Technical Report NTB 96-04

Im vorliegenden Bericht wird eine frühere Sorptions-Datenbasis (SDB) für Zement (BRADBURY & SAROTT 1994) dem neuesten Wissensstand angepasst. Neue Erkenntnisse und Daten wurden überprüft und die bestehende Datenbasis entsprechend modifiziert. Die Diskussionen in diesem Bericht konzentrieren sich vor allem auf jene Gebiete, in denen die Sorptionsdaten signifikant geändert oder neu abgeschätzt werden mussten. Ebenso wird auf Änderungen in den Verfahren, die zur Beschaffung oder Modifizierung der Sorptionsdaten benutzt werden, detailliert eingegangen. So gibt es einen engen Zusammenhang zwischen der vorliegenden, aufdatierten Version und der früheren Datenbasis.

Der Einfluss der organischen Liganden aus dem alkalischen Abbau von Zellulose auf die Sorption von Radionukliden an Zement wurde als besonders wichtig identifiziert. Seit 1994 hat man bedeutende Fortschritte in der Untersuchung dieser Prozesse gemacht; ein grosser Teil des vorliegenden Berichts betrifft daher eine Neuauswertung des Einflusses von organischen Stoffen auf die Radionuklid-Sorption im Nahfeld. Insbesondere wurden die früheren, sehr konservativen Annahmen durch realistische ersetzt. Als Beispiel sei die Berechnung der maximal möglichen Konzentration von Zellulose Abbauprodukten, sowie von Zementzusatzstoffen in den Zement­porenwässern angeführt. Dies ermöglicht eine Eingrenzung der potentiellen Einflüsse dieser organischen Liganden auf die Radionuklid-Sorption.

Sorptionsdaten sicherheitsrelevanter Nuklide, die den drei Degradations­phasen des Zements/Betons zugeordnet werden, sind tabelllarisch dargestellt. Dem Einfluss einer Vielfalt von organischen Liganden, die in den verschiedenen Abfallgruppen von SMA-1 bis SMA-4 vorkommen, wird in Form von Sorptionsreduktionsfaktoren Rechnung getragen.

In der vorliegenden überarbeiteten Form der Sorptions-Datenbasis für Zement wird die Radionuklidsorption auf der Fülle von Zuschlagstoffen (Aggregate im Beton) und den Stahlkorrosionsprodukten (aus den Fässern und der Reaktorstillegung) nicht berücksichtigt, jedoch wird eine erste Bewertung des potentiellen Beitrags von Kalkstein, Quartz und Goethit zur Radionuklidrückhaltung im Nahfeld vorgenommen. Das Ziel lag weniger auf der Ermittlung von quantitativen Sorptionsdaten, sondern vielmehr wurde hiermit ein erster Schritt unternommen, diese Materialien in sicherheitstechnische Überlegungen miteinzubeziehen.

Abschliessend werden die Rekristallisation von Calcium-Silikat-Hydrat (CSH) Gelen, die Karbonatisierung, der Einfluss von Kolloiden und der Radionuklideinbau in CSH-Phasen kurz vorgestellt.