Tietopankki

Työraportti 2017-39

Takaisin

Nimi:

Investigation of Rock Matrix Retention Properties – Supporting Laboratory Studies II: Diffusion Coefficient and Permeability

Raportin kirjoittaja:

Voutilainen, M., Ikonen, J., Sammaljärvi, J., Siitari-Kauppi, M., Lindberg, A., Kuva, J., Timonen, J., Löfgren, M.

Kieli:

Englanti

Sivumäärä:

36

Tiivistelmä:

KIVIMATRIISIN PIDÄTYSOMINAISUUKSIEN TUTKIMUSTA TUKEVAT LABORATORIOTUTKIMUKSET II: DIFFUUSIOKERROIN JA PERMEABILITEETTI

Ydinvoimaloiden jätteenä syntyvä käytetty ydinpolttoaine tullaan loppusijoittamaan Suomessa syvälle kiteiseen peruskallioon. Loppusijoitustilan turvallisuusanalyysejä varten on tärkeää tutkia peruskallion kulkeutumisominaisuuksia. Osana kulkeutumisominaisuuksien tutkimuksia käynnistettiin REPRO-projekti (rock matrix REtention PROperties, kivimatriisin pidättämisominaisuudet). Projekti koostuu useista ONKALO:ssa suoritettavista in situ kokeista ja niitä tukevista laboratoriokokeista, joita tämä työ käsittelee.

Tässä työssä suoritettiin diffuusiokokeita Olkiluodon kivinäytteille käyttäen perinteisiä läpidiffuusiomittauksia kaasu- ja vesifaasissa, sähkönjohtokykymittauksia ja Cl:n ulosdiffuusiokokeita. Vesifaasissa suoritetuissa läpidiffuusiokeissa käytettiin merkkiaineena HTO:ta ja 36Cl-:ta, ja kaasufaasissa heliumia. Työn tuloksena saatiin tärkeää tietoa Olkiluodon peruskallion kulkeutumisominaisuuksista ja niihin vaikuttavista kiven huokosrakenteesta. Yhtenä tämän työn tavoitteena on tuottaa tuloksia, joita voidaan käyttää hyväksi analysoitaessa REPRO-projektissa suoritettavien in situ kokeiden tuloksia, ja joiden perusteella voidaan arvioida laboratoriokokeiden luotettavuutta tuotettaessa parametreja turvallisuusanalyysin tarpeisiin. Tutkitut näytteen jaettiin kahteen ryhmään kivityypin perusteella (juonigneissi, VGN, ja pegmatiittigraniitti, PGR) ja juonigneissinäytteet edelleen kolmeen ryhmään niitä vastaavien in situ kokeiden mukaan: Läpidiffuusio koe (TDE, Through Diffusion Experiment), vesifaasissa suoritettava matriisidiffuusiokoe (WPDE, Water Phase Diffusion Experiment) ja muut juonigneissinäytteet (other). Eri menetelmillä saatiin virheillä painotetuiksi HTO:n efektiivisiksi diffuusiokertoimiksi: (1.7 ± 0.2) × 10-13 m2/s (WPDE), (3.9 ± 0.4) × 10-13 m2/s (TDE), (5.7 ± 0.7) × 10-13 m2/s (PGR) ja (1.3 ± 0.1) × 10-13 m2/s (Other). Vastaavasti 36Cl:n efektiivisiksi diffuusiokertoimiksi saatiin: (0.05 ± 0.03) × 10-13 m2/s (WPDE), (3.4 ± 0.5) × 10-13 m2/s (TDE), (5.0 ± 1.0) × 10-13 m2/s (PGR), ja (0.07 ± 0.03) × 10-13 m2/s (Other). He-kaasun läpidiffuusiokokeista saatiin vesifaasiin korjatuiksi efektiivisiksi diffuusiokertoimiksi: (0.51 ± 0.03) × 10-13 m2/s (WPDE), (1.0 ± 0.1) × 10-13 m2/s (TDE), (5.0 ± 0.3) × 10-13 m2/s (PGR), ja (2.0 ± 0.2) × 10-13 m2/s (Other). Sähkönjohtokykyyn perustuvista formaatiokerroinmittauksista saatiin efektiivisikiksi diffuusiokertoimiksi: (3.4 ± 1.1) × 10-13 m2/s (WPDE), (5.9 ± 0.5) × 10-13 m2/s (TDE), (11 ± 1) × 10-13 m2/s (PGR), ja (1.6 ± 0.2) × 10-13 m2/s (other). Vastaavasti kloorin ulosdiffuusiokokeista efektiivisiksi diffuusiokertoimiksi saatiin: (0.6 ± 0.3) × 10-13 m2/s (WPDE), (2.9 ± 0.5) × 10-13 m2/s (PGR), ja (1.0 ± 0.3) × 10-13 m2/s (Other).

Juonigneissinäytteille HTO:lla ja 36Cl:lla saaduissa tuloksissa havaittiin anioniekskluusion aiheuttama vaikutus. Etenkin WPDE-näytteissä tämä vaikutus on vahvasti esillä, sillä näytteissä pääkulkeutumissuunta oli suuntautuneisuutta vastaan kohtisuorassa. TDE-näytteillä tehdyissä kokeissa pääkulkeutumissuunta oli suuntautuneisuuden kanssa samansuuntainen, mikä vähentää diffuusioreittien tortuositeettia verrattuna WPDE näytteisiin. Näin ollen TDE-näytteissä anioniekluusion vaikutus on heikompi. Vastaaville näytteille suoritetuissa kaasufaasimittauksissa havaittiin puolestaan Knudsenin diffuusion aiheuttama vaikutus. Kumpaakaan näistä ilmiöistä ei havaittu pegmatiittigraniitti näytteille tehdyissä mittauksissa. Pegmatiittigraniitissa mineraalikiteet ovat kooltaan noin 0.5 -2 cm ja johtava huokoisuus koostuu kiteitä halkovista fissuureista, joten diffuusioreittien tortuositeetti on vähäinen. Sähkönjohtokykymittauksista saatujen tulosten havaittiin yliarvioivan efektiivisiä diffuusiokertoimia noin tekijällä kaksi ja ulosdiffuusiomittauksista saadut tulokset olivat yhteneväisiä perinteisistä läpidiffuusiomittauksista saatujen tulosten kanssa.

Avainsanat:

Kiteinen kivi, efektiivinen diffuusiokerroin, permeabliteetti, formaatiotekijä, huokoisuus, anioniekskluusio, juonigneissi, pegmatiittigraniitti, REPRO-projekti

Tiedosto(t):

WR 2017-39_web (pdf) (3.8 MB)


Takaisin


Jaa artikkeli:
Tämä sivusto käyttää evästeitä sivuston käyttöä koskevien tietojen keräämiseksi. Kun käytät tätä sivustoa, hyväksyt evästeiden käytön.
Sulje

Evästekäytännöt

Tätä sivustoa käyttämällä hyväksyt, että voimme asettaa evästeitä tietokoneellesi tai mobiililaitteeseesi.

1. Mitä evästeet ovat?

Evästeet ovat pieniä datatiedostoja, jotka siirtyvät tietokoneellesi, kun otat yhteyden johonkin verkkosivustoon. Evästeet tallentuvat selaimen käyttämien tiedostojen yhteyteen.

Lisätietoa evästeistä saat sivulta www.aboutcookies.org.

2. Miksi evästeitä käytetään?

Evästeet tunnistavat tietokoneesi, kun tulet sivustolle uudelleen. Ne muistavat myös sivustolla aikaisemmin tekemäsi valinnat ja parantavat siten sivuston käyttökokemusta. Evästeiden avulla pystyy esimerkiksi tunnistamaan käyttäjän laitteet sekä mukauttamaan mahdollisia mainoksia sivuilla sekä mahdollisissa muissa palveluissa.

3. Mitä evästeitä käytetään?

Jotkin evästeet ovat sivustomme teknisen toiminnan ja käytön vuoksi välttämättömiä. Nämä evästeet eivät kerää käyttäjästä tietoa, jota voitaisiin hyödyntää markkinoinnissa tai muistamaan käyttäjän valitsemia sivustoja.

Suorituskykyä mittaavat evästeemme keräävät tietoa siitä, miten käyttäjät käyttävät verkkosivujamme (esim. eniten käytetyt sivut, mahdolliset virheviestit). Nämä evästeet eivät kerää käyttäjistä tunnistettavia tietoja, vaan ne ovat anonyymejä ja niitä käytetään ainoastaan parantamaan nettisivujen toimivuutta.

Sivuilla olevat kolmansien osapuolten liitännäispalvelut (esim. mainokset, YouTube-videot, Google-tilastointi tai Facebook-liitännäiset) saattavat tallentaa käyttäjän tunnistamiseen käytettävää tietoa, mihin emme valitettavasti voi vaikuttaa. Jos haluat estää niitä seuraamasta liikkumistasi verkossa, voit kytkeä ns. kolmannen osapuolen evästeet pois käytöstä selaimesi asetuksista. Ohjeet löydät selaimesi ohjesivuilta.

Sivuillamme saattaa olla myös painikkeita, jotka helpottavat sisällön jakamista eri verkkoviestintäympäristöihin ja sosiaaliseen mediaan. Jos käytät näitä painikkeita, valitsemaltasi palvelulta voidaan asettaa eväste päätelaitteellesi. Nämä evästeet eivät ole hallinnassamme. Lisätietoja kolmannen osapuolen evästeiden käytöstä saat kyseisen osapuolen verkkosivulta.

4. Evästeiden hallinta ja estäminen

Jos et halua vastaanottaa evästeitä, voit muuttaa Internet-selaimesi asetuksia niin, että saat ilmoituksen aina kun evästeitä ollaan lähettämässä tietokoneellesi. Vaihtoehtoisesti voit estää evästeiden käytön kokonaan. Evästeiden käyttöä voi rajoittaa tai sen voi estää Internet-selaimen kautta (katso tarkemmat tiedot selaimen ohjeista).

Jos estät evästeiden tallennuksen tai poistat ne käytöstä, jotkin verkkosivujemme toiminnoista eivät välttämättä toimi oikein.

Sulje