Media

Ajankohtaista

8.3.2012 15.48

ONKALOssa käynnistettiin merkkiainetutkimus

Loppusijoitussyvyydellä ONKALOssa on käynnistetty tutkimus radioaktiivisten aineiden pidättymisestä ehjän kallion mikroskooppiseen huokosverkostoon. Projektia on valmisteltu pitkään ja nyt se on edennyt kenttätutkimusvaiheeseen.

 DSC7544a
Tutkimuskoordinaattori Lasse Koskinen

Loppusijoitussyvyydellä ONKALOssa on aloitettu tutkimus, jossa ehjään kallioon porattuun reikään injektoitiin radioaktiivisia merkkiaineita. Pitkään valmisteltu REPRO-projekti (Rock matrix rEtention PROperties) on edennyt kenttätutkimusvaiheeseen, jossa selvitetään radioaktiivisten aineiden pidättymistä ehjän kallion mikroskooppiseen huokosverkostoon.

Tutkimuskoordinaattori Lasse Koskinen, mistä tutkimuksessa on tarkkaan ottaen

kysymys?
"Tutkimme radioaktiivisten aineiden pidättymistä kallioon, jossa ei ole merkittäviä vettä johtavia rakoja. Tällaisissa olosuhteissa aineiden kulkeutuminen on äärimmäisen hidasta johtuen osaltaan niiden diffuusiosta kallion mikroskooppiseen huokosverkostoon. Diffuusiolla tarkoitetaan hiukkasten lämpöliikkeen aiheuttamaa leviämistä alhaisemman pitoisuuden suuntaan. Käytännössä huokosverkosto pidättää nuklideja ja hidastaa niiden kulkeutumista.

aPXB 5410a
Radioaktiiviset merkkiaineet sisältävä injektioletku liitetään virtauskiertoon.
Miten pidättymistä mitataan käytännössä ONKALOn olosuhteissa?
"Tutkimus tehdään loppusijoitussyvyydelle louhitussa tutkimustilassa. Kallion seinään on porattu noin 20 metriä pitkä kairareikä, josta on tulpattu kaksi metriä pitkä osuus koetta varten. Tulpattuun osuuteen johdetaan merkkiainepulssi jatkuvalla, mutta erittäin hitaalla virtauksella."

Mitä hyötyä tutkimuksesta on loppusijoituksen toteuttamiselle?
Loppusijoituskapselit on tarkoitus loppusijoittaa hyvään kallioon, jossa on vain vähän rikkonaisuutta. REPRO-tutkimuksen kairanreikä vastaa pitkälti loppusijoituskapselin sijoitusreiän hyvälaatuista kalliota, jossa ei ole merkittäviä vettä johtavia rakenteita. Mikäli kapseli vastoin odotuksia rikkoutuisi eikä sen ympärillä oleva bentoniittipuskuri pidättäisi radioaktiivisia aineita, ne pidättyisivät kallion huokosverkostoon. Kokeessa pyrimme arvioimaan radionuklidien pidättymisen voimakkuutta kallion huokosverkostoon.

 DSC7440a
ONKALOon loppusijoitussyvyydelle louhittu REPRO-tutkimustila.
Onko radionuklidien pidättymisestä olemassa aikaisempia tutkimustuloksia vai onko tässä tutkimuksessa kysymys ennakkotapauksesta, jolla haetaan käsitystä pidättymiselle?
Pidättymiseen liittyvää tutkimusta on tehty maailmalla paljonkin, mm. Sveitsissä ja Ruotsissa, mutta ei sellaisin koevalmisteluin ja -järjestelyin kuin ONKALOssa. Nyt tutkittava pidättyminen on ennakkoon matemaattisesti mallinnettu ottaen huomioon koejärjestelyt, kuten virtausnopeus kairanreiässä ja radioaktiivisuuden määrä merkkiaineessa. Nyt tehtävällä kokeella nähdään toteutuuko pidättyminen ennakko-olettamuksen ja sen matemaattisen mallin mukaisesti.

Voidaanko kokeen jälkeen arvioida kuinka suuri osuus radionuklideista pidättyy kallion huokosverkostoon?
Tämän kokeen avulla saamme käsityksen pidättymisen voimakkuudesta hyvässä kalliossa, joten  kokeesta saatava tieto tukee näitä arvioita. Pidättyminen on radionuklidikohtaista ja kulkeutumiseen vaikuttavat myös pohjavesivirtausolosuhteet.  Lisäksi käytetyn polttoaineen liukeneminen pohjaveteen on hyvin hidasta. Ylivoimaisesti suurin osa käytetyn ydinpolttoaineen radioaktiivisuudesta jää kapselireiän lähialueelle, vaikka kapseli ja bentoniittipuskuri menettäisivät eheytensä.

Mitä radioaktiivisia merkkiaineita tutkimuksessa käytetään?
Kokeessa käytettävät merkkiaineet edustavat heikosti sorboituvia radionuklideja. Siksi olemme valinneet kokeeseen, jodin (125I), kloorin (36CL), natriumin (22Na) ja vedyn (3H) radioaktiivisia isotooppeja. Kunkin merkkiaineen radioaktiivisuus voidaan mitata kokeessa erikseen ja arvioida näin pidättymisen voimakkuutta radionuklidikohtaisesti.


Kuinka pitkään tutkimus jatkuu ONKALOssa?
Tutkimuksessa käytettävät virtausnopeudet ovat äärimmäisen pieniä (mikrolitroja minuutissa), joten radioaktiiviset merkkiaineet kulkevat varsin hitaasti tulpattuun kairareikään ja takaisiin kairareiän ulkopuoliselle mittalaitteelle. Käytettävistä virtausnopeuksista riippuen tutkimus voi kestää jopa kolme vuotta.

 DSC7666a
Pidättymistutkimuksen mittauksista vastaavan ruotsalaisen Geosigman asiantuntija Mats Skålberg tutkimuskontissa.

Palaa otsikoihin



Jaa artikkeli: