西南科技大学拥有地质科学、材料科学、环境科学、生物科学、自动化控制科学等众多优势学科资源,与中国工程物理研究院在放射性核废物治理、放射化学、环境保护领域进行了多年的科研合作,取得众多科研成果。同时,中国工程物理研究院是西南科技大学联合办学的重要董事单位,其拥有的军民两用核反应堆、各种功率的加速器和钴60辐照装置,辐射防护、放射化学等重点实验室的资源可为“核废物与环境安全”国防重点学科实验室共享、共用。四川省绵阳市位于我国西部,整个西部众多国家核工业、核研究单位的核科学与技术领域的资源可以利用,具有独特的区域优势。
“核废物与环境安全”国防重点学科实验室于2007年九月十七号正式挂牌成立,其研究方向和主要研究内容是:
⑴ 放射性核废物处理
核废物处理研究方向主要是探讨核废物包覆屏蔽非金属矿物材料、固化介质特殊建筑材料的组成、结构与其固化性能之间的关系,查明放射性核素在包覆屏蔽非金属矿物材料、特殊建筑材料固化体中的赋存状态,放射性核素与包覆屏蔽非金属矿物材料和特殊建筑材料固化体的作用机理和规律,辐射效应对包覆屏蔽非金属矿物材料和固化体特殊建筑材料的结构和性能的影响,以及包覆屏蔽非金属矿物材料和固化体特殊建筑材料在环境介质条件下的稳定性及其赋存寿命等。
主要研究内容为:①核素与传统水泥基固化材料相互作用机制及多因素协同作用下水泥基固化体寿命的精确预测;②多形态核废物固化高性能专用水泥材料的组成设计、制备技术及性能表征;③高放玻璃固化体表面结构和浸出化学行为及其安全性评价;④高放核废物新型陶瓷固化材料的组成设计、制备工艺及核素在不同陶瓷中的固化机理和稳定性研究等;⑤天然非金属矿物材料对核废物的包覆与屏蔽效果、使用寿命研究;⑥移动式、小型化放射性核废物处理方法研究;⑦核废物固化材料的“寿命”终点评价依据以及“寿命”理论模型研究。
⑵ 放射性核废物处置
核废物处置包括高放核废物处置和低中放核废物处置。核废物处置目前要解决的基础性研究和关键科学问题是:处置库场址区域稳定性研究、岩性特征及变化规律研究,处置库场址构造地质特征及演化规律及预测研究,处置库场址的水文地质特性研究,深部地质环境特征的三维模拟研究,多场耦合条件下(中高温、应力作用、水力作用、化学作用、生物作用和辐射作用等)深部岩体、地下水和工程材料的行为、变化规律研究,处理后的放射性核素在处置库中的地球化学行为与随地下水迁移变化规律研究,处置系统的安全评价等处置场选址及场址地质水文环境安全方面的重大基础性科学问题。
主要研究内容为:①高放核废物、低中放核废物地质处置选址和场址评价研究;②多因素条件下放射性核素在核废物处置厂址地质体中存在形态、扩散与迁移行为研究;③天然地质体、高性能人工阻滞带对核素的阻滞屏障规律与对比研究;④核废物处置场地地质演化的模拟研究。
⑶核废物环境下的生物效应
核废物环境下的生物效应方向主要研究核废物放射性辐射对生物的生长、遗传、变异的影响,以及核废物放射性辐射条件下生态系统中生物灭绝和群落的生态功能改变与丧失、病原微生物遗传特性变异以及新疾病发生、核污染环境的生物修复技术等,从而有效预测放射性核素在生物物种间的流向、迁移行为及对生态环境的影响;准确评估放射性核素在生物系统中的转移趋势和生物活性危害。
主要研究内容为:①核素在单体生物体内的分布、迁移和辐射效应;②核素在物种间的竞争选择与迁移;③核辐射环境下的生物稳定性与变异及其机理研究;④微生物对放射性核素的富集或吸附处理研究;⑤核废物放射性污染的生物修复技术研究;⑥核废物辐射效应的生物预警及其评价标准研究。
⑷核废物及其处理与处置体的环境安全与评价
核废物及其处理与处置体的环境安全与评价方向将基于分子光谱学技术,通过光声光谱、荧光光谱等方法,综合利用数学、统计学、模式识别等交叉学科的新理论、新方法,利用超人机器知觉模块等先进集成手段对核废物环境进行长期不间断地核污染数据的监测、采集,研究核废物环境下物质分子间的相互作用,最大限度地提取量测数据(信号)中有用的信息,重点解决核废物放射性核素辐射条件下水、大气、植物以及生物特征参数的量测和表征难题,以实现极端条件下的超高灵敏度和高选择性测量,制定不同介质条件下放射性核废物的环境监测与环境污染的评价标准,完善放射性核废物处置环境的安全评价方法和突发事件的生物预警、应急机制。
主要研究内容为:①核废物环境下智能无线网络传感系统的构成及实现技术;②核废物环境下的移动式智能自动测量装置的运动测控研究;③超人机器知觉模块在核废物污染环境数据的自动监测和采集中的开发和应用研究;④不同介质条件下放射性核废物的环境监测与环境污染的评价标准研究;⑤多元耦合条件下放射性核废物处置的安全评价方法和突发事件的生物预警、应急机制。