Abstract
本論文主旨在討論放射性核種在多孔性岩層傳輸中，膠體的尺寸效應對傳輸的影響。根據最近一篇文獻指出(Cumbie and Mackay, 1999)，膠體粒子在多孔性頁岩傳輸中，膠體存在一最佳的傳輸半徑。具有最佳傳輸半徑的膠體將能傳輸到最遠的距離。換句話說，當此膠體吸附放射性核種時，它將會把帶有放射性污染的核種帶往最遠的距離。基於此一觀點，我們將在本論文探討膠體尺寸與膠體傳輸機制之關係。論文中首先建立膠體與核種在多孔性岩層傳輸之相關數學模型。藉由此相關數學模型，可以求得膠體濃度與膠體平均速度的關係式。接下來研究膠體在多孔性岩層傳輸中所受外力影響，茲考慮膠體僅受重力與延散力。建立膠體傳輸因子與膠體半徑關係。由解析式中可以發現，膠體的密度、膠體半徑、裂縫的寬度明顯的影響膠體在地下水中的傳輸。研究中發現當膠體尺寸越大時，在傳輸中相對受重力影響較大，因而容易沉積再裂縫底部。膠體在裂縫底部平均速度趨近於零，使得它的傳輸距離有限。反之，當膠體尺寸越小時，卻易受延散影響進入多孔性岩體。膠體進入多孔性岩層後，即不再遷移，使得它的傳輸距離也不遠。因此，考慮膠體在受兩者因素的相互牽制下，膠體尺寸中應存在一最佳傳輸值。本論文最後建立膠體尺寸與核種傳輸的關係。考慮先前膠體受外力之影響，不同的膠體尺寸將會存在不同的膠體平均速度。將所求得的膠體平均速度，帶入膠體與核種在多孔性岩層的傳輸方程式。此時假設膠體與核種及岩層間的吸附作用為平衡吸附，即可得核種濃度之解析。而利用上面所求得的解析解，考慮半徑不同的膠體，在固定距離下繪出膠體的濃度與時間的關係曲線。最後經由這些曲線圖來分析討論不同之膠體尺寸對放射性核種傳輸的影響。