博碩士論文 93322050 詳細資訊




以作者查詢圖書館館藏 以作者查詢臺灣博碩士 以作者查詢全國書目 勘誤回報 、線上人數:22 、訪客IP:18.204.56.97
姓名 陳炳坤(Bin-Kun Chen)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系
論文名稱 高放射性廢棄物最終處置場緩衝材之回脹穩定性與微觀結構研究
(Stability of swelling behavior and microstructural analysis on buffer material for a high-level radioactive waste repository)
相關論文
★ 電弧爐氧化碴特性及取代混凝土粗骨材之成效研究★ 路基土壤回彈模數試驗系統量測不確定度與永久變形行為探討
★ 工業廢棄物再利用於營建工程粒料策略之研究★ 以鹼活化技術資源化電弧爐煉鋼還原碴之研究
★ 低放處置場工程障壁之溶出失鈣及劣化敏感度分析★ 以知識本體技術與探勘方法探討台北都會區道路工程與管理系統之研究
★ 電弧爐煉鋼爐碴特性及取代混凝土粗骨材之研究★ 三維有限元素應用於柔性鋪面之非線性分析
★ 放射性廢料處置場緩衝材料之力學性質★ 放射性廢料深層處置場填封用薄漿之流變性與耐久性研究
★ 路基土壤受反覆載重作用之累積永久變形研究★ 還原碴取代部份水泥之研究
★ 路基土壤反覆載重下之回彈與塑性行為及模式建構★ 重載交通荷重對路面損壞分析模式之建立
★ 鹼活化電弧爐還原碴之水化反應特性★ 電弧爐氧化碴為混凝土骨材之可行性研究
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   [檢視]  [下載]
  1. 本電子論文使用權限為同意立即開放。
  2. 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
  3. 請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。

摘要(中) 高放射性廢棄物處置後,其衰變熱與放射性會持續釋出而影響近場環境,而海水入侵也是瀕海處置場首要分析的重要情節。以具潛力的台灣日興土與美國懷俄明州膨潤土(BH膨潤土)為試驗材料,探索膨潤土在深層地質處置場中工程性質與微觀組織為本文研究軸心。模擬近場環境因子下的回脹行為,模擬的因子包括衰變熱、地下水入侵等緩衝材料可能遭遇的近場環境變化。再以穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察經過加熱程序後達最終回脹量下的膨潤土,進行對基本結構特徵之鑑別為目的之研究。此外,並以X-RAY繞射方法來鑑定黏土礦物的組成。
試驗結果顯示:(1)日興土與美國土回脹量皆隨乾燥受熱時程增加而下降,然而美國土下降程度較緩和,而日興土在受熱達6個月後回脹量明顯下降約50~60%。(2) 日興土與美國土回脹壓力試驗結果與自由回脹應變量結果,兩者間趨勢極為相近,皆隨受熱時程增加而遞減。而日興土之下降趨勢同樣較明顯。受熱達6個月後回脹壓力降幅約30%。(3)日興土在飽和狀態下,水力傳導係數隨樣本受熱時程增加而有增加的趨勢,其水力傳導係數在受熱6個月後約為2.5×10-8(cm/s)。(4) X-RAY繞射分析結果顯示,本研究之日興土其黏土礦物中以伊利石的相對含量最豐,約佔50~60%左右;次多是綠泥石相對含量約為20%;蒙脫石的含量則低於10%以下。(5)藉由程式的計算所得到之孔隙百分比,可得知美國土在未受熱與受熱3個月後,回脹後之微觀孔隙率略微上升。經由本實驗所得孔隙率小幅增加大約2~3%,變化不大。
摘要(英) In a high-level radioactive waste deposal site, the decay heat produced from the wastes will cause the near field temperature to increase. And then the repository is subjected to groundwater intrusion. The present study adopted Zhisin clay and Wyoming Black Hills (BH) bentonite as potential buffer material. The theme work focused on the swelling property and evolution of micro-structure while these two bentonites were under the deep geologic repository.
Using the transmission electronic microscope (TEM) to observe the bentonite which was heated and reached the swelling amount; moreover processing to fingerprint the essential frame as the purpose of this research. And further; we adopt X-RAY powder diffraction analysis to identify the composition of the clay mineral.
The results indicated: (1) the free swelling of both Zhisin clay and BH bentonite decreased as the heating duration increased, and the decrease in swelling is low for BH bentonite and much higher for Zhisin clay, with a total reduction of 50-60 percent as Zhisin clay has been heated at 100℃ for 6 months; (2) the development in swelling pressure for Zhisin clay and BH bentonite is similar and the swelling pressure for the 2 clays declined after heating, and again, the decrease in swelling pressure was also more pronounced for Zhisin clay; (3) the hydraulic conductivity of Zhisin clay increased after heated of the bentonite for a period of 6 months; (4) X-ray diffraction results showed that the clay mineral of Zhisin clay was found to be most rich in illite and ranged around 50-60 percent, and the secondary clay mineral was Chlorite having about 20 percent; the content of montmorillonite was found to be less than 10 percent; (5) using the image analysis techniques, the porosity of bentonite was determined from specimens taken before and after swelling. The porosity increased slightly (2-3 percent) after the heating procedure.
關鍵字(中) ★ TEM
★ 回脹行為
★ 熱穩定性
★ 膨潤土
★ 日興土
關鍵字(英) ★ bentonite
★ Zhisin clay
★ TEM
★ swelling
★ thermal stability
論文目次 第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的與內容 2
第二章 文獻回顧 4
2.1高放射性廢棄物處置現況 4
2.2 緩衝材料所需具備功能 7
2.3 深層地質處置概念地下水模式 11
2.3.1 瑞典地下水模式概念 12
2.3.2 水在土壤中之流動:滲透性 13
2.4 黏土礦物基本特性 14
2.4.1黏土礦物結晶構造 14
2.4.2 常見黏土礦物種類 16
2.5黏土礦物相研究方法 19
2.5.1 黏土樣本前置處理 19
2.5.2 黏土礦物X光繞射樣本備製 19
2.5.3黏土礦物X光繞射分析方法 21
2.6 處置場近場環境分析 22
2.6.1 衰變熱 23
2.7 黏土礦物回脹機制與行為 23
2.7.1 晶格回脹 24
2.7.2 滲透回脹 26
2.7.3 回脹行為 27
2.8 回脹歷時曲線型態 29
2.9 黏土微觀土粒結構觀察 32
2.9.1 穿透式(TEM)與掃描式(SEM)電子顯微鏡之比較 33
2.9.2 膨潤土的微觀結構 34
2.9.3 穿透式電子顯微鏡樣本備置 37
第三章 研究規畫 40
3.1試驗材料 40
3.1.1日興土 40
3.1.2美國土 40
3.2 回脹試驗方法 41
3.2.1回脹試驗方法選擇 41
3.2.2 回脹試體製作 41
3.2.3自由回脹試驗 44
3.2.4定體積回脹壓力試驗 47
3.3 水力傳導性質量測 50
3.3.1 試驗方法選擇 50
3.3.2 試體製作 50
3.3.3 管柱試驗設備 51
3.3.4 試驗設計 53
3.4 X光粉末繞射儀分析 54
3.4.1 黏土礦物半定量分析 54
3.4.2 繞射分析條件 55
3.4.3 試驗設計 55
3.4.4 黏土礦物分離 58
3.5 穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察膨潤土樣本微觀結構 59
3.5.1 試驗方法選擇 59
3.5.2 樣本製作 60
3.5.2 儀器分析條件 62
第四章 結果與分析 64
4.1處置場模擬之回脹行為探討 64
4.2 處置場模擬之回脹壓力探討 74
4.3 回脹壓力與自由回脹量之關係 79
4.4 水力傳導度 85
4.5 黏土礦物的X光粉末繞射分析結果 87
4.6穿透式電子顯微鏡(TEM)微觀結構觀察 91
4.6.1 黏土微觀結構定性 93
4.6.2 TEM影像處理 94
4.6.3 二值化影像處理之門檻值(T)與孔隙定量 94
第五章 結論與建議 102
5.1 結論 102
5.2 建議 103
參考文獻 105
附錄 109
參考文獻 王欣婷,(2003)「緩衝材料在深層處置場模擬近場環境下回脹行為基礎研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢。
台電公司,(2003),91年計畫期末總結報告,我國用過核燃料長程處置潛在母岩特性調查與評估階段— 發展初步功能/安全評估技術(第一年計畫)/台灣電力公司,SNFD-INER-90-542,核能研究所。
台電公司,(2004)用過核子燃料最終處置計畫書。
任磊夫,(1992)黏土礦物與黏土岩,地質出版社,大陸。
余君臨,(2001)「聚醯亞胺/黏土奈米複合材料之物理化學性質與微結構分析」,碩士論文,國立中山大學材料科學研究所,高雄。
吳冠漢,(2003)「緩衝材料於近場環境下之體積穩定性研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢。
李佳晉,(2000)「納米技術在難燃PU材料上之製備與應用及其性質之研究」,碩士論文,中原大學化學研究所,中壢。
沈茂松,(1988)實用土壤力學實驗,增訂第七版,文笙書局。
邱太銘,(2003)國外深層地質處置技術發展近況,核能環保人,100期。
洪清琳,(1996)「斷層泥力學性質與微組構觀察之研究」,碩士論文,國立中央大學應用地質研究所,中壢。
張惠煌,(1985)「林口紅土微觀土粒結構之研究」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,台北。
莊文壽、洪錦雄、董家寶,(2000)「深地層處置技術之研究」,核研季刊,第37期,。
陳文泉,(2004)「高放射性廢棄物深層地質處置緩衝材料之回脹行為研究」,博士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢。
陳岡宏,(2003)「蒙脫土/環氧樹脂、蒙脫土/聚苯胺和聚苯胺管奈米材料之研究」,博士論文,國立中央大學化學工程與材料工程研究所,中壢。
陳俊穎,(2006)「剛性鋪面版塊影像破損比對系統之初步開發研究」,碩士論文,國立中央土木工程研究所,中壢。
陳聖杰,(2003)「摩擦組成律於黏土質斷層泥摩擦行為之研究」,碩士論文,國立台灣大學土木工程研究所,台北。
黃慈君,(2003)「溫度及鹽水濃度對壓實膨潤土回脹性質之影響」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,中壢。
鄒惠如,(2005)「最終處置場黏土障壁材料之傳輸行為研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢。
劉慧玲,(2001)「台東樟原黏土資源之有機黏土備置研究」,碩士論文,國立成功大學資源工程學系,臺南。
盧崇賓,(2004)「地震斷層作用後的流體滲透作用:檢視車籠埔斷層南投井斷層岩之化學及礦物組成」,碩士論文,國立中央大學應用地質研究所,中壢。
蘇依豪,(2005)「最終處置場緩衝材料地下水入侵模擬研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢。
Duane M. Moore and Robert C. Reynolds, Jr (1989)., X-Ray diffraction and the identification and analysis of clay minerals. Oxford [England] ; New York.
JNC. (1999). H12 Project to Establish Technical Basis for HLW Disposal in Japan, Supporting Report 2, JNC TN1400 99-012.
JNC. (1999). H12 Project to Establish Technical Basis for HLW Disposal in Japan, Supporting Report 1: Geological Environment in Japan, Japan Nuclear Cycle Development Institute, JNC TN1400 99-011.
NEA. (1995). The Management of Long-lived Radioactive Waste: The Environmental and Ethical Basis of Geological Disposal. A Collective Opinion of the NEA Radioactive Waste Management Committee, Nuclear Energy Agency, Organization for Economic Co-operation and Development.
Pusch, R., (2000). On the effect of hot water vapor on MX-80 clay . SKB Technical Report TR-00-16.
Pusch, R., (2001). The microstructure of MX-80 clay with respect to its bulk physical properties underdifferent environmental conditions . SKB Technical Report TR-01-08.
Pusch R, (1967). A technique for investigation of clay microstructure. J.
Microscopie, Vol. 6 (pp. 963–986).
Pusch R, (1999). Experience from preparation and investigation of clay
microstructure. Eng. Geol. Vol. 54 (pp. 187–194).
Pusch, R., (2001).The Buffer and Backfill Handbook Part 2: Materials and Techniques, SKB TR-02-12.
Pusch, R., (2002).The Buffer and Backfill Handbook Part 1: Definitions, basic relationships, and laboratory methods, SKB TR-02-12.
SKB. (1999). SR 97, Post-closure safety, deep repository for spent nuclear fuel, Main Report, Vol. 1, Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co., SKB TR-99-06.
SKB. (1999). SR 97, Processes in the repository evolution, Background Report to SR 97, Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co., SKB TR-99-07.
SKB. (1999). SR 97, Waste, repository design and sites, background report to SR97, Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co., SKB TR-99-08.
SKB. (2001). The microstructure of MX-80 clay with respect to its bulk physical properties under different environmental conditions, Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co., SKB TR-01-08.
SKI. (2005). Engineered Barrier System – Long-term Stability of Buffer and Backfill.
指導教授 黃偉慶(Wei-Hsing Huang) 審核日期 2006-7-16
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明