Original paper

Zur Wirksamkeit von Tonmineralen als Rückhaltebarriere bei der Endlagerung radioaktiver Abfälle in Salzgesteinen

[Efficacy of Argillaceous Minerals used as a Hold-Back Barrier in the Final Disposal of Radioactive Wastes in Salt Rocks]

Brodda, Berthold-Günter; Merz, Erich

Kurzfassung

Für die Endlagerung radioaktiver Abfälle wird deren Unterbringung in marinen Evaporiten favorisiert. Dabei gelangt ein Mehrfachbarrierenkonzept zum Einsatz, das die Rückkehr der radiotoxischen Elemente in die Biosphäre verhindern soll. Eine wichtige Rolle als künstliche Barriere können Verfüll- und Versatzmaterialien ausüben, sofern sie gute Sorptionseigenschaften für migrierende Radionuklide aufweisen. Es werden Versuche zum Sorptions- und Retardationsverhalten verschiedener Bentonite und Tonminerale für die beiden wichtigen Radionuklide Strontium und Cäsium beschrieben. Die ermittelten Kd-Werte zeigen eine starke Abhängigkeit von der Salzkonzentration in den Lösungen. Salzlaugen besitzen eine verdrängende Wirkung auf sorbierte Ionen. Mögliche Wirkungsmechanismen von Tonmineralen als Migrationsbarriere werden diskutiert und Vorschläge für optimierte Systeme gemacht.

Abstract

For the final disposal of radioactive wastes, their deposition in marine evaporites seems to be most favourable. A multibarrier concept is proposed in order to prevent a return of the radiotoxic elements into the biosphere. Backfill and displacement materials may play an important role in acting as engineered barriers, provided they exhibit good sorption characteristics for migrating radionuclides. Investigations are described dealing with the sorption and retardation behaviour of different bentonites and argillaceous minerals against the two important radionuclides strontium and cesium. The Kd-values determined show a strong dependence from the salt concentration in the solutions. Brine solutions show a displacement action upon sorbed ions. Possible reaction mechanisms of argillaceous minerals as migration barriers are discussed and proposals for optimized systems put forward.

Keywords

Radioactive wastewaste disposalunderground storagesalt domeevaporiteclaymigrationradionuclideCsSrpreventionhold-back barrieradsorptionclay mineralsbentoniteoptimization