Effects of bedrock fractures on radionuclide transport near a vertical deposition hole for spent nuclear fuel

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2010

Department

Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta

Major/Subject

Mekaniikka

Mcode

Mat-5

Degree programme

Language

en

Pages

[9] + 63

Series

Abstract

Effects of bedrock fractures on radionuclide transport near a vertical deposition hole for spent nuclear fuel are studied computationally. The studied fractures are both natural and excavation damage fractures. The emphasis is on the detailed modelling of geometry in 3D in contrast to the traditional radionuclide transport studies that often concentrate on chain decays, sorption, and precipitation at the expense of the geometry. The built computer model is used to assess the significance of components near a deposition hole for radionuclide transport and to estimate the quality of previously used modelling techniques. The results show nearly exponential decrease of radionuclide mass in the bentonite buffer when the release route is a thin natural fracture. The results also imply that size is the most important property of the tunnel section for radionuclide transport. In addition, the results demonstrate that the boundary layer theory can be used to approximate the release of radionuclides with certain accuracy and that carefulness with dimensions is needed when modelling interfaces between thin fractures and other model parts.

Peruskallion rakojen vaikutusta radionuklidien kulkeutumiseen pystysuuntaisen käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusreiän lähialueella tutkitaan laskennallisesti. Tutkitut raot ovat sekä luonnollisia että tunnelien louhimisen yhteydessä syntyneitä rakoja. Tutkimuksessa keskitytään yksityiskohtaisen kolmiulotteisen geometrian mallintamiseen erona aikaisempiin radionuklideiden kulkeutumismalleihin, joissa painotetaan usein ketjuhajoamista, sorptiota ja saostumista geometrian kuvauksen kustannuksella. Työssä tehdyllä tietokonemallilla arvioidaan loppusijoitusreiän lähialueen osien tärkeyttä radionuklidien kulkeutumisen kannalta ja tarkastellaan aiemmin käytettyjen mallinnustekniikoiden pätevyyttä. Tulokset osoittavat, että radionuklidien massa bentoniitissa vähenee lähes eksponentiaalisesti, kun vapautumisreittinä on ohut luonnollinen rako. Tuloksista voidaan myös päätellä, että tunneliosan koko on sen tärkein ominaisuus radionuklidien vapautumisen kannalta. Lisäksi tulokset havainnollistavat, että rajakerrosteoriaa voidaan käyttää radionuklidien vapautumisen arvioimisessa tietyllä tarkkuudella ja että mittasuhteiden kanssa tulee olla tarkkana mallinnettaessa ohuen raon ja jonkin toisen osan rajapintaa.

Description

Supervisor

Stenberg, Rolf

Thesis advisor

Nordman, Henrik

Keywords

spent nuclear fuel, käytetty ydinpolttoaine, nuclear waste, ydinjäte, radionuclide transport, radionuklidien kulkeutuminen, excavation damaged zone, häiriövyöhyke, EDZ, EDZ, KBS-3V, KBS-3V

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122356832

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI