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为探究核废料处置中放射性核素迁移问题，研究人员开展了膨润土胶体对晶质岩及其矿物中 Eu (III) 吸附影响的研究。结果显示，不同因素影响 Eu (III) 吸附，膨润土胶体会降低其在岩石基质上的吸附。该研究为理解放射性核素迁移提供依据。
在全球能源版图中，核能作为一种重要的能源形式，被广泛应用于电力生产。它被视为替代产生二氧化碳的化石燃料的有利选择，为缓解全球能源危机和环境压力带来了希望。然而，核能在给人类带来能源便利的同时，也产生了棘手的问题 —— 高放射性的乏核燃料（SNF）。这些核废料的成分复杂，取决于所使用的核燃料，尤其是燃料的化学成分和铀 - 235（
235U）的富集水平。
目前，各国对于 SNF 的长期处置方案不尽相同，其中，将 SNF 深埋于地下的地质处置方法最为常见。在芬兰，核燃料循环产生的放射性废物计划被深埋在芬兰西部奥尔基洛托岛（Olkiluoto Island）的结晶基岩中，采用瑞典的 KBS - 3 原则进行处置。该原则通过设置多重屏障来保护 SNF，即使其中一道屏障失效，也不会危及整个处置系统的安全性。在这些屏障中，膨润土缓冲层至关重要，它是一层厚厚的膨润土黏土，包裹着 SNF 铜罐，并填充在铜罐与基岩之间的空隙中。
但是，如果多重屏障被破坏，有害放射性核素就有可能泄漏到周围的生物圈，造成严重的环境危害。当膨润土缓冲层接触到水，比如基岩地下水时，膨润土胶体可能会从缓冲层中侵蚀出来，这就有可能增强放射性核素在处置库外的迁移能力。而且，SNF 罐的失效和泄漏会改变周围水的 pH 值和离子强度，进而导致放射性核素在近场和远场环境中的行为发生显著变化。
胶体在放射性核素的迁移过程中扮演着重要角色。由于其质量小、比表面积大，拥有丰富的吸附位点，能够携带放射性核素。并且，与非胶体结合的放射性核素相比，胶体结合的放射性核素在裂隙介质和导水通道中移动速度更快。因此，深入了解膨润土胶体在放射性核素迁移中的作用至关重要。然而，目前对于三价锕系元素与含水层中的非均质岩石如何相互作用，以及在膨润土胶体存在的情况下这种相互作用会如何变化，相关研究还比较匮乏。
为了填补这一知识空白，来自未知研究机构的研究人员开展了一项关于膨润土胶体对三价锕系元素吸附影响的研究，并将研究成果发表在《Applied Geochemistry》上。该研究具有重要意义，它为深入理解放射性核素在自然和工程系统中的迁移行为提供了关键信息，有助于评估核废料处置的长期安全性，为相关政策的制定和技术的改进提供科学依据。
在研究方法上，研究人员主要采用了批处理吸附实验。通过设置不同的实验条件，如改变151EuCl3的摩尔浓度和溶液的 pH 值，来研究 Eu (III) 在不同材料上的吸附情况。同时，利用阳离子交换容量（CEC）分析和 zeta 电位分析等技术，探究影响 Eu (III) 吸附的因素。实验所使用的样本来自奥尔基洛托岛的两种晶质岩及其矿物，以及 MX - 80 膨润土胶体。
在研究结果部分，首先是关于 Eu (III) 的吸附情况。研究发现，在定义的条件下，黑云母和富含黑云母的非均质交代片麻岩对 Eu (III) 的吸附能力最强。这表明不同矿物对 Eu (III) 的吸附存在显著差异，矿物的成分和结构在吸附过程中起着关键作用。
其次，研究了膨润土胶体对 Eu (III) 吸附的影响。根据所使用的岩石基质和溶液中胶体浓度的不同，引入膨润土胶体作为竞争剂会显著降低 Eu (III) 在岩石基质上的吸附。这一结果说明，膨润土胶体在放射性核素的迁移过程中，会通过与岩石基质竞争吸附位点，影响放射性核素的迁移路径和速度。
此外，研究还探讨了影响 Eu (III) 吸附的因素。阳离子交换容量（CEC）分析结果显示，不同吸附材料的 CEC 值差异很大，材料保持可交换阳离子的能力顺序为：膨润土 > 黑云母 > 交代片麻岩（MTG）> 钾长石 > K - 长石 > 石英。这表明材料的 CEC 值与 Eu (III) 的吸附能力密切相关，CEC 值越高，对 Eu (III) 的吸附能力可能越强。同时，zeta 电位分析也表明，该因素对 Eu (III) 的吸附也有重要影响，它反映了材料表面的电荷性质和静电相互作用，进而影响 Eu (III) 在材料表面的吸附行为。
研究结论表明，该研究深入考察了 Eu (III) 在不同 pH 值和151EuCl3摩尔浓度下，在两种不同的非均质结晶岩和三种矿物上的吸附情况，深化了人们对 Eu (III) 在岩石矿物和膨润土胶体表面同时竞争吸附体系中的行为和吸附亲和力的理解。这些研究结果对于评估核废料处置场中放射性核素的迁移风险具有重要意义。它为核废料处置的安全性评估提供了关键数据，有助于预测放射性核素在环境中的迁移路径和速度，从而采取有效的防护措施，减少对人类和环境的潜在危害。同时，该研究也为后续相关研究提供了重要的参考，为进一步深入探究放射性核素在复杂地质环境中的迁移行为奠定了基础。
