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Technischer Bericht NTB 83-01

Gläser zur Verfestigung von hochradioaktivem Abfall: Ihr Verhalten gegenüber Wässern

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Gläser sind wegen ihrer amorphen Struktur besonders geeignet, das bei der Aufarbeitung von Reaktorbrennstoff anfallende Gemisch von hochradioaktivem Abfall zu verfestigen: sie sind unempfindlich gegen Schwankungen in der Zusammensetzung der Abfalloxide und gegen Strahlenschaden. Die dazu verwendeten Borosilikatgläser werden seit 25 Jahren untersucht, und die Abfallverglasung ist im technischen Massstab erprobt.

Im Hinblick auf mögliche Störfälle in einem Endlager ist die chemische Beständigkeit solcher Gläser gegenüber Wasser von besonderem Interesse. Dieser Bericht befasst sich mit dem Korrosionsverhalten von Gläsern, wobei die wesentlichen Einflussgrössen diskutiert werden. Die für Sicherheitsbetrachtungen benötigten Auflösungsgeschwindigkeiten müssen in relativ kurzzeitigen Experimenten bestimmt werden. Da die Art der Versuchsführung das Ergebnis in weiten Bereichen beeinflusst, ist eine kritische Beurteilung dieser Methoden erforderlich.

Experimentelle Ergebnisse werden anhand ausgewählter Beispiele dargestellt, wobei insbesondere auf die Einflüsse erhöhter Temperatur und radioaktiver Strahlung eingegangen wird.

Die Modelle zur Abschätzung des Langzeitverhaltens des verglasten Abfalls sind noch unvollkommen und bedürfen einer Verbesserung. Auch die in solche Modelle eingesetzten Auflösungsgeschwindigkeiten sollten revidiert werden: wünschbar sind Werte, die die Umgebungsbedingungen am Lagerort berücksichtigen. Es ist jedoch festzuhalten, dass schon konservative Modellannahmen mit konservativen Werten für die Auflösungsgeschwindigkeit eine «Lebensdauer» der einzulagernden Glasblöcke in der Grössenordnung von 105 Jahren erwarten lassen.

Dieser Bericht schliesst mit Empfehlungen für weitere Untersuchungen.

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