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《鈾酰在鈉蒙脫石（001）面上吸附行為的分子模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、太原理工大學碩士研究生學位論文太原理工大學碩士研究生學位論文鈾酰在鈉蒙脫石（001）面上吸附行為的分子模擬摘要隨著世界核技術(shù)及核工業(yè)的迅速發(fā)展，其產(chǎn)生的大量廢棄物的安全處理已經(jīng)成為人類密切關(guān)注的問題。鈾作為核反應(yīng)的燃料及最終廢物的主要組成，是核燃料循環(huán)中的中心元素。它具有較高的移動性且極易與有機及無機物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合作用。因此，鈾和它的衰變產(chǎn)物是環(huán)境中的有害污染物。目前國際上公認的處置高放廢物最合適有效的方法即為深地質(zhì)處置。膨潤土具有十分優(yōu)良的核素吸附性質(zhì)和非常低的滲透性質(zhì)等，并且在自然界的分布十分廣泛，所以常常被選作高放廢物深地質(zhì)處置的緩沖/回填材料。本文采用分子模擬技術(shù)，運用分子力學
2、、蒙特卡洛以及分子動力學方法進行模擬計算，重點研究了鈾酰離子在層間含水層數(shù)不同的鈉蒙脫石（001）面上的吸附行為。主要內(nèi)容如下：（1）運用MaterialsStudio分子模擬軟件構(gòu)建了鈉蒙脫石的分子模型，對其層間含水層數(shù)不同的四種類型進行了分子力學幾何優(yōu)化，對比其優(yōu)化前后模型發(fā)生的改變，發(fā)現(xiàn)隨著層間含水層數(shù)的增加，鈉蒙脫石的層間距、體積和貝塔角均在增大，而其密度則呈下降趨勢。層間距的增加很好地說明了蒙脫石的遇水膨脹特性。（2）運用蒙特卡洛分子模擬方法，模擬計算了在壓強為100kPa，溫度為300K的條件下，鈉蒙脫石（001）面吸附鈾酰離子的吸附量、I太原理工大學碩士研究生學位論文吸
3、附能以及等量吸附熱等，研究發(fā)現(xiàn)，隨著鈉蒙脫石層間含水層數(shù)的增加，其對鈾酰離子的吸附量呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。吸附的鈾酰離子大都聚集在鈉蒙脫石TOT層硅氧面的上空以及水分子的周圍；而且在水分子的周圍聚集的鈾酰離子相對更多些。等量吸附熱數(shù)據(jù)均表明鈉蒙脫石具有很好的吸附鈾酰離子的性質(zhì)，且在其吸附過程中物理吸附和化學吸附作用共存。（3）運用分子動力學模擬方法，深入研究了鈾酰離子在鈉蒙脫石（001）面上的吸附特點，模擬發(fā)現(xiàn)隨著層間含水層數(shù)的增加，鈉蒙脫石對鈾酰離子的吸附作用強弱程度在逐漸降低。鈾酰離子與鈉離子都表現(xiàn)為離子交換作用方式的吸附。在鈉蒙脫石（001）面上，鈾酰離子和鈉離子都發(fā)生了不同程
4、度的水化作用，形成兩層水化殼。此外，由動力學模擬均衡圖觀察到鈉離子和鈾酰離子平均地分布在鈉蒙脫石TOT層的兩側(cè)，說明蒙脫石TOT層具有維持其兩側(cè)電荷平衡的性質(zhì)。（4）層間分別含有一層水、二層水和三層水的鈉蒙脫石，對鈾酰離子、鈉離子和水分子的作用力均按此順序逐漸減弱。層間含二層水的鈉蒙脫石的吸附等性質(zhì)較強，而層間含一層水和三層水的鈉蒙脫石則相對較弱些。關(guān)鍵詞：鈉蒙脫石，鈾酰離子，吸附，分子模擬II太原理工大學碩士研究生學位論文MOLECULARSIMULATIONOFURANYLADSORPTIONON（001）SURFACESOFNA-MONTMORILLONITEABSTRACTW
5、iththerapiddevelopmentofnucleartechnologyandindustryintheworld，howtosafelydisposethelargeamountofwastethatisproducedbythenuclearindustryhasbeenpaidcloseattention.Uraniumisthecentralelementinthenuclearfuelcycle，asfuelofnuclearreactorsandasmajorcomponentofthefinalwaste.Itishighlymobileandreadilyc
6、omplexateswithorganicandinorganicmatter.Therefore，uraniumanditsdecayproductsarehazardouspollutantsoftheenvironment.Thedeepgeologicaldisposalisnowregardedasthemosteffectivewayandwidelyacceptedforthesafehighlevelradioactivewastedisposalinthewold.Bentonitehasexcellentpropertiessuchasretardantnucli
7、desfrommigrationandlowpermeabilityandsoon，andalsoiswidelydistributedinnaturalenvironment，soitisusuallychosenasthebufferandbackfillIII太原理工大學碩士研究生學位論文materialinthedeepgeologicaldisposalofhighlevelradioactivewaste.Hereweusemoleculars
