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Technischer Bericht NTB 91-28

Diffusion von Eisen- und Jodid-Ionen in hochverdichtetem Bentonit

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Les coefficients de diffusion de ions de fer(lI) et d'iodures dans de la bentonite au sodium MX-80 ainsi qu'au calcium Montigel, ont été déterminés comme coefficients apparents de diffusion à l'aide d'un appareillage de diffusion spécial, sous conditions dynamiques instationnaires. Pour des densités sèches de l'ordre de 16 kN/m3 et une teneur de saturation en eau d'environ 25 %, l'ordre de grandeur des coefficients apparents de diffusion des ions de fer(II) se situe entre 8 × 10-13 et 7 × 10-12 m2/s à température ambiante. Un échange des cations échangeables dans les bentonites, c.-à­d. des ions de Ca à la place de ions de Na dans MX-80 et des ions Na à la place de ions de Ca dans Montigel, n'a pas eu d'influence sur les coefficients de diffusion des ions de fer(Il). Pour une densité sèche d'environ 17 kN/m3 avec une teneur en eau d'approximativement 20 %, les coefficients apparents de diffusion des ions de iodures se situent entre 2 × 10-11 et 4 × 10-11 m2/s à température ambiante et entre 3 × 10-11 et 5 × 10-11 m2/s vers 150°C. Ces valeurs sont inférieures d'un facteur 10 environ de celles déterminées par KAHR et al. (1985) sur des échantillons libres de bentonites compactées non-saturées. Lors de ces essais des coefficients de diffusion des ions de iodures de 1 × 10-10 à 4 × 10-10 m2/s ont été mesurés à température ambiante.

Les coefficients apparents de diffusion des ions de fer(II) et de fer(III) ont également été mesurés sur des échantillons libres de bentonites compactées et non-saturées (MX­80 et Montigel). Pour des teneurs en eau d'environ 17 % les coefficients de diffusion à température ambiante pour le fer(II) étaient de 3 × 10-11 à 4 × 10-11 m2/s alors que pour des teneurs en eau d'environ 27 % ils se situaient vers 6 × 10-11 m2/s. Les valeurs de ces coefficients se situent donc un facteur dix environ au-dessus de celles déterminées à l'aide d'appareillages de diffusion. Pour des teneurs en eau d'environ 28 %, les coefficients de diffusion des ions de fer(III) se situent vers 8 × 10-11 m2/s.

Les eccarts observés entre les mesures de coefficients de diffusion effectuées par les deux méthodes (appareillage de diffusion et échantillon libre) sont au maximum un facteur dix, pour les ions de fer(lI) comme pour ceux de iodures. Les coefficients de diffusion les plus élevés ont été mesurés sur des échantillons libres.

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