定量了解关键放射性核素的吸附行为,对于可靠评估拟建高放废物地质处置库的长期安全性具有十分重要的意义。本文针对²³⁷Np、²⁴¹Am和¹³⁷Cs三种关键放射性核素,以茂名高岭土和漳州伊利石两种国产粘土矿物为吸附剂基材,于不同实验条件下,通过批吸附实验研究了接触时间、固液比、pH值、大气CO₂、胡敏酸（HA）和核素初始浓度等因素对Np（Ⅴ）、Am（Ⅲ）和Cs（Ⅰ）在钠基高岭土和钠基伊利石上的吸附行为的影响,并对部分吸附数据进行了初步的建模分析。所得结果简要如下。（1）运用SEM、N₂–BET、XRD、XRF和FT–IR等技术,对钠基高岭土和钠基伊利石进行了较为详细的表征。利用电位滴定考察了钠基高岭土和钠基伊利石的表面性质。结果表明,本文所用茂名高岭土和漳州伊利石的表面酸碱化学性质与美国KGa-1高岭土、德国Zettlitz高岭土和法国Puy-en-Velay伊利石不同。（2）无大气CO₂存在时:Np（Ⅴ）在钠基高岭土和钠基伊利石上的吸附受溶液pH值的显著影响,在pH 6.5-7时,Np（Ⅴ）开始显著吸附,且随pH的增大而持续增加;当固液比介于4-20 g/L时,Np（Ⅴ）吸附分配系数K_d基本保持恒定;离子强度对Np（Ⅴ）吸附无显著影响,说明Np（Ⅴ）吸附以内层表面配位为主;当Np（Ⅴ）初始浓度介于8.49×10^-11–5.50×10^-7 M范围时,吸附等温线呈线性,可用Freundlich型等温式较好地描述;与钠基伊利石相比,钠基高岭土对Np（Ⅴ）表现出相对较强的吸附能力。有大气CO₂或HA存在时,在低pH区可提高Np（Ⅴ）吸附,但在高pH区可抑制Np（Ⅴ）吸附。（3）无大气CO₂存在时,痕量Am（Ⅲ）(6.02×10^-10 M)在钠基高岭土和钠基伊利石上的吸附行为极为相似。Am（Ⅲ）在两种矿物上的吸附很快,吸附动力学过程遵循准二级速率方程。当固液比较高（1–10 g/L）时,log K_d值基本保持恒定。Am（Ⅲ）吸附随pH的增大而增加,峰值吸附约出现在pH 5–6.5之间。Am（Ⅲ）吸附在酸性条件（pH=4.00）下随离子强度的增大而降低,说明吸附受控于阳离子交换;但在近中性条件（pH=6.60）下与离子强度变化几乎无关,说明此时的Am（Ⅲ）吸附以内层表面配位为主。HA在低pH区可提高Am（Ⅲ）吸附,在高pH区可降低Am（Ⅲ）吸附。痕量Am（Ⅲ）(5.38×10^-11-5.44×10^-9 M)在酸性至近中性pH条件下的吸附等温线可用Freundlich型等温式加以较好的描述。（4）无大气CO₂存在时,痕量Cs（Ⅰ）(2.00×10^-8 M)在钠基高岭土和钠基伊利石上的吸附均较快,约一周后便可达到吸附平衡。Cs（Ⅰ）在钠基高岭土上的吸附log K_d值与pH变化关系不大,但在钠基伊利石上的log K_d值随pH的增大而略微增大。痕量Cs（Ⅰ）([Cs（Ⅰ）]₀<10^-8 M)在两种矿物上的log K_d值基本与Cs（Ⅰ）浓度无关,高浓度Cs（Ⅰ）的log K_d值随Cs（Ⅰ）初始浓度的增大而逐渐减小。与钠基高岭土相比,钠基伊利石对低浓度Cs（Ⅰ）([Cs（Ⅰ）]₀<1.98×10^-5 M)表现出更强的选择性吸附能力,但对高浓度Cs（Ⅰ）的吸附能力相对变差。Cs（Ⅰ）在两种矿物（尤其是在钠基伊利石）上的吸附等温线整体上呈非线性,表明矿物中存在不止一种吸附位,需借助多位点阳离子交换模型方可进行较好地数据拟合。（5）为了解决短寿命β放射性衰变子体²³³Pa对²³⁷Np液闪计数测量的干扰,基于Wallac 1414–003液体闪烁计数谱仪内植的脉冲形状分析（PSA）功能模块,建立了一种无需Np–Pa化学分离的²³⁷Np活度液闪测量的方法。实验结果表明,当无法获得纯²³⁷Np和纯²³³Pa放射性标准溶液时,利用²³⁷Np/²³³Pa混合液（无论是否达到久期平衡）可较好地确定α/β事件甄别的最佳PSA level值。当PSA level=38时,²³⁷Np液闪计数活度测量值与2πα栅网电离室活度标定值一致性较好。该方法不仅可有效满足批吸附实验对²³⁷Np相对测量的要求,而且可同时测定溶液样品中的²³⁷Np和²³³Pa活度。（6）用于法国Puy-en-Velay伊利石（钠基）的2SPNE SC/CE模型并不能拟合本研究所得的漳州伊利石（钠基）的滴定数据和Np（Ⅴ）吸附数据。因此,依照2SPNE SC/CE模型框架,重新构建了Np（Ⅴ）在漳州伊利石上的吸附模型。与2SPNE SC/CE模型相比,本研究所得模型的位点容量小,对应的质子转移和配位反应的平衡常数也不相同。存在这种差异的原因可能是:漳州伊利石的比表面积小于Puy-en-Velay伊利石的比表面积;Puy-en-Velay伊利石较漳州伊利石具有更高比率的同晶置换（更高的Fe₂O₃和MgO含量）。（7）利用DLM模型和NEM模型均可较好地解释钠基高岭土的电位滴定曲线。不过,与DLM模型相比,采用含三种表面配合物产物（≡S^WONpO₂、≡S^WONpO₂OH和≡S^SONpO₂）的NEM模型,可更好地定量解释Np（Ⅴ）在钠基高岭土上的吸附。为了定量解释Am（Ⅲ）吸附数据,在NEM模型中除三种表面配合物(≡S^SOAm²⁺、≡S^SOAmOH⁺和≡S^SOAm（OH）₂)外,还考虑了一种阳离子交换物种（≡X₃Am）。