Precompacted Friedland Clay Blocks and Bentonite Pellet Filling as Concept for Backfilling of the Repository

Abstract

Suomessa suunnitellaan käytetyn ydinpolttoaineen sijoittamista peruskallioon. Loppusijoitustilojen täyttömateriaaliksi on yhtenä vaihtoehtona tutkittu paisuvahilaisia savia, kuten erilaisia bentoniitteja ja Friedland-savea. Posivan ja SKB:n yhteistyöohjelmassa tutkitaan KBS-3V -tyypin loppusijoitustilan sijoitustunnelien täyttövaihtoehtoja.

Ohjelman kolmannen vaiheen kolmannessa osaprojektissa on tehty kokeita Äspön tunnelilaboratoriossa pienoismallitunnelissa esipuristettujen Friedland-savilohkojen ja bentoniittipellettien käyttäytymisestä täytön aikana. Projektin tarkoituksena on selvittää, kuinka nopeasti täytön on edettävä, ettei tunneliin vuotava vesi aiheuta jo täytetyn osan romahtamista tai täytön tiiviyttä vaarantavaa eroosiota. Nyt tehdyistä kokeista saatava tieto on perustana tuleville, suuremmassa testitunnelissa tehtäville kokeille.

Koejärjestelmään ohjattiin vettä tasaisella virtauksella ja seurattiin veden kulkeutumista mallin läpi eri virtauksilla. Kokeen aikana seurattiin saven paisumisesta aiheutuvaa sisään virtaavan veden paineenmuutosta, eroosioituneen saven määrää sekä järjestelmästä ulostulevan veden määrää ja nopeutta.

Veden jakautuminen pelletteihin vaihteli eri virtausnopeuksilla siten, että matalilla 0,01 1/min ja 0,03 1/min virtauksilla vesipitoisuudet kokeen yläosassa olivat suurempia, ja vastoin odotuksia jo 0,25 1/min virtauksella kapillaarisuuden merkitys väheni. Vesi ei tehnyt selkeitä ulosvirtauskanavia pellettimassaan edes kokeissa, joissa sisään virtaus oli 0,5 1/min ja 11/min.

Eroosiomäärien mittaus tällaisessa koejärjestelmässä vaatii vielä kehittelyä, eikä näiden kokeiden perusteella voitu tehdä päätelmiä eroosion kehittymisestä yksittäisen kokeen aikana. Eroosiomäärät olivat kuitenkin vähäisiä kokeissa, joissa virtaus oli alle 0,25 1/min.

Lisäkokeita tarvitaan tulosten toistettavuuden varmistamiseksi ja vertailtavuuden mahdollistamiseksi. Pitempikestoisista kokeista saisi tietoa paineen kehittymisestä ja mahdollisesta veden ulosvirtauksen vähenemisestä ajan kuluessa.