申请/专利权人：中国人民解放军63653部队

申请日：2022-04-14

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN114792048B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F119/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.08.12#实质审查的生效;2022.07.26#公开

摘要：本发明公开了一种钚在矿物表面动态解吸模型建立的方法，通过开展不同流速下钚的动态解吸实验，获取钚解吸实验的关键参数，推导钚在矿物表面解吸动力学反应方程，建立钚的动态解吸模型，本方法原理简单，可适用于多种场景下核素钚在各岩矿表面的解吸行为研究，并根据该解吸模型获得核素在不同流速下随时间变化的解吸量，为实现大尺度时间范围内钚的解吸行为预测提供支撑。

主权项：1.一种钚在矿物表面动态解吸模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）实验样品制备：将吸附了钚的矿石解吸样品进行粉碎、研磨、制成粒径为200目的粉末，解吸样品预先吸附钚的时间达到半年以上；（2）开展解吸实验：将上述解吸样品填装在解吸柱内，控制解吸液流速并将其不断注入解吸柱内进行钚动态解吸，收集不同流速及解吸时间下的解吸液，并通过质谱进行测量，获得不同流速及解吸时间下解吸液中的钚浓度；（3）解吸数据整理：将上述获得钚浓度与解吸时间作图，获得不同流速下的钚动力学解吸曲线；（4）解吸过程分析及控制方程推导：根据质量守恒定律，钚动态解吸过程中Pu的总浓度等于流出浓度和固相吸附浓度之和，即: C in 、Cout—解吸过程中Pu流入和流出的浓度，单位molL； j－解吸液流动速率，单位Lmin； V－流动解吸装置的体积，单位L； M－固相解吸样品质量，单位g； S－固相解吸样品表面吸附的Pu浓度，单位molg；其中Pu的流入浓度为0，将上式写为浓度随时间变化的微分表达式： Pu在矿石表面的吸附行为符合Freundlich方程式：S=K×Cn，得到S和C之间的关系： k 1 —正向动力学反应常数（min）； k -1 —逆向动力学反应常数（min）；代入浓度随时间变化的微分表达式得： 根据动态柱解吸实验过程： 两边求导，得二阶微分方程式： 最终得到如下钚的动态解吸二阶微分等式： （5）拟合数据获得试函数：将整个解吸曲线根据流速的不同划分为多段，解吸规律符合下式变化规律，因此选择此形式函数利用origin软件对解吸数据进行拟合，获得函数中的a、b、m值，将每段获得的函数表达式作为对应曲线的试函数； 将已知的试函数带入上述二阶微分方程后，得到误差函数ft： 对得到的上述函数在整个解吸时间范围内积分，得到以k1、k-1和n为自变量的函数gk1， k -1 ，n: （6）利用优化算法获得解吸参数：将gk1，k-1，n函数作为目标函数，根据实验参数理论变化范围给出如下约束条件，建立如下优化模型M，并使用pythonskit-opt库中的遗传算法进行参数优化，获得了多组参数k1，k-1，n，此为多组局部最优解；将得到的参数代入二阶微分方程中进行求解验证，再通过Runge-Kutta算法求取该方程的数值解，用matlab中的ode函数实现这一算法，最终获得全局最优的二阶微分方程中的解吸参数，建立钚的动态解吸数学模型； 钚的动态解吸数学模型： ，其中， C－解吸液中的钚浓度，单位molL；j－解吸液流动速率，单位Lmin；M－固相解吸样品质量，单位g。

全文数据：

权利要求：

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