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随着我国核电事业的迅速发展,大量铀矿山已经退役或即将面临退役。经调查,我国大部分退役铀矿山尾矿堆的氡析出率超过了相关法规的限定标准,放射性污染物氡及其子体长期潜在危害着尾矿堆周边的生态环境和人民群众的身体健康,因此,对铀尾矿堆退役后的治理工作的研究具有重要的意义。通过多场耦合作用下铀尾矿覆盖材料氡浓度的时空分布规律可视化模拟和免疫遗传算法分析,开展覆盖材料的优选研究,本研究实现了覆盖材料的优选。这对于如铀矿山污染场地之类固体废物的治理具有重要的理论意义和实际意义,本文研究内容主要体现在以下几个方面:(1)依据污染物迁移动力学、流体力学和传热学,结合污染物迁移转化数学模型和放射性核素氡迁移机理,建立有限厚铀尾矿堆氡迁移模型,研究孔隙率、扩散系数、密度、吸附系数、分散系数和介质产生可移动氡能力对氡迁移的影响;(2)在构建的有限厚铀尾矿堆氡迁移模型的基础之上,建立应力场、渗流场和温度场耦合作用下铀尾矿堆氡迁移模型,进一步建立多场耦合作用下覆盖材料中氡迁移模型,得出最上层覆盖材料表面氡析出率和覆盖材料厚度、孔隙率、扩散系数之间的定量表达;(3)对比分析非耦合和耦合作用下铀尾矿堆中氡迁移变化规律。分析表明,尾矿堆内外温度差产生的有效渗流对氡析出的影响和尾矿堆的高度无关,且外部荷载、温度差和渗流对氡迁移有重大影响,实际治理工程中不可忽略多场耦合作用;(4)根据构建的多场耦合模型,开展铀尾矿堆覆盖材料氡浓度时空分布可视化模拟,采用正交试验设计方法分析研究覆盖治理铀尾矿堆时,孔隙率、扩散系数、密度、渗透率、吸附系数和材料种类的最佳水平组合、主次顺序和显著性,直观分析影响氡迁移和治理成本因素的最佳水平组合和主次顺序,方差分析各影响因素的显著性。并以某铀尾矿堆治理工程为实例,以正交试验为基础,得出备选覆盖材料的优劣顺序;(5)根据覆盖材料中氡迁移数学方程,构建材料成本、覆盖层厚度和施工工期约束下的多层覆盖模型,并以该铀尾矿堆治理工程三层覆盖系统为例,采用免疫遗传算法对覆盖系统中覆盖材料厚度和扩散系数进行优化,研究氡析出率影响因素权重,并与正交试验结果进行对比分析。