优选的贵气吸附在有变和度的热氧岩:对反直观的扩散吸附行为进行建模研究

科学领域:

• 地质化学 地质化学
• 环境科学 环境科学
• 核科学 核科学 核科学

背景情况:

• 在地质媒介中传输贵重气体对于解释地下核爆炸 (UNE) 的气体标志至关重要.
• 吸附过程导致放射性核气体的显著分化,使UNE和民用核活动之间的区别变得复杂.
• 模拟气体运输是具有挑战性的,因为可变的水和对形和吸附的影响.

研究的目的:

• 为了数值模拟,和SF混合物的扩散-吸附运输,岩和非岩岩石.
• 通过实验室扩散细胞实验,研究不同水和 (S_w) 对气体运输参数的影响.
• 开发一个反应式运输模型,考虑气体物种特定的吸附机制.

主要方法:

• 进行了数值扩散吸附运输模拟.
• 在和不和岩核中进行了实验室扩散细胞实验,使用气体混合物.
• 开发了一种用于多孔介质的双位竞争性动力兰迈尔吸附模型.

主要成果:

• 在地质岩石中观察到的反直觉行为:在部分和状态下 (S_w=17%) 的突破度高于干燥条件下的突破度 (S_w=0%).
• 由于高吸附亲和力,在干燥的热石芯中,突破显著减缓.
• 估计的有效扩散系数比毛孔性-形性模型的预测低一个数量级.

结论:

• 石纳米孔中的水透降低了吸附能力和流路曲率,解释了观察到的反直觉运输.
• 对热带石和非热带石孔的吸附差异影响了气体输送参数.
• 取决于液体和度的运输涉及复杂的,气体特定的过程,显著影响有效的运输参数.