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Technical Report NTB 91-33

Grimsel Test Site Migration Experiment Modelling of laboratory high-pressure infiltration experiments

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In diesem Bericht wird die Modellierung von Durchbruchskurven aus einer Reihe von dynamischen Infiltrationsexperimenten mit zwei Tracern beschrieben. Sie sind als Ergänzung der Migrationsexperimente auf grösserem Massstab im Felslabor GrimseI zu betrachten. Die Tracer sind 82Br, das als nichtsorbierend angenommen wird, und das schwach sorbierende 24Na. Die 24Na-Konzentration liegt erheblich unter der natürlichen Natrium-Konzentration des Infiltrationswassers, sodass die Sorption am Gestein durch Isotopenaustausch bestimmt wird und sich eine lineare Sorptionsisotherme ergibt. Das Gesteinsmaterial besteht aus Bohrkernen aus dem Granodiorit der Migrationszone im Grimsel Felslabor der Nagra, wobei jeder Bohrkern eine deutliche Scherzone aufweist. Unter Benützung von Transportmodellen einfacher und doppelter Porosität werden Best-Fits an die Durchbruchskurven durchgeführt und mehrere physikalische Parameter bestimmt. Es zeigt sich, dass für den nichtsorbierenden Tracer nur das Modell doppelter Porosität den Schwanz der Durchbruchskurve reproduzieren kann. Innerhalb der geschätzten experimentellen Fehler genügt ein Modell einfacher Porosität, um die Durchbruchskurven des sorbierenden Tracers zu reproduzieren. Die extrahierten Kd-Werte stimmen gut mit solchen aus einem Gesteins-Wasser-Wechselwirkungsexperiment und Migrationsexperimenten im Felslabor überein. Statische Labor-Batchexperimente ergeben grössere Gleichgewichtsverteilungskonstanten für die Sorption. Die Differenz kann jedoch mit einer durch das künstliche Brechen des Gesteins vergrösserten Oberfläche und mit einer leicht unterschiedlichen Wasserchemie in den Batchexperimenten erklärt werden.

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