Permeabilidad de la Bentonita a Temperatura Elevada
Autores: Daniels, Katherine A.; Harrington, Jon F.; Zihms, Stephanie G.; Wiseall, Andrew C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Los diseños de repositorios a menudo favorecen el almacenamiento geológico de residuos radiactivos con un material de relleno que ocupa el espacio vacío alrededor de los residuos. El material de relleno debe tolerar las altas temperaturas producidas por la descomposición de los residuos radiactivos para prevenir su fallo o degradación, lo que llevaría a un aumento de la conductividad hidráulica y a una reducción del rendimiento de sellado. Se presentan los resultados de cuatro experimentos que investigan el efecto de la temperatura en la permeabilidad de un relleno de bentonita. La bentonita es una arcilla comúnmente propuesta como material de relleno en los diseños de repositorios debido a su alta capacidad de hinchamiento y muy baja permeabilidad. Los experimentos se llevaron a cabo en dos conjuntos de aparatos diseñados específicamente, controlados por temperatura, para simular condiciones de presión isotrópica y volumen constante dentro del rango de prueba de 4-6 MPa de tensión efectiva promedio. Se investigó la respuesta de la bentonita durante la carga térmica a temperaturas de hasta 200 grados C, ampliando el rango de temperatura considerado anteriormente. Los resultados proporcionan detalles sobre la permeabilidad intrínseca de la bentonita, la tensión total, la presión de hinchamiento y la presión del agua en los poros durante los ciclos térmicos. Encontramos que las propiedades hidráulicas de la bentonita son sensibles a la carga térmica y al tipo de condición de frontera impuesta. Sin embargo, el cambio en la permeabilidad no es grande y puede explicarse en su mayoría por los cambios en la viscosidad del agua. Así, a temperaturas inferiores a 150 grados C, la temperatura tiene un impacto mínimo en la permeabilidad hidráulica de la bentonita.
Descripción
Los diseños de repositorios a menudo favorecen el almacenamiento geológico de residuos radiactivos con un material de relleno que ocupa el espacio vacío alrededor de los residuos. El material de relleno debe tolerar las altas temperaturas producidas por la descomposición de los residuos radiactivos para prevenir su fallo o degradación, lo que llevaría a un aumento de la conductividad hidráulica y a una reducción del rendimiento de sellado. Se presentan los resultados de cuatro experimentos que investigan el efecto de la temperatura en la permeabilidad de un relleno de bentonita. La bentonita es una arcilla comúnmente propuesta como material de relleno en los diseños de repositorios debido a su alta capacidad de hinchamiento y muy baja permeabilidad. Los experimentos se llevaron a cabo en dos conjuntos de aparatos diseñados específicamente, controlados por temperatura, para simular condiciones de presión isotrópica y volumen constante dentro del rango de prueba de 4-6 MPa de tensión efectiva promedio. Se investigó la respuesta de la bentonita durante la carga térmica a temperaturas de hasta 200 grados C, ampliando el rango de temperatura considerado anteriormente. Los resultados proporcionan detalles sobre la permeabilidad intrínseca de la bentonita, la tensión total, la presión de hinchamiento y la presión del agua en los poros durante los ciclos térmicos. Encontramos que las propiedades hidráulicas de la bentonita son sensibles a la carga térmica y al tipo de condición de frontera impuesta. Sin embargo, el cambio en la permeabilidad no es grande y puede explicarse en su mayoría por los cambios en la viscosidad del agua. Así, a temperaturas inferiores a 150 grados C, la temperatura tiene un impacto mínimo en la permeabilidad hidráulica de la bentonita.