Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6770

Actinide Migration Experiment in the HRL ÄSPÖ, Sweden: Results of Laboratory and In Situ Experiments (Part II)

Jürgen Römer, Bernhard Kienzler, Peter Vejmelka, Eva Soballa, Annegret Görtzen, Markus Fuß

Abstract
Results of migration experiments performed in laboratory and in the CHEMLAB 2 probe un-der in-situ conditions at Äspö HRL with fractured drill cores are presented. Drill cores for both experiments are prepared by the same method and provide similar hydraulic properties. As tracers, the actinides Am(III), Pu(IV) and Np(V) are applied. Breakthrough of Np is found to be unretarted in comparison to inert HTO tracer. Recovery of Np amounts to less than 40%. Am and Pu are not eluted from the cores. Lower limits of the retardation factors of 135 are calculated for both Am and Pu. Post mortem investigations of the fractured cores are per-formed by cutting perpendicular to the cylinder axis and subsequent chemical and radio-chemical analysis of abraded material and slices. Imaging of the slices reveals the geometry of the flow path. a-radiography of the slices shows similar distribution patterns of Np and Am. By TTA extraction of Np from some slices, it is shown that Np(V) undergoes reduction and is mostly retained in the tetravalent state. In the laboratory and in the in-situ experiment sorp-tion is not primarily attributed to different sorption processes or properties along the flow path, but more to its local geometric properties and the available surface areas.

Actiniden Migration Experiment im Untertagelabor ÄSPÖ, Schwe-den: Ergebnisse von Labor und In Situ Experimenten (Teil II)

Zusammenfassung
Es werden die Ergebnisse von Migrationsexperimenten in Bohrkernen dargestellt, die im Labor und in der CHEMLAB 2 Sonde unter in-situ Bedingungen am Äspö HRL stattfanden. Die Bohrkerne für beide Experimente wurden unter gleichen Bedingungen präpariert und zeigten ähnliche hydraulische Eigenschaften. Als radioaktiver Indikator wurden die Aktiniden Am(III), Pu(IV) und Np(V) benutzt. Der Np-Durchbruch war nicht verzögert im Vergleich zu einem inerten HTO Indikator. Der Wiedererhalt an Np lag unter 40%. Am und Pu ließen sich nicht vom Bohrkern eluieren. Es konnte nur eine obere Grenze für den Rückhaltungsfaktor von 135 abgeschätzt werden. Für nachfolgende Untersuchungen wurde der Bohrkern in dünne Scheiben senkrecht zur Achse zerschnitten und diese sowie das aufgefangene Sä-gemehl chemisch und radiochemisch analysiert. Optische Bilder der Scheiben zeigten die Geometrie des Fließpfades über die Länge des Kerns. Autoradiographiebilder der Scheiben ergaben ein ähnliche Verteilung beim Am und Np. Über eine TTA-Extraktion des Np von ei-nigen Scheiben konnte gezeigt werden, dass Np(V) reduziert wurde und im vierwertigen Zustand zurückgehalten wurde. Im Labor- sowie im in-situ-Experiment konnten bei der Sorp-tion keine unterschiedlichen Prozesse oder Bedingungen entlang des Fließweges nachge-wiesen werden, sondern es war eine Frage der Geometrie und der verfügbaren Fläche.

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