在成岩和热液条件下由沉积有机质引起的铀沉淀动力学

摘要

在成岩或热液条件下(180～200℃)实验测定了由两种不同成熟度褐煤引起的铀酰阳离子在水溶液中生成晶质铀矿的还原动力学.不论是铀酰的还原作用,还是观察到的褐煤的脱氢作用,都证实了以前的机理假设.铀酰阳离子与有机质的还原作用为一级反应.在实验中利用两种不同褐煤所研究的还原作用、脱氢作用和实测的活化能都在实验误差范围之内.铀酰还原作用的活化能值为115±15kJ·mol-1,褐煤脱氢作用的活化能值为59±13kJ·mol-1.通过假定决定速度的阶段为铀酰还原成品质铀矿以及根据测定的动力学参数,进行了水溶液中铀半衰期估算,其结果表明了铀沉淀速率的一个粗略时间尺度,它在事先测定的指数系数方面具有很大的不确定性.铀沉淀半衰期估算为:在一般热条件(200～100℃)下约为3h～1a,对放射性废物处置库(50℃)为340a,在地表条件下为10 4～10 5a.