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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

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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


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.

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