为防止放射性核素迁移至地表，确保环境的绝对安全，缓冲/回填材料作为填充在高放废物体和地质体之间的最后一道人工屏障，它应满足长期热稳定性、力学性、低透水性、膨胀性、核素迁移的迟滞性、耐辐射性、热传导性和经济性等特征。国内外大量的研究工作表明，以蒙脱石为主要成分的膨润土是高放废物处置库中理想的缓冲/回填材料。而239Pu作为高放废物地质处置中的一个重要核素，具有寿命长、比活度高、释热率大、生物毒性大等特点，一直是放射性废物地质处置及环境安全评价的重要研究对象。目前我国一些相关科研单位已经对多种放射性核素在膨润土中的吸附迁移特征进行了相关研究，但是对239Pu而言，其相关的理论和技术研究还不够充分。因此，开展239Pu核素在膨润土中的吸附特征研究，对我国高放废物的地质处置工作具有重要意义。本文以高庙子膨润土、钙基膨润土、钠基膨润土和漂白土作为吸附介质，通过静态吸附实验，研究了四种膨润土在不同环境下对超铀元素239Pu的吸附行为。其主要研究内容与结果如下：（1）确定了四种膨润土对239Pu的吸附平衡时间。吸附6天后，239Pu在四种膨润土中的吸附分配系数Kd值分别为：高庙子膨润土Kd=23746mL/g，钙基膨润土Kd=24311mL/g，钠基膨润土Kd=20499mL/g，漂白土Kd=18312mL/g，即四种膨润土的吸附能力大小为：钙基膨润土>高庙子膨润土>钠基膨润土>漂白土。（2）探讨阳离子（Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+和Fe3+）、阴离子（CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-和NO3-）、离子浓度（CO32-、Fe3+和Ca2+）、pH、温度及239Pu的初始浓度等因素对膨润土吸附性能的影响，计算出Kd值，得出影响规律。研究结果表明：膨润土吸附能力随着pH值的增大而增大；部分阴阳离子（Mg2+、Ca2+、Ba2+、Fe3+、CO32-、 HCO3-和SO42-）的存在对膨润土的吸附有抑制作用；随着CO32-、Fe3+和Ca2+离子浓度的增大，膨润土的吸附能力减弱；吸附分配系数Kd值随着钚初始浓度的增大而减小；温度越高，膨润土的吸附能力越强。（3）通过吸附影响实验，对膨润土吸附钚的机理以及几种因素的影响机制进行推导分析，得出膨润土的吸附机理：膨润土表面官能团去质子化后，与239Pu及其水解产物发生表面配合反应，从而达到对239Pu吸附的作用。pH能够影响膨润土表面官能团的去质子化以及239Pu的水解反应，因此，pH对吸附行为的影响程度较大。水相中部分阴离子的存在可以与239Pu发生配合反应，影响膨润土的吸附。部分阳离子存在能够影响膨润土的离子交换，而Fe3+的存在还能影响到水相pH，Ca2+的存在能够与膨润土中的阴离子发生反应，生成大颗粒物质，从而对239Pu的吸附影响较大。（4）绘制吸附等温曲线，确定膨润土对239Pu吸附符合Freundlich等温吸附模型。计算出热力学参数焓变H、熵变S、吉布斯能变G，由热力学参数证明膨润土对239Pu吸附是自发吸热过程。