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在全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中，核能憑借高效穩(wěn)定的能量輸出占據(jù)重要地位，然而其伴生的高水平放射性廢物處理問題，卻成為制約核能可持續(xù)發(fā)展的世界性瓶頸。這類廢物不僅放射性極-強(qiáng)，部分核素半衰期更是長達(dá)數(shù)萬甚至數(shù)百萬年，一旦處置不當(dāng)，將對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成難以估量的長期威脅。
目前，地質(zhì)處置被國-際公-認(rèn)為最-具前景的解決方案，其核心思想是在深度穩(wěn)定巖層中，依托多重屏障系統(tǒng)（如固化體、包裝容器、回填材料和天然圍巖）將高水平放射性廢物與生物圈永-久隔離。然而，這一過程并非一勞永逸，其中，“固廢"——即對高水平放射性廢物進(jìn)行固化處理并安全隔離其放射性核素的過程，尤其是對處置庫圍巖的“造縫"技術(shù)，直接關(guān)系到處置工程的長期安全性與穩(wěn)定性。
“造縫"，在高水平放射性廢物地質(zhì)處置語境下，并非簡單的破壞，而是一項精密的工程手段，特指在處置庫圍巖中通過人工方式制造裂縫網(wǎng)絡(luò)。其目的在于通過優(yōu)化圍巖的孔隙結(jié)構(gòu)和滲透特性，增強(qiáng)其對放射性核素的阻滯能力，同時為可能產(chǎn)生的氣體（如腐蝕產(chǎn)生的氫氣）提供疏導(dǎo)通道，避免局部壓力累積對屏障系統(tǒng)造成破壞。
傳統(tǒng)的地質(zhì)處置雖構(gòu)想精妙，卻常受制于復(fù)雜的地質(zhì)條件，如地殼運(yùn)動、地下水活動等，對圍巖的長期穩(wěn)定性構(gòu)成挑戰(zhàn)。為此，應(yīng)力造縫（通過機(jī)械應(yīng)力誘導(dǎo)裂縫擴(kuò)展）和加速造縫（快速生成預(yù)設(shè)裂縫網(wǎng)絡(luò)）等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，旨在提升處置效率與工程可控性。然而，這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，由于缺乏對裂縫萌生、擴(kuò)展及分布狀態(tài)的實(shí)時、精準(zhǔn)監(jiān)測手段，往往導(dǎo)致裂縫分布不均、過度損傷圍巖或未能達(dá)到預(yù)期阻滯效果，為長期安全埋下隱患。
正是在這一背景下，低場核磁共振技術(shù)（LF-NMR）的崛起為高放廢物“固廢"過程中的“造縫"優(yōu)化帶來了革命性的突破。相較于傳統(tǒng)監(jiān)測方法，低場核磁技術(shù)以其無損、快速、可重復(fù)且能揭示材料微觀結(jié)構(gòu)的獨(dú)-特優(yōu)勢，為“造縫"過程裝上了“火眼金睛"。
在圍巖造縫這一核心環(huán)節(jié)，低場核磁技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測巖石內(nèi)部孔隙水的分布與狀態(tài)變化，以及礦物骨架在應(yīng)力作用下的動態(tài)響應(yīng)，確保了人工制造的裂縫能夠均勻、有序地分布，從而有效提升圍巖的整體阻滯性能和長期穩(wěn)定性，避免因裂縫無序擴(kuò)展導(dǎo)致的局部薄弱帶。
在應(yīng)力造縫場景中，低場核磁技術(shù)與三軸壓縮測試相結(jié)合，更是展現(xiàn)出其強(qiáng)大的過程監(jiān)控能力。當(dāng)對巖樣施加軸向壓力時，核磁共振能夠直觀、實(shí)時地顯示軸壓增大如何導(dǎo)致巖石內(nèi)部微裂紋的萌生、增多、擴(kuò)展乃至貫通，清晰呈現(xiàn)損傷演化的全過程。這種“可視化"的監(jiān)測方式，使得工程人員能夠精準(zhǔn)控制應(yīng)力加載速率與大小，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力造縫的“按需進(jìn)行"。
應(yīng)用案例：
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