[发明专利]一种核素扩散实验装置及其方法

权利要求书

1.一种核素扩散实验装置，其特征是：包括尺寸为米级的扩散装置(1)、采集装置(2)，所述采集装置(2)采集扩散装置(1)中经放射源扩散迁移后的填充介质；所述扩散装置(1)包括顶部防渗层(3)、底部防渗层(4)、四周防渗层(5)，内部分层填充实际环境中相应岩土介质；所述顶部防渗层(3)、底部防渗层(4)、四周防渗层(5)形成密封的扩散装置(1)；所述采集装置(2)包括取样手把(6)、活塞手把(7)、联动杆(8)、刀头(9)；所述刀头(9)位于所述活塞手把(7)的底部；所述联动杆(8)位于所述活塞手把(7)两侧，刀头(9)与联动杆(8)连接；所述取样手把(6)位于所述联动杆(8)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种核素扩散实验装置，其特征是：所述顶部防渗层(3)上设有注水通气管(14)。

3.根据权利要求1所述的一种核素扩散实验装置，其特征是：还包括活塞(10)，所述活塞(10)位于所述活塞手把(7)与刀头(9)之间。

4.根据权利要求1所述的一种核素扩散实验装置，其特征是：还包括固定轴(11)，所述刀头(9)通过固定轴(11)与上述联动杆(8)连接。

5.根据权利要求1所述的一种核素扩散实验装置，其特征是：还包括护台(12)，位于所述取样手把(6)的下方，取样手把(6)的一端与护台(12)轴连接；所述护台(12)固定于所述联动杆(8)上。

6.根据权利要求3所述的一种核素扩散实验装置，其特征是：还包括排气口(13)，所述排气口(13)位于活塞(10)的上方。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种核素扩散实验方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)根据固相介质岩土密度，在扩散装置(1)中进行分层填充岩土介质，直至高度到达放射性源的埋藏高度处；

(2)将放射性核素添加到少量所述固相介质中形成放射源扩散迁移后的岩土样品，将放射源扩散迁移后的岩土样品放入扩散装置(1)中心处，继续分层填充，直至高度到达扩散装置(1)顶部防渗层(3)；

(3)密封扩散装置(1)四周，向注水通气管(14)处缓慢通水，待所有注水通气管(14)水头高度一致时结束注水；表明固相介质已饱和；

(4)放射性核素扩散迁移设定时间结束后，抽去部分水后，采用采集装置2取出放射源扩散迁移后的岩土样品；

(5)待所需放射源扩散迁移后的岩土样品全部取出后，将扩散装置1中剩余固-液相介质进行水泥固化处置。

8.根据权利要求7所述的一种核素扩散实验方法，其特征是：所述步骤(4)中，采用采集装置(2)取出放射源扩散迁移后的岩土样品包含以下步骤：

(41)根据预设取样位置，将刀头(9)插入相应取样位置，下压取样手把(6)，通过联动杆(8)带动刀头(9)自动闭合将样品挖出；

(42)取出采集装置(2)，松开取样手把(6)，下压活塞手把(7)，将刀头(9)中的样品压至样品盒中，完成一次取样。

(43)重复上述步骤，直至取出所有所需的放射源扩散迁移后的岩土样品。