Englische Übersetzung des Titels: The influence of colloids on the migration of radionuclides

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Abstract

Ein Konzept für die Endlagerung von hochradioaktiven Stoffen in einer tiefen geologischen Formation besteht aus einem Multibarrierensystem mit Bentonit als Puffer-/Versatz-Material und dem Wirtsgestein als geologische Barriere. Die geotechnische Barriere (kompaktierter Bentonit) liegt direkt neben der Wirtsgesteinsformation (z.B. Kristallin) vor und ein Kontakt zwischen Bentonit und wasserführenden Klüften des Kristallins kann nicht ausgeschlossen werden. An der Grenzfläche der durch Quellen des Bentonits entstandenen Gelschicht und des umgebenden Grundwassers können Kolloide abgelöst werden, die eine mögliche Quelle für den Radionuklidtransport von stark sorbierenden Actiniden darstellen. Die vorliegende Arbeit untersucht drei Teilaspekte des kolloidalen Transports im Detail: (a) Kolloidstabilität in der Mischwasserzone zwischen Granit-Grundwasser und Bentonit-Porenwasser sowie deren Beschreibung mittels DLVO-basierenden Ansatzes. (b) Kolloidgeneration und Bentoniterosion an der Grenzfläche von kompaktiertem Bentonit und Granit-Grundwasser sowie die Neubildung in der Mischzone von Bentonit-Porenwasser und Granit-Grundwasser. (c) Wechselwirkung von U, Th, Hf, Tb, Eu und Cm mit Bentonitkolloiden oder Kolloid-Neubildungen in der Mischzone sowie Kolloidtransport und Mobilität von Bentonitkolloiden in einer natürlichen Kluft.

Übersetzung des Abstracts (Englisch)

For a concept of deep geological disposal of high level nuclear waste, the repository will be designed as a multiple-barrier system including bentonite as the buffer/backfill material and the host rock formation as the geological barrier. The engineered barrier (compacted bentonite) will be in contact with the host rock formation (e.g. granite). Consequently the bentonite will be saturated over time with formation groundwater, which will induce swelling and gel formation of the bentonite. At the gel-groundwater boundary, colloid detachment might be a possible colloid source and therefore might enhance the mobility of strong sorbing actinides. This work will focus on three aspects of colloidal transport: (a) Colloid stability in the mixing zone between granite groundwater and bentonite pore water, including its description with an extended DLVO model. (b) Colloid generation and erosion of the bentonite at the interface between compacted bentonite and granitic groundwater, as well as formation of new colloids in the mixing zone between the bentonite porewater and the granitic groundwater. (c) Colloid transport and the interaction of U, Th, Hf, Tb, Eu and Cm with bentonite colloids and fracture filling material, as well as their mobility in a natural fracture.