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Technical Report NTB 87-08

Natural analogue studies in crystalline rock: The influence of water-bearing fractures on radionuclide in a granitic rock repository

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  • version papier, anglais
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Le concept suisse actuel d'évacuation des déchets radioactifs prévoit leur stockage final dans des dépôts excavés en profondeur dans le sous-sol, conçus de sorte à ce que des quantités significatives de radionucléides ne puissent jamais atteindre la surface et de la sorte pénétrer dans la biosphère. Les formations considérées aujourd'hui comme roches d'accueil potentielles pour recevoir des déchets radioactifs ont été sélectionnées sur la base de leur aptitude à isoler les radionucléides de la géosphère. Un facteur important pour assurer un tel confinement est un très faible taux de transport des radionucléides en solution dans l'eau à travers la formation rocheuse d'accueil. On pense cependant qui il est vraisemblable que, dans les formations rocheuses considérées dans le programme suisse (par ex. granites, sédiments argileux, anhydrite), les roches seront fracturées dans une certaine mesure, même à la profondeur du dépôt. En cas de défaillance cumulative des barrières du champ proche du dépôt, ces fractures dans la roche d'accueil, hydrauliquement connectées les unes aux autres, pourraient représenter des routes de migration très importantes (et d'éventuels sites de retardement) pour les radionucléides dissous dans les eaux souterraines. Dans ce contexte ledit mécanisme de "diffusion matricielle" représente un élément potentiel très important pour le retardement de radionucléides.

Ce rapport représente le point culminant d'un programme qui cherchait à évaluer l'influence potentielle de ces fractures aquifères sur le transport de radionucléides issus d'un dépôt pour déchets radioactifs implanté dans une roche cristalline. Quatre carottes rocheuses, qui coupaient des fractures soupçonnées être aquifères, ont été examinées en vue de détecter des indices d'interactions roche/eau. La migration (ou l'absence de migration) d'éléments dans le voisinage des fractures a été étudiée par le biais du déséquilibre de séries de désintégrations naturelles. On a également établi pour chaque carotte les distributions d'une chaîne d'autres éléments afin d'essayer de mieux définir la nature précise de toutes interactions roche/eau observées. D'une façon générale les phénomènes impliqués dans le transport de chacun des éléments étudiés à l'extérieur de la roche massive sont analogues à ceux qui peuvent être à l'origine du retardement de radionucléides dissous, relâchés du dépôt, par leur transport dans la roche – le mécanisme de diffusion matricielle mentionné précédemment.

Des données sont présentées qui montrent qu'une profondeur significative de roche (jusqu'à 1/2 m) en arrière d'une fracture aquifère peut être accessible aux radionucléides transportés par les eaux souterraines. Un examen pétrographique détaillé d'une partie des matériaux analysés suggère que de vastes zones endommagées (souvent avec altérations hydrothermales) associées à des fractures aquifères permettent vraisemblablement aux eaux souterraines circulant dans ces fractures de mieux accéder à la matrice rocheuse au voisinage immédiat. On déduit cependant de calculs simples que le transport dans la matrice se fait par advection et non purement par diffusion comme envisagé dans le scénario de diffusion matricielle. La présence de grands volumes potentiels de "roche accessible" est évidemment très importante pour le retardement de radionucléides dans la géosphère et ses implications lors de l'évaluation de la sûreté sont brièvement discutées.

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