西南科技大學擁有地質科學、材料科學、環境科學、生物科學、自動化控制科學等眾多優勢學科資源,與中國工程物理研究院在放射性核廢物治理、放射化學、環境保護領域進行了多年的科研合作,取得眾多科研成果。同時,中國工程物理研究院是西南科技大學聯合辦學的重要董事單位,其擁有的軍民兩用核反應堆、各種功率的加速器和鈷60輻照裝置,輻射防護、放射化學等重點實驗室的資源可為“核廢物與環境安全”國防重點學科實驗室共享、共用。四川省綿陽市位于我國西部,整個西部眾多國家核工業、核研究單位的核科學與技術領域的資源可以利用,具有獨特的區域優勢。
“核廢物與環境安全”國防重點學科實驗室于2007年九月十七號正式掛牌成立,其研究方向和主要研究內容是:
⑴ 放射性核廢物處理
核廢物處理研究方向主要是探討核廢物包覆屏蔽非金屬礦物材料、固化介質特殊建筑材料的組成、結構與其固化性能之間的關系,查明放射性核素在包覆屏蔽非金屬礦物材料、特殊建筑材料固化體中的賦存狀態,放射性核素與包覆屏蔽非金屬礦物材料和特殊建筑材料固化體的作用機理和規律,輻射效應對包覆屏蔽非金屬礦物材料和固化體特殊建筑材料的結構和性能的影響,以及包覆屏蔽非金屬礦物材料和固化體特殊建筑材料在環境介質條件下的穩定性及其賦存壽命等。
主要研究內容為:①核素與傳統水泥基固化材料相互作用機制及多因素協同作用下水泥基固化體壽命的精確預測;②多形態核廢物固化高性能專用水泥材料的組成設計、制備技術及性能表征;③高放玻璃固化體表面結構和浸出化學行為及其安全性評價;④高放核廢物新型陶瓷固化材料的組成設計、制備工藝及核素在不同陶瓷中的固化機理和穩定性研究等;⑤天然非金屬礦物材料對核廢物的包覆與屏蔽效果、使用壽命研究;⑥移動式、小型化放射性核廢物處理方法研究;⑦核廢物固化材料的“壽命”終點評價依據以及“壽命”理論模型研究。
⑵ 放射性核廢物處置
核廢物處置包括高放核廢物處置和低中放核廢物處置。核廢物處置目前要解決的基礎性研究和關鍵科學問題是:處置庫場址區域穩定性研究、巖性特征及變化規律研究,處置庫場址構造地質特征及演化規律及預測研究,處置庫場址的水文地質特性研究,深部地質環境特征的三維模擬研究,多場耦合條件下(中高溫、應力作用、水力作用、化學作用、生物作用和輻射作用等)深部巖體、地下水和工程材料的行為、變化規律研究,處理后的放射性核素在處置庫中的地球化學行為與隨地下水遷移變化規律研究,處置系統的安全評價等處置場選址及場址地質水文環境安全方面的重大基礎性科學問題。
主要研究內容為:①高放核廢物、低中放核廢物地質處置選址和場址評價研究;②多因素條件下放射性核素在核廢物處置廠址地質體中存在形態、擴散與遷移行為研究;③天然地質體、高性能人工阻滯帶對核素的阻滯屏障規律與對比研究;④核廢物處置場地地質演化的模擬研究。
⑶核廢物環境下的生物效應
核廢物環境下的生物效應方向主要研究核廢物放射性輻射對生物的生長、遺傳、變異的影響,以及核廢物放射性輻射條件下生態系統中生物滅絕和群落的生態功能改變與喪失、病原微生物遺傳特性變異以及新疾病發生、核污染環境的生物修復技術等,從而有效預測放射性核素在生物物種間的流向、遷移行為及對生態環境的影響;準確評估放射性核素在生物系統中的轉移趨勢和生物活性危害。
主要研究內容為:①核素在單體生物體內的分布、遷移和輻射效應;②核素在物種間的競爭選擇與遷移;③核輻射環境下的生物穩定性與變異及其機理研究;④微生物對放射性核素的富集或吸附處理研究;⑤核廢物放射性污染的生物修復技術研究;⑥核廢物輻射效應的生物預警及其評價標準研究。
⑷核廢物及其處理與處置體的環境安全與評價
核廢物及其處理與處置體的環境安全與評價方向將基于分子光譜學技術,通過光聲光譜、熒光光譜等方法,綜合利用數學、統計學、模式識別等交叉學科的新理論、新方法,利用超人機器知覺模塊等先進集成手段對核廢物環境進行長期不間斷地核污染數據的監測、采集,研究核廢物環境下物質分子間的相互作用,最大限度地提取量測數據(信號)中有用的信息,重點解決核廢物放射性核素輻射條件下水、大氣、植物以及生物特征參數的量測和表征難題,以實現極端條件下的超高靈敏度和高選擇性測量,制定不同介質條件下放射性核廢物的環境監測與環境污染的評價標準,完善放射性核廢物處置環境的安全評價方法和突發事件的生物預警、應急機制。
主要研究內容為:①核廢物環境下智能無線網絡傳感系統的構成及實現技術;②核廢物環境下的移動式智能自動測量裝置的運動測控研究;③超人機器知覺模塊在核廢物污染環境數據的自動監測和采集中的開發和應用研究;④不同介質條件下放射性核廢物的環境監測與環境污染的評價標準研究;⑤多元耦合條件下放射性核廢物處置的安全評價方法和突發事件的生物預警、應急機制。