 动态土柱柱体的上部设置了一定高度的聚乙烯球形颗粒， 保证水流与核 素能够沿垂向均匀 下渗。 8.如权利要求1中所述的一种放射性核素迁移参数的升尺度方法， 其特征在于： 所述动 态土柱为中砂柱体。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114386227 A 2一种放射性核素迁移参数的升尺度方 法 技术领域 [0001]本发明属于辐射防护领域， 具体涉及一种放 射性核素迁移参数的升尺度方法。 背景技术 [0002]放射性核素在土壤及地下水环境中的迁移能力是预测核设施向环境释放核素通 量及危害性评估的重要指标， 也是厂址选址、 辐射防护设计、 三废处理系统的优化、 水环境 监测方案制定、 环境影响评价、 事故应急响应等的参 考依据。 [0003]核素迁移参数作为衡量核素迁移能力的关键指标， 其准确性对合理预测放射性核 素在土壤及地下水中的迁移、 转化行为尤为重要。 目前， 获取核 素迁移参数的方法主要包括 原位试验、 监测类比试验和实验室模拟试验。 原位试验和 监测类比试验可以在接近自然条 件下， 研究核 素迁移的地球化学行为， 所获得的迁移 参数能够反映现场实际情况， 但是原 位 试验受限于经费和政 策， 监测类比试验需要合适的场地和契机， 均无法广泛应用。 实验室模 拟试验的优势是可以在设定的条件下重复和验证试验， 是获得核素迁移参数 的主要手段。 但是， 由于实验室试验采用的原状样与现场 实际尺度相 差较大， 导致实验室试验与原位试 验求解的核素迁移参数， 最大可以相 差几个量级。 实验室试验求解的核素迁移参数必须通 过升尺度， 才能更加真实、 合理， 具有代 表性的评估现场的核素迁移能力。 发明内容 [0004]针对现有技术中存在的缺陷， 本发明的目的在于提供一种放射性核素迁移参数的 升尺度方法， 通过在实验室建立不 同尺度的动态土柱核素迁移试验， 以放射性核素3H为示 踪剂， 获得所述核 素在不同尺度动态土柱中的迁移曲线。 建立核 素迁移数值模型， 根据得到 所述核素的迁移曲线拟合求解不同尺度下所述核 素的迁移参数； 据此建立所述核 素迁移参 数与尺度之间的关系式， 将实验室求解的所述核素迁移参数进行升尺度， 用于评估现场的 核素迁移能力。 [0005]为达到以上目的， 本发明采用的技术方案是： 一种放射性核素迁移参数的升尺度 方法， 所述方法包括如下步骤： [0006]S1、 在实验室建立不同尺度的动 态土柱核素迁移试验， 以放射性核素为示踪剂， 获 得所述放射性核素在不同尺度动态土柱中的迁移曲线； [0007]S2、 建立核素迁移数值模型， 根据步骤S1中得到的所述核素迁移曲线拟合求解不 同尺度下 所述核素的迁移参数； [0008]S3、 建立所述核素迁移参数与所述动态土柱尺度之间的关系式， 将实验室求解的 核素迁移参数根据建立的所述关系式进行升尺度后， 得到与现场原 位试验一致的核素迁移 参数。 [0009]进一步， 步骤S2中所述核素迁移数值模型为双孔隙介质模型， 将孔隙分为 “活孔 隙”和“死端孔隙 ”， 水的流动仅限于 “活孔隙”，“死端孔隙 ”中的水不流动， 但是存在物质的 交换。说　明　书 1/7 页 3 CN 114386227 A 3