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Technischer Bericht NTB 80-08

Die mathematische Modellierung der Auslaugung verfestigter Abfälle

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Die Arbeit gibt eine kritische Übersicht über die bis heute veröffentlichten, mathematischen Ansätze zur Beschreibung des Zeitverhaltens der Auslaugung verfestigter Abfälle. Die weiteren Entwicklungsmöglichkeiten von Modellen werden abgeklärt.

Erstmals wird ein allgemeineres Auslaugmodell zur Berechnung der Freisetzungsraten von Nukliden aus Zerfallsketten in verfestigten Abfallmatrizen erstellt. Das Modell geht von Nuklid-spezifischen, zeitlich konstanten Auslaugraten und einer Nuklid-unabhängigen Auflösungsrate der Bindematrix aus. Es verallgemeinert die Bilanzgleichungen für radioaktive Zerfallsketten, indem es die Verluste durch Auslaugung durch eine zeitabhängige Transferfunktion berücksichtigt. Die allgemeine Lösung der Bilanzgleichungen enthält als Spezialfälle die bisher von anderen Autoren publizierten Modelle der reinen Auflösung und der reinen Abreicherung.

Zur numerischen Berechnung der Freisetzungsraten und – unter spezifizierten Bedingungen – der Konzentrationen im Auslaugmedium am Lagerort wurde das Programm LEACON für viergliedrige Zerfalls­ ketten geschrieben. Sein Aufbau sowie die gewonnenen Erfahrungen werden anhand eines typischen, numerischen Beispiels beschrieben und ausführlich diskutiert. Das Programm LEACON ist ein praktisches und wirtschaftliches Programm zur Berechnung von Freiset­zungsraten und Konzentrationen am Lagerort.

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