دانلود رایگان مقاله درک تعامل پشتیبان سیمانی با اجزای آب زیرزمینی

Many  concepts  for  the  disposal  of  intermediate-level  radioactive  waste  specify  the  emplacement  of  waste  packages  in  underground  vaults  backfilled  with  cementitious  material.  The  cementitious  backfill  performs  a  number  of  functions  including  maintaining  alkaline  conditions  and  providing  a  high  sorption  capacity  for  ra - dionuclides.  In  the  UK,  the  Nirex  Reference  Vault  Backfill  (NRVB)  has  been  developed  for  such  a  role.  To  improve  our  understanding  of  its  long-term  performance,  a  detailed  programme  was  undertaken  to  investigate  in - teractions  of  the  NRVB  with  selected  groundwater  components  using  sodium  sulphate  and  magnesium  chloride  solutions.  Experiments  using  the  selected  solutions  were  performed  under  conditions  of  constant  flow,  over  timescales  of  up  to  860  days.  Elemental  composition  and  pH  of  the  egressing  eluent  were  determined  throughout  the  exper - iments.  At  the  end  of  the  experiments,  detailed  solid  analyses  were  performed  on  samples  from  various  locations  in  the  NRVB  using  a  wide  range  of  techniques.  In  the  sodium  sulphate  experiment,  sulphate  attack  resulted  in  the  formation  of  ettringite,  thaumasite  and  gypsum.  For  the  magnesium  chloride  case,  the  results  were  dependent  on  the  concentration  of  the  magnesium  in  the  ingressing  solution.  At  higher  concentration,  precipitation  of  brucite  at  the  upstream  surface  of  the  NRVB  led  to  clogging  and  termination  of  the  experiment  after  about  one  month.  At  lower  concentration,  no  such  clogging  occurred,  despite  almost  all  the  ingressing  magnesium  being  removed  by  the  NRVB  over  timescales  of  more  than  two  years.  For  both  systems,  high  pH  values  of  the  eluent  were  main - tained  over  the  full  periods  studied;  for  the  sodium  sulphate  experiment  the  final  pH  was  12.7  (after  180  sample  volumes)  and  for  the  low  concentration  magnesium  chloride  case  pH  11.5  (after  749  sample  volumes).  A  “ top-down ”  modelling  approach  was  applied  to  interpret  the  results,  involving  solution  equilibration  with  the  NRVB  represented  by  a  simple  set  of  mineral  phases.  Further  processes  were  modelled  only  where  they  improved  the  overall  fits.  The  resulting  models  were  considered  to  be  simple  while  maintaining  consistency  with  the  major  features  of  the  experimental  data  sets.  This  has  helped  to  provide  mechanistic  interpretations  of  the  evolution  of  NRVB,  based  on  relatively  simple  sets  of  secondary  mineral  phases,  early  kinetic  control  of  mineral  dissolution  and  diffusion-restricted  release  of  portlandite  at  longer  times.