Udoskonalone systemy barier dla składowania odpadów jądrowych
Celem projektu BELBAR (Bentonite erosion: effects on the long term performance of the engineered barrier and radionuclide transport) było zbadanie ważnych procesów zachodzących podczas geologicznego składowania wysoko radioaktywnych odpadów. Przeprowadzone eksperymenty i opracowane modele w ramach projektu powinny zminimalizować wątpliwości związane z erozją, a także rozwiązać kwestie niestabilności w systemach barier mechanicznych (EBS) i celowo szczelinowanych skałach składowych. Formowanie się koloidów gliny może doprowadzić do degradacji EBS i niekorzystnie wpłynąć na transport radionuklidów, obniżając efektywność naturalnej bariery. Naukowcy w pierwszej kolejności określili warunki dla stabilności koloidalnej, ponieważ niestabilność i krótki przeciętny okres życia mogłyby sprawić, że uwzględnienie ich w zaktualizowanych modelach stałoby się zbędne. Kolejnym krokiem było udoskonalenie modeli ilościowych dla erozji EBS dla potrzeb scenariuszy, w których koloidy zachowują stabilność. Wymagało to lepszego zrozumienia zjawiska przymocowania radionuklidów do koloidów gliny i ich transportowania w celu realistycznego modelowania procesów. Naukowcy opracowali szereg konfiguracji eksperymentalnych do oceny transportu radionuklidów w wodzie stojącej i w szczelinach. Ta ostatnia obejmowała systemy sztucznego szczelinowania do badania ekstruzji pęczniejącej gliny do pobliskich szczelin. Wyniki badań przeprowadzonych w rozmaitych warunkach sugerowały silne przyleganie koloidu do powierzchni szczelin, nawet w przypadku niekorzystnych scenariuszy. W ramach tej inicjatywy zbadano także stabilność koloidu, jak również pięć różnych rodzajów gliny z pięciu różnych lokalizacji. Badania ukazały rosnącą agregację powodującą destabilizację koloidów wraz z rosnącą siłą jonową. Wyniki projektu BELBAR mają pomóc w zmniejszeniu ogólnego szacowanego ryzyka związanego ze składowaniem odpadów, a także dostarczyć wskazówek co do przyszłych programów dotyczących charakteryzacji wyboru odpowiedniej lokalizacji. Pomoże też w selekcji barier mechanicznych dla składowiska odpadów jądrowych. Istotnym aspektem tego projektu jest krótka droga od podstawowych badań do zastosowania w przemyśle. Z tego względu omawiany projekt będzie miał znaczną wartość dla świata nauki, głównie w dziedzinie chemii powierzchni i chemii koloidów.
Słowa kluczowe
BELBAR, odpady radioaktywne, bentonit, koloidy, składowisko
