Technical Report NTB 90-30

Redoxfronten entstehen an einer Anzahl von Stellen im Endlagersystem. Zur Beschreibung ihrer chemischen und örtlichen Entwicklung wurden Modelle erstellt. Solche Modelle können anhand von detaillierten Beobachtungen an gut entwickelten Redoxfronten der Osamu Utsumi Mine überprüft werden.

Einfache Überschlagsberechungen können die Bildung von Redoxfronten grundsätzlich erklären, aber sie vereinfachen die Prozesse, die offenkundig an solchen Fronten von statten gehen, allzu sehr. Kombinierte Transport/Chemie-Modelle können eine bessere Simulation der Fronten bieten. Es handelt sich dabei jedoch in erster Linie um interpretative Modelle, deren Vorhersagefähigkeit noch nicht bewiesen ist. Sie sind meist ungenügend, vor allem für die Simulation der Chemie von Spurenelementen in Lösung und in festen Phasen.

Interpretationsmodelle von mikrobiologischen Vorgängen, von Profilen der natürlichen Zerfalls-Serien und von Spurenelementverteilungen deuten auf die Gründe für die Begrenzung chemischer Modelle. Die Rolle der mikrobiologischen Katalyse scheint von sehr grosser Bedeutung für solche Systeme zu sein, vor allem die Redoxchemie des Schwefels betreffend. Messungen natürlicher Zerfalls-Serien deuten an bestimmten Orten auf sehr langsame Redoxfront-Bewegungen. Dies könnte aufgrund von Fällungsvorgängen, welche die Porosität einschränken, zustande kommen; ein Punkt, der in keinem der Modelle berücksichtigt wurde. Schlussendlich deutet die Verteilung der Spurenelemente stark auf die Immobilisation vieler Elemente durch Mitfällung oder Bildung fester Lösungen in sekundären Eisenmineralien hin; auch ein Vorgang der von gängigen Modellen nicht berücksichtigt wird.