Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-4066
Der alkalische pH-Wert der Abfalllösung beschleunigt die Hydratation des Hüttensandes. Die
gebildete Reaktionsschicht am Hüttensandkorn führt zu einer Abnahme der Hydratationsgeschwindigkeit
mit Alterung des Abfallproduktes. Die Verfestigung der Abfalllösung mit hüttensandreicher
Matrix führt zu bedeutenden Druckfestigkeitswerten, wobei mit Reinhüttensandmatrix höhere
Druckfestigkeitswerte erzielt werden. Die Verfestigung mit reinem Hüttensand als Bindemittel ermöglicht
eine Immobilisierung der radiotoxischen Elemente im Sinne einer physikalischen Rückhaltung. In
Gegenwart magnesiumchloridenreicher Lösungen in einem salinaren Endlager entfällt die
Zementmatrix als Barriere: die radiotoxischen Elemente werden innerhalb weniger Monate freigesetzt.
Im Fall eines Laugezutritts unterliegt Cs keiner Wechselwirkung mit der Zementmatrix unabhängig
vom pH-Wert in dem umgebenden Medium. Dagegen ist für Sr eine chemische Wechselwirkung mit
der Zementmatrix für einen pH-Wert des Auslaugmediums oberhalb 7 zu erkennen.
The alkalinity of the waste solution acts as an activator for the hydration of the blast furnace slag. The
rate of slag hydration decreases at later ages due to the formation of a denser microstructure of
reaction products around the slag particles. The solidification of the waste solution with pure blast furnace
slag and slag rich matrices leads to significant compressive strength. This effect is more marked for
the waste solution cemented with only blast furnace slag. The solidification with blast furnace slag
enables a physical immobilisation of the radiotoxical elements. In presence of MgCl2-rich salt brines,
the solid waste matrice has no barrier function: the radiotoxical elements are released from the cement
matrice within few months. Cs leaching behaviour shows no interaction with the cement matrix
regardless of the pH in the surrounding aqueous phase. In contrast, a chemical interaction of Sr with
the cement matrix can be identified for pH-value of leachant above 7.
Abdou, Liesse
Zementierung von flüssigen radioaktiven Abfällen
IV, 123 S., 2003
Bei der Wiederaufarbeitung von abgebrannten Brennelementen aus dem Material Test Reaktor (MTR)
DIDO entsteht eine radioaktive Abfalllösung. Neben den radiotoxischen Elementen, enthält die
Abfalllösung Aluminium aus dem Brennstoffrohr und Natriumhydroxid, das zur Einstellung eines
basischen pH-Wertes der Abfalllösung zwischen 12 und 13 zugegeben wird. Die neutralisierte
Abfalllösung wird mit einem hüttensandreichen, hydraulischen Bindemittel verfestigt. Das zementierte
Endprodukt muss in Hinblick einer Endlagerung in geologischen Formationen bezüglich der
Sicherheitskriterien beurteilt werden. Für die Sicherheitsbetrachtung sind die Wechselwirkung zwischen dem
Bindemittel und der Abfalllösung, die physikalischen Eigenschaften des Abfallproduktes und die
Beständigkeit des Abfallproduktes, im Fall eines Zutritts gesättigter Salzlösungen zu den
Abfallgebinden im Endlager, von großer Bedeutung.
During the reprocessing of spent Material Test Reactor (MTR) fuel elements from research reactor
DIDO a radioactive waste solution is produced. Besides the radiotoxical elements, the waste solution
contains aluminium from the cladding material of the spent fuel element and sodium hydroxide which
is given to the acidic waste solution to reach a pH value between 12 and 13. After the neutralisation,
the waste solution is solidified in a slag rich cement matrice. The fmal solidified product has to be
assessed for a final disposal in a deep geological repository. One aspect of the assessment is related to
intrinsic factors inherent to the solidified waste physical properties and the interaction between the
binding agent and the waste solution. An other aspect of the safety assessment is related to the
hydrolytic behaviour of the final cemented waste product under deep geological disposal conditions.
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