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Technischer Bericht NTB 85-42

Hydraulische Leitfähigkeit, Porosität und Uranrückhaltung von Kristallin und Mergel Bohrkern-Infiltrationsversuche

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An ganzen oder gespaltenen kristallinen Bohrkernstücken aus den Sondierbohrungen der Nagra in der zentralen Nordschweiz sowie an Mergel vom Oberbauenstock (Seelisbergtunnel, Kt. Obwalden) wurden die hydraulische Leitfähigkeit und die dynamische Porosität unter mechanischer Druckbelastung gemessen. Für das Radionuklid 233-Uran wurde ausserdem das Durchbruchsprofil an vier ausgewählten Kristallinproben gemessen und die in den Proben verbleibende Radioaktivität autoradiographisch registriert.

Während für die kompakten Kristallinproben hydraulische Leitfähigkeiten von 1E-13 bis 1E-11 m/s gemessen werden, zeigen die Mergel viel tiefere Werte bei einem Grenzwert von 1E-15 m/s. Der Anteil der dynamischen Porosität am gesamten Porenvolumen ist in den kristallinen Proben 10 bis 90 %, die Mergelproben weisen hingegen einen sehr geringen dynamischen Porenanteil von ca. 5 % auf. Eine mit dem Konzept des hydraulischen Radius durchgeführte Abschätzung der Aperturen und Oberflächen der wasserführenden Strukturen sowie der Oberflächensorption von 233-Uran ergab eine gute Übereinstimmung mit vergleichbaren Angaben in der Literatur. Die vier Durchbruchsprofile von 233-Uran wurden in einer separaten Arbeit mit dem Geosphärenmodell RANCHMD modelliert. Hier sind kurz die Resultate zusammengestellt. Die Übereinstimmung zwischen den berechneten und gemessenen Durchbruchsprofilen ist gut; die ermittelten Werte der Parameter sind konsistent mit Literaturwerten und mit Daten unabhängiger Messungen. Eine Typologie von α-Spurbildern der aufgeschnittenen Proben erweist sich aIs qualitative Stütze für die Beurteilung der Fliesspfadgeometrie.

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