Technical Report NTB 02-12

Si un véritable équilibre thermodynamique avec une phase solide bien connue est établi, la thermodynamique d'équilibre chimique permet d'estimer de manière fiable la concentration maximale d'un radionucléide donné dans un fluide interstitiel spécifique d'un dépôt souterrain. Durant le processus de révision de la banque de données thermodynamiques Nagra/PSI 01/01, nous avons identifié plusieurs cas où des connaissances chimiques insuffisantes ont abouti à des lacunes dans les données. Tout d'abord, il n'est pas possible d'interpréter les données expérimentales actuelles pour les systèmes ThO₂-H₂O et UO₂-H₂O par une série unique de constantes thermodynamiques. Pour cette raison, nous avons choisi une approche pragmatique, en incluant dans la banque de données des paramètres qui ne sont pas des constantes thermodynamiques au sens strict, mais correspondent toutefois à des observations expérimentales pertinentes. En second lieu, certaines constantes thermodynamiques potentiellement importantes manquent, faute de données expérimentales suffisantes. L'estimation de telles constantes a conduit à des extensions de la banque de données pour le traitement de problèmes spécifiques. Citons à ce propos les constantes pour les complexes ternaires hydroxocarbonates des actinides tétravalents, qui ont été estimées par "backdoor approach", c'est-à-dire en ajustant les constantes thermodynamiques aux plus hautes valeurs possibles, tout en restant compatibles avec l'ensemble des données expérimentales de solubilité à disposition. Nous parvenons à la conclusion que, malgré les lacunes, la banque de données Nagra/PSI 01/01 n'est pas la source d'erreurs majeures dans les limites de solubilité correspondantes pour les éléments Th, U, Np et Pu. En ce qui concerne l'eau interstitielle de la bentonite définie pour le dépôt de déchets de haute activité planifié en Suisse, ce rapport identifie plusieurs paramètres-clés pour lesquels une étude détaillée devrait permettre d'améliorer nos connaissances chimiques.