Modelli di argilla per la realizzazione di barriere per i materiali radioattivi
I tunnel di stoccaggio e i depositi sotterranei per i rifiuti radioattivi devono essere strutture ingegneristicamente molto avanzate. A seguito dell'evoluzione dei concetti di stoccaggio, l'approccio adottato è stato quello di passare dalle strutture sigillate in modo permanente a quelle trattabili. Di conseguenza, gli impianti devono disporre di barriere di protezione che prevengano l'eventuale fuoriuscita di materiale radioattivo a seguito del danneggiamento e della corrosione della struttura. Allo stesso modo, devono fungere da appropriate barriere isolanti, atte ad evitare che l'umidità e l'acqua penetrino all'interno del sistema, accelerando il processo di deterioramento dello stoccaggio. I blocchi di bentonite proposti da questa tecnologia come barriera isolante sono realizzati in bentonite pre-compattata, specificatamente realizzata per assicurare la massima qualità di protezione. La barriera progettata è costituita da blocchi di bentonite compattata posti sul fondo del tunnel e materiale di ripiena a base di bentonite granulare nel resto della struttura. Per giungere a questo risultato, è stato necessario, dapprima, progettare un metodo in grado di garantire che i blocchi di bentonite presentassero la densità e la distribuzione granulometrica più appropriata, al fine di offrire i migliori valori di riempimento nel momento in cui viene introdotta l'argilla. La materia prima della bentonite viene essiccata fino ad uno specifico contenuto d'acqua, al fine di garantire la massima densità secca possibile per il raggiungimento di valori vicini a 1,5gr/cm3. Oltre alla densità e alla secchezza dell'argilla, nell'ambito del progetto sono stati esaminati anche numerosi altri fattori che potrebbero influire sull'efficacia complessiva del processo. Poiché la roccia circostante esercita un'importante interazione con la barriera, è stato necessario comprendere le prestazioni idromeccaniche. Gli studi incentrati sulla progettazione delle barriere, relativi per esempio ai percorsi idrici, hanno dovuto tenere conto della salinità dell'acqua e del suo impatto corrosivo. È stato necessario, inoltre, considerare proprietà geofisiche come il rigonfiamento del materiale di tamponamento nei punti di iniezione, nonché i materiali utilizzati nel sistema di idratazione. Con il passaggio dallo stoccaggio sotterraneo "permanente" a quello "sostenibile", il ruolo degli isolanti diventa essenziale, nel momento in cui la longevità dei fusti e dei contenitori di stoccaggio si fa incerta. Alla luce delle numerose minacce che gravano sui sistemi di stoccaggio e degli svantaggi insiti nei dispositivi attualmente utilizzati, è necessario che queste strutture vengano modificate, mantenute e riparate in maniera opportuna. Le argille, pertanto, diventano un importante elemento per fornire soluzioni appropriate alla spinosissima questione dello stoccaggio dei residui radioattivi.
