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Technical Report NTB 97-07

Derivation of In Situ Opalinus Clay Porewater Compositions from Experimental and Geochemical Modelling Studies

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In vielen Ländern werden tonige Sedimente als potentielle Gesteinsformationen für die Lagerung von hochradioaktivem Abfall untersucht. Unter dem Gesichtspunkt der Endlagerung liegt ein wesentlicher Vorteil dieser Gesteinsformationen in den geringen Durchlässigkeiten. Aufgrund der geringen Wasserflüssen ist es oft schwierig, wenn nicht gar unmöglich, Wasserproben in ausreichender Menge zu erhalten. Die chemischen Daten des Porenwassers sind jedoch nötig und stellen eine wichtige Grundlage für sicherheitsanalytische Studien dar. Im vorliegenden Bericht wird neben physikalisch-chemischen Charakterisierungsmethoden für Gesteinsproben im Gesamten auch geochemische Modellierung beschrieben. Diese ergänzt die Untersuchungen zur Zusammensetzung des Porenwassers in tonreichen Sedimenten mit geringer Porosität und Permeabilität. Im Rahmen einer internationalen Studie am Mt. Terri im schweizerischen Kanton Jura konnte diese Methode auf Kernproben des Opalinustons angewendet werden. Ausgehend von der berechneten chemischen Zusammensetzung des Porenwassers werden die Ergebnisse mit denjenigen aus Bohrloch-Sickerwasseranalysen und aus Auspressversuchen (squeezing) verglichen. Weil die beiden letzteren Wässer sich eindeutig nicht in einem chemischen Gleichgewichtszustand befinden, wird hier versuchsweise nur ein Vergleich der Hauptmerkmale angestellt. Alle drei Fälle sind dem Na-Cl Typ hoher Ionenstärke zuzuordnen. Die experimentell gemessenen pH Werte befanden sich in einem Bereich zwischen 7.5 und 8. Im Gegensatz dazu wurde für das modellierte Porenwasser ein pH Wert von nahezu 6 berechnet. Dieser scheinbare Widerspruch lässt sich aber mit Hypothese erklären, dass die Wasserproben infolge Ausgasung gelöstes CO2 verloren hatten.

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