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Technical Report NTB 93-32

A Model for Colloid Facilitated Radionuclide Transport Through Fractured Media

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In der Sicherheitsanalyse für Endlager für radioaktive Abfälle kann die Sorption von Radionukliden auf Kolloidoberflächen einen wichtigen Einfluss auf den Nuklidtransport haben, wenn die Kolloidkonzentration genügend hoch ist. In geklüfteten, geologischen Medien können Kolloide in den Matrixporen ausgeschlossen werden; in diesem Fall tragen Matrixdiffusion und -sorption nicht zur Verzögerung der an die Kolloide gebundenen Nuklide bei.

Es wird ein Modell vorgestellt, welches den kolloidgebundenen Nuklidtransport in geklüfteten Medien mit nicht-linearer Sorption beschreibt. Davon wird ein einfacheres Modell mit linearer Sorption auf den Porenoberflächen und Kolloiden abgeleitet. Ein solches Modell ist aber nur dann sinnvoll, wenn gezeigt werden kann, dass es konservativ ist. Wenn der gleiche Sorptionsmechanismus auf den Porenoberflächen und auch auf den Kolloiden wirkt, bleibt unklar, wie das Modell mit linearer Sorption in beiden Fällen konservativ angewendet werden kann, weil auf den Porenoberflächen eine geringe Sorption, auf den Kolloiden eine starke Sorption, konservativ ist.

Es wird auf die Frage eingegangen, ob die Anwendung des vereinfachten Modells, mit einem linearen Sorptionskoeffizienten, der aus der höchsten Konzentration entlang des Fliessweges berechnet wurde, für den durch Kolloide beschleunigten Nuklidtransport als konservativ betrachtet werden kann und es werden einfache Kriterien ausgearbeitet, um Prognosen zu machen, wann Kolloide für den Nuklidtransport einen entscheidenden Einfluss haben werden. Eine Reihe von Simluationen, durchgeführt mit dem allgemeineren Modell, belegen das grundsätzliche Verhalten, das man erwartet, und es werden Effekte diskutiert, die von der Nicht­Linearität der Sorption herrühren.

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