Respuesta de Bentonitas Compactadas a Cargas Térmicas y Termo-Hidráulicas a Altas Temperaturas
Autores: Tripathy, Snehasis; Thomas, Hywel Rhys; Stratos, Panagiotis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Respuesta de Bentonitas Compactadas a Cargas Térmicas y Termo-Hidráulicas a Altas Temperaturas
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Disposición final
Residuos nucleares de alto nivel
Bentonitas compactadas
Gradientes térmicos
Gradientes termo-hidráulicos
Repositorio de residuos nucleares
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
La disposición final de residuos nucleares de alto nivel en muchos países se prefiere que sea en repositorios geológicos profundos. Se proponen bentonitas compactadas para su uso como el material de amortiguación que rodea los canisters de residuos, los cuales pueden estar sujetos a cargas térmicas e hidráulicas. Se anticipa un aumento significativo de la temperatura dentro de la amortiguación, particularmente durante la fase inicial de la vida del repositorio. En este estudio, se realizaron varias pruebas hidráulicas no isotérmicas y no isotérmicas en bentonita MX80 compactada. Las muestras de bentonita compactada (contenido de agua = 15.2%, densidad seca = 1.65 Mg/m) fueron sometidas a una temperatura de 85 o 150 grados C en un extremo, mientras que la temperatura en el extremo opuesto se mantuvo a 25 grados C. Durante las pruebas hidráulicas no isotérmicas, se suministró agua desde el extremo opuesto de la fuente de calor. Se monitorearon la temperatura y la humedad relativa a lo largo de profundidades predeterminadas de las muestras. Los perfiles de contenido de agua, densidad seca y grado de saturación se establecieron después de la finalización de las pruebas. Los resultados de las pruebas mostraron que los gradientes térmicos causaron redistribución del contenido de agua, mientras que los gradientes termo-hidráulicos causaron tanto redistribución como un aumento en el contenido de agua dentro de las bentonitas compactadas, lo que llevó al desarrollo de tensiones axiales de diversas magnitudes. Las presiones de inyección de agua aplicadas (5 y 600 kPa) y los gradientes de temperatura parecieron tener un impacto muy mínimo en la magnitud de la tensión axial desarrollada. Se encontró que el grosor de la capa de aislamiento térmico que rodea los dispositivos de prueba influía en los perfiles de temperatura y humedad relativa, afectando así la redistribución del contenido de agua dentro de las bentonitas compactadas. Bajo la influencia de los gradientes térmicos y termo-hidráulicos aplicados, la densidad seca de las muestras de bentonita aumentó cerca de la fuente de calor, mientras que disminuyó en el extremo opuesto. Los resultados de las pruebas enfatizaron la influencia de las temperaturas elevadas (hasta 150 grados C) en la respuesta termo-hidro-mecánica de las bentonitas compactadas en los entornos de repositorios de residuos nucleares.
Descripción
La disposición final de residuos nucleares de alto nivel en muchos países se prefiere que sea en repositorios geológicos profundos. Se proponen bentonitas compactadas para su uso como el material de amortiguación que rodea los canisters de residuos, los cuales pueden estar sujetos a cargas térmicas e hidráulicas. Se anticipa un aumento significativo de la temperatura dentro de la amortiguación, particularmente durante la fase inicial de la vida del repositorio. En este estudio, se realizaron varias pruebas hidráulicas no isotérmicas y no isotérmicas en bentonita MX80 compactada. Las muestras de bentonita compactada (contenido de agua = 15.2%, densidad seca = 1.65 Mg/m) fueron sometidas a una temperatura de 85 o 150 grados C en un extremo, mientras que la temperatura en el extremo opuesto se mantuvo a 25 grados C. Durante las pruebas hidráulicas no isotérmicas, se suministró agua desde el extremo opuesto de la fuente de calor. Se monitorearon la temperatura y la humedad relativa a lo largo de profundidades predeterminadas de las muestras. Los perfiles de contenido de agua, densidad seca y grado de saturación se establecieron después de la finalización de las pruebas. Los resultados de las pruebas mostraron que los gradientes térmicos causaron redistribución del contenido de agua, mientras que los gradientes termo-hidráulicos causaron tanto redistribución como un aumento en el contenido de agua dentro de las bentonitas compactadas, lo que llevó al desarrollo de tensiones axiales de diversas magnitudes. Las presiones de inyección de agua aplicadas (5 y 600 kPa) y los gradientes de temperatura parecieron tener un impacto muy mínimo en la magnitud de la tensión axial desarrollada. Se encontró que el grosor de la capa de aislamiento térmico que rodea los dispositivos de prueba influía en los perfiles de temperatura y humedad relativa, afectando así la redistribución del contenido de agua dentro de las bentonitas compactadas. Bajo la influencia de los gradientes térmicos y termo-hidráulicos aplicados, la densidad seca de las muestras de bentonita aumentó cerca de la fuente de calor, mientras que disminuyó en el extremo opuesto. Los resultados de las pruebas enfatizaron la influencia de las temperaturas elevadas (hasta 150 grados C) en la respuesta termo-hidro-mecánica de las bentonitas compactadas en los entornos de repositorios de residuos nucleares.