2008 - Saturační média (SÚRAO)
Název projektu: | Experimentální výzkum materiálu na bázi bentonitu při dlouhodobém působení teploty a saturačního média s extrémními účinky |
---|---|
Doba trvání: | 2008 – 2010 |
Zadavatel výzkumu: | SÚRAO Praha |
Bentonit (název je odvozen od naleziště Fort Benton v USA) je jílovitá hornina s vysokou sorpční a bobtnací schopností a také vysokou plasticitou. Bentonity vznikly mechanickým a chemickým zvětráváním především sopečných tufů a tufitů, jejich chemické složení se liší dle místa vzniku. V posledních letech se provádí výzkum bentonitu jako materiálu využitelného pro výstavbu inženýrské bariéry hlubinného úložiště (HÚ) radioaktivních odpadů (RAO).
Funkce těsnící vrstvy (bufferu) inženýrské bariéry HÚ jsou:
• zamezit pronikání vody k úložnému obalovému souboru s RAO
• zajistit dostatečný odvod tepla do okolního prostředí
• zamezit migraci radionuklidů směrem do biosféry
Aby těsnící vrstva vybudovaná z českých vápenato-hořečnatých bentonitů splňovala vyjmenované požadavky, byl výzkum zaměřen na tyto geotechnické parametry – propustnost, bobtnací schopnost, schopnost samohojení, plasticitu, tepelnou vodivost a pevnost lisovaných prefabrikátů v tlaku. Dále se zkoumal dlouhodobý vliv saturačního média na schopnost samohojení.
Výzkum probíhal v laboratoři Centra experimentální geotechniky Fakulty stavební a in situ v Podzemní laboratoři Josef. V laboratoři se zkoumal bentonit v malých fyzikálních modelech (tlakových nádobách), ve kterých byl podroben tepelnému zatěžování za současné saturace. Každá tlaková nádoba obsahovala lisované tvárnice i ručně hutněný materiál. Jako saturační medium byla použita reálná podzemní voda ze štoly Josef a voda s chemickými přísadami urychlující degradaci.
V in situ prostředí podzemní laboratoře byly vzorky bentonitů vloženy do antikorozních ocelových patron a poté umístěny v jádrových vrtech. Vzorky v patronách byly saturovány vodou za přirozených teplotních podmínek ve štole i za zvýšených teplot.
V průběhu výzkumu byl realizován rozsáhlý soubor geotechnických zkoušek na čtyřech typech materiálu v kombinaci s dvěma různými sytícími medii. Získané výsledky potvrdily částečně změny vlastností materiálu v průběhu experimentu. Bližší vysvětlení dějů je však možné pouze na základě dlouhodobějších experimentů a také chemických, geochemických, popř. mineralogických analýz.