高放废物处置库缓冲层分区设计与导热性能数值模拟

摘要

热学性能是评估高放废物处置库(简称高放处置库)安全稳定运行的重要方面.缓冲层作为处置库中最关键的工程屏障,对衰变热的扩散有至关重要的作用.作为缓冲层主要材料的膨润土导热性能通常较差,一般采用在膨润土中掺入具有高导热性能材料的方法来提高缓冲层热传导性能.然而,高导热性能材料的掺入在提升膨润土导热性能的同时,也显著降低了其防渗能力.为了有效地利用掺入剂,提出了对处置库缓冲层进行分区的概念,使用双层缓冲材料替代单一缓冲材料.利用数值模拟方法对处置库工程屏障进行热力学分析,确定敏感性参数,进而评估双层缓冲层的可行性.分析结果表明,热传导系数的变化对处置库峰值温度的影响较大;相对于单层缓冲层结构,文中使用的双层结构能够将处置库极限峰值温度降低约16％.