本项研究工作以阳坊花岗岩为实验介质，开展放射性核素迁移实验研究。主要完成了以下几类实验：混合核素(⁵⁷Co+¹³⁴Cs)在花岗岩基质中的扩散和弥散实验；单一核素(¹³⁴Cs、⁹⁹Tc和⁹⁹Tc^m)及混合核素在天然单裂隙花岗岩中的连续注入和脉冲注入实验。实验结果表明： （1）核素¹³⁴Cs在花岗岩裂隙和基质中的阻滞系数分别为100.5～130.6和4822～5135。 （2）核素⁹⁹Tc和⁹⁹Tc^m在花岗岩裂隙和基质中的阻滞系数分别为：1.68～26.3和 761.4～1640。 （3）核素⁵⁷Co在花岗岩基质中的阻滞系数为：419.8～422.7。 （4）核素¹³⁴Cs和核素⁵⁷Co在岩片中的弥散系数分别为：1.02×10^-12～5.72×10^-12和 4.82×10^-12～8.54×10^-12。压力越大，其弥散系数越大。 （5）核素⁹⁹Tc在花岗岩裂隙中的弥散系数为：0.827×10^-9～4.95×10^-9；在基质中的扩 散系数为：2.65×10^-13～4.68×10^-13。而且水流速度越大，这些参数值也越大。核 素⁹⁹Tc^m在裂隙中的脉冲实验也体现了此规律。 （6）在所研究的核素中，花岗岩裂隙和基质对¹³⁴Cs的阻滞作用最强，⁹⁹Tc^m和⁹⁹Tc 次之，⁵⁷Co较弱，³H最弱。 （7）水流速度和压力对核素迁移有明显的影响，流速或压力越小，越不利于核素的 迁移。 （8）基质扩散对核素在裂隙中的迁移有重要的影响，一方面它是核素迁移的一种机 制，另一方面它对核素沿裂隙迁移起阻滞作用，降低核素向前迁移速度。 在实验基础上，建立了核素在天然单裂隙花岗岩中的二维扩散数学模型和对流-弥散数学模型，并采用有限单元法对模型进行离散，编写了2个计算机程序求其数值解。由该程序计算并获得了花岗岩裂隙和基质中放射性核素浓度值。对比数值解和相应的解析解，两者一致，这表明所建立的数学模型能很好地描述实验条件，对模型所做的假设和概化以及对单元进行的离散都是合理的。同时，在数学模型的基础上研究花岗岩基质对核素迁移的影响。结果表明，花岗岩基质扩散对核素沿裂隙迁移有明显的阻滞作用，当水流速度较慢，基质的孔隙度较大或时间较长时，基质扩散对核素在裂隙中的迁移不可忽略。