Posiva-raportti 2011-3

Effects of Bedrock Fractures on Radionuclide Transport near a Vertical Deposition Hole for Spent Nuclear Fuel

Pulkkanen, V-M. & Nordman, H.

Englanti

74

ISBN 978-951-652-180-3

Peruskallion rakojen vaikutusta radionuklidien kulkeutumiseen pystysuuntaisen käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusreiän lähialueella tutkitaan laskennallisesti.  Tutkitut raot ovat sekä luonnollisia että tunnelien louhimisen yhteydessä syntyneitä rakoja. Tutkimuksessa keskitytään yksityiskohtaisen kolmiulotteisen geometrian mallintamiseen erona aikaisempiin radionuklideiden kulkeutumismalleihin, joissa painotetaan usein ketjuhajoamista, sorptiota ja saostumista geometrian kuvauksen kustannuksella.  Työssä tehdyllä tietokonemallilla arvioidaan loppusijoitusreiän lähialueen osien tärkeyttä radionuklidien kulkeutumisen kannalta ja tarkastellaan aiemmin käytettyjen mallinnustekniikoiden pätevyyttä.  Tulokset osoittavat, että radionuklidien massa bentoniitissa vähenee lähes eksponentiaalisesti, kun vapautumisreittinä on ohut luonnollinen rako. Tuloksista voidaan myös päätellä, että tunneliosan koko on sen tärkein ominaisuus radionuklidien vapautumisen kannalta. Lisäksi tulokset havainnollistavat, että rajakerrosteoriaa voidaan käyttää radionuklidien vapautumisen arvioimisessa tietyllä tarkkuudella ja että ohut kalliossa esiintyvä rako voidaan mallintaa ainakin tiettyyn rajaan asti avaumaltaan leveämmällä raolla, jonka virtaama vastaa ohutta rakoa.

Tämä raportti on päivitetty versio Veli-Matti Pulkkasen diplomityöstä.

Ydinjäte, loppusijoituslaitos, loppusijoituskapseli, louhintavauriovyöhyke, radionuklidien kulkeutuminen, lähialue, pohjaveden virtaus, Darcyn laki, diffuusio, bentoniitti, rajakerrosteoria, elementtimenetelmä, heikko muoto, Streamline/Upwind Petrov-Galerkin (SUPG).

Effects of Bedrock Fractures on Radionuclide Transport near a Vertical Deposition Hole for Spent Nuclear Fuel (pdf) (3.8 MB)