sou · GSB367d2 · 2005-01-01 00:00:00 — till att man med hjälp av IR spektroskopi kan skilja på och analysera dessa och andra par av isotopomerer ligger i bind- ningen mellan atomerna i molekylen. Även om massdiskriminering inte utgör ett problem med IR-spektroskopin kräver metoden ändå en kalibrering för att överföra instrumentets utslag till en viss koncentration av iso- topomerer. Gaser med standardiserade sammansättningar måste därför finnas för att kalibrera mätningarna. Sådana gasstandards är ofta analyserade med MS (Esler et al., 2000) Lyckligtvis kan syntetiska standards också tillverkas genom att använda iso- topanrikade ursprungsmaterial och renade produkter, som inne- bär att beroendet av MS minskar. De flesta bilägare kommer omedvetet förr eller senare i kon- takt med IR spektroskopi. (Rouessac & Rouessac, 2000) Sådana instrument används nämligen rutinmässigt vid mätning av ut- släpp av giftiga gaser som kolmonoxid, oförbränt bränsle i form av kolväten etc. Mätning av isotopkvoter har ett stort antal tillämpningsområden inom flera vetenskapsområden (Platzner, 1997). Särskilt rele- vanta forskningsområden behandlar datering av grundvatten och isotopanalys av aktinider, särskilt uran (U) och plutonium (Pu), vilka närmare beskrivs nedan. Masspektrometrin har en viktig roll att fylla i samband med valet av plats för slutförvaret av använt kärnbränsle. Ett viktigt kriterium för platsvalet är, att i händelse av läckage från deponerade kopparkapslar, de frigjorda radionukliderna kan isoleras av geologiska barriärer och hindras från att nå biosfären (KASAM, 2001). Förorenat vatten från förvaret kan då inte Analys och fraktionering av olika isotoper obehindrat blanda sig med omgivande vatten. Genom att införa stabila isotoper eller långlivade radioaktiva spårämnen och mäta deras transport genom geologiska barriärer och förekomst i omgivande miljöer kan man undersöka flödesvägar i borrhål. Genom att mäta förändringar i isotopsammansättningen kan man få en uppfattning om transporthastigheter i berget. Sådana försök har påbörjats i . En mer traditionell, icke-inkräktande metod att fastställa hur effektivt berget är som barriär mot spridning av radionuklider utgörs av dateringstekniker. Dessa består i analys av utvalda isotoper i vattenprover från borrhål i närheten av möjliga för- varsplatser. Vissa radioaktiva isotoper bildas naturligt genom inverkan av kosmisk strålning på atomer på jordytan. Sådana s.k. kosmogena radionuklider sprids i atmosfären och genom in- verkan av regn och snö kommer de slutligen att nå vatten- samlingar på jordytan. En radioaktiv klorisotop, 36Cl, uppvisar särskilt lovande egenskaper för datering av grundvatten (Faure, 1986). Denna isotop har en halveringstid av 3,08x105 år och de kemiska egenskaperna hos kloridjonen utgör en god garant för att den bildade 36Cl förblir i lösning. En minskning av 36Cl-halten beror således endast på radioaktivt sönderfall och inte på utfäll- ningsreaktioner, som också kan påverka kosmogena radionuk- lider. Detta gör att miljoner år gammalt vatten kan åldersbestäm- mas. Mätningar av 36Cl i färska isprover från har visat på halter av 2,5x106 atomer/kg is. Om en viss vattenvolym eller ett stycke is har isolerats från inflöde av nybildad 36Cl minskar halten exponentiellt, vilket visas i figur 5.2. Under förutsättning att man känner till den ursprungliga koncentrationen i vattnet och kan mäta den nuvarande nivån i ett prov från t.ex. ett borrhål, kan vattnets ålder beräknas. Om den uppmätta 36Cl- halten t.ex. är 1,25x106 atomer/kg (1,25 miljoner atomer/kg = 1,25 Matomer/kg) motsvarar provets ålder en halveringstid, dvs. omkring 0,3 miljoner år (0,3 Mår). Om ett vatten från en viss plats har isolerats från inflöde av yngre och färskare vatten är det troligt att de geologiska formationerna Analys och fraktionering av olika isotoper också kan begränsa utflödet av radionuklider från eventuellt skadade kopparkapslar i ett förvar av utbränt kärnbränsle. Ytterligare exempel på användning av radioaktiva isotoper i samband med datering av grundvatten och grundvattenflöden ges i kap. 4. Ålder (Mår) Ålder (halveringstider) Ändringar i koncentrationen av den kosmogena radio- nukliden 36Cl i grundvatten som funktion av tiden. Det har antagits att initialkoncentrationen är 2,5 × 106 atomer kg-1, som är det uppmätta värdet i färska isprover från (Faure, 1986). Efter 3,08 × (en halveringstid), har initialkoncentrationen halverats. Mätningar av koncentrationen av 36Cl i grundvatten med hjälp av masspektrometri gör det därigenom möjligt att bestämma provets ålder. Analys och fraktionering av olika isotoper 5.4.2Spårande av radioaktiva källor Uran i naturligt förekommande har i huvudsak en isotopsammansättning, som består av 234U, 235U och 238U (et al., 1999; et al., 2002; et al., 2003). Den resulterande kvoten, 235U/238U 7,25x10-3 är därför den som kan förväntas i t.ex. biologiska material och kroppsvätskor från växter och djur som utsatts för exponering av uran i den naturliga miljön. Den naturliga isotopsammansättningen blir emellertid radikalt förändrad genom de industriella processer som syftar till en anrikning av uran för tillverkning av kärn- bränsle eller kärnvapen. I båda tillämpningarna fordras en anrik- ning av 235U, om än i mycket olika omfattning. För användning som bränsle i lättvattenreaktorer av den typ som används i måste halten av 235U vara , medan en anrik- ning till 235U krävs för tillverkning av kärnvapen (, 2003). En biprodukt i denna anrikningspro- cess är det ökända materialet utarmat uran (depleted uranium, DU). I kölvattnet av och den senare , uppstod farhågor om att exponeringen för avfall från pansar- brytande ammunition, som innehåller utarmat uran, skulle ut- göra en hälsorisk (, 2002). Analyser av jordprover från Kosovo efter konflikten har resulterat i förändrade isotopkvoter vilket tyder på att det har skett en förorening av området genom användning av utarmat uran i ammunitionen. Urinprover som togs från boende i det område som misstänktes vara förorenat av utarmat uran visade däremot naturliga isotopkvoter av uran (Tresl. et al., 2004), vilket visas i figur 5.3(a). gjordes en undersökning av de deltagarna i den svenska fredsstyrkan. Urinprover togs och analyserades med MS före avresan till Kosovo och efter sex månaders tjänstgöring där. Koncentrationerna av uran i urin visades sig vara ungefär 10 gånger lägre vid det senare tillfället vilket åskådliggörs i figur 5.3(b). (, 2002) Analys och fraktionering av olika isotoper Figur 5.3 (a). Uranisotopkvoter uppmätta i urinen hos lokal- befolkningen i ett område som antas ha blivit smittat av utarmat uran. Osäkerhetsnivåerna motsvarar konfidensintervall; data har hämtats från Tresl et al. (2004). (b) Urankoncentrationer i urinen hos KFOR personal före avresan från (skuggade staplar) och efter sex månaders tjänst i Kosovo (ofyllda staplar). Data har hämtats från (2002). Analys och fraktionering av olika isotoper På detta vis har användningen av MS bidragit till att skingra farhågorna i samband med den svenska personalens exponering för utarmat uran. Det bör nämnas att använt kärnbränsle från kärnkraftsreaktorer fortfarande innehåller 235U. Genom upparbetning kan 235U återanrikas upp till och användas som bränsle i en reaktor (et al., 2002). Vid den kemiska upparbetningen av använt kärnbränsle kommer dock både det anrikade uranet och biprodukten utarmat uran att vara förorenade av nybildade isotoper som 236U, 239Pu och 240Pu. Analyser med hjälp av masspektometri har givit ovedersägliga bevis för att den pansarbrytande ammunition, som användes i , åtminstone delvis innehöll utarmat uran från upparbetat kärnbränsle. Detta har åstadkommit en spridning av konstgjorda radioaktiva isotoper i miljön. De mängder av radionuklider som har tillförts har dock ansetts vara obetydliga i förhållande till andra källor, som till exempel utsläppen från Tjernobyl, och deras toxikologiska effekter har ansetts vara försumbara. Masspektrometrin har också en viktig roll att fylla när det gäller att identifiera spridningskällor av radioaktiva föroreningar i miljön. Under den senare , med maximum , har kärnvapensprängningar i strato- sfären utförda av och , givit upphov till en spridning av radioaktivt material över jordklotet. Detta resulterade i ett globalt nedfall av storleksordningen 50 m-2 uttryckt som summan av de vanligaste isotoperna, 239Pu och 240Pu, och med beteckningen 239+240Pu. Det kan dess- utom förekomma lokala eller regionala källor som läckage eller medvetna utsläpp från kärnkraftsverk, upparbetningsanlägg- ningar, reaktor- eller satellitolyckor (Warneke et al., 2002). En lokal eller regional spridningskälla kan troligen upptäckas på grund av en förhöjd mängd av 239+240Pu, men en mätning av iso- topkvoter ger en mer definitiv information, eftersom varje källa har en karakteristisk isotopsammansättning (et al., 1999; Warneke et al., 2002; Ketterer et al., 2004). Analys och fraktionering av olika isotoper Det bör poängteras att användningen av 239+240Pu beror på den vanliga tillämpningen av -spektrometri för att mäta mängden plutonium i omgivningen. Energinivåerna hos -partiklar, som avges vid sönderfall av 239Pu resp. 240Pu, är i de flesta fall alltför lika för att kunna separeras och som en konsekvens av detta mäts i stället summan av de båda isotoperna (et al., 1997). Isotopdata för plutonium har samlats i tabell 5.1, där det framgår att kvoten 240Pu/239Pu varierar stort mellan olika källor, vilket ger möjligheter att identifiera spridningskällorna till för- oreningarna. Denna möjlighet exemplifieras genom data som visas i figur 5.4 (hämtad från Ketterer et al., 2004). Där visas att jordprover från södra är förorenade av nedfall av pluto- nium från norra halvklotet. Prover från nordöstra har däremot visat sig innehålla föroreningar från olyckan i Tjernobyl. Det plutonium som finns i de sist nämnda proverna represen- terar en blandning av material från två olika källor. Det är viktigt att inse att isotopkvoter kan ändras under den aktuella tidsrymden för ett förvar för utbränt kärnbränsle eftersom radionukliderna har olika halveringstid. När det gäller 239Pu och 240Pu framgår detta tydligt i tabell 5.1 (a). Skillnader mellan isotopsammansättningar från olika källor kommer dock att bestå och därför kommer mätningar av isotopkvoter att ge värdefull information om spridningskällorna långt in . Efter ca 65 , vilket motsvarar 10 halveringstider av 240Pu kommer dock koncentrationen av 240Pu att endast vara av den nuvarande. Den blir därför svår att detektera åtminstone med dagens teknologi. Analys och fraktionering av olika isotoper (a) Halveringstider (et al., 1999; Ketterer et al., 2002) och mängd-förhållanden av Pu isotoper i vapenhaltig plutonium (et al., 1997). (b) Atomkvoter för de två vanligaste Pu isotoperna med varierande ursprung. (a) Isotop Halveringstid (år) Mängd (atom %) <0,005 0,04 (b) Pu källor Globalt nedfall (norra halvklotet) et al., 1999 Warneke et al., 2002 DU från upparbetat kärnbränsle et al., 2002 Muramatsu et al (2002), Boulyga & , 2002 5.5Processer som leder till isotopfraktionering I det s.k. undersöker SKB i vilken utsträckning olika radioaktiva ämnen kan diffundera in i bergmatrisen. LTDE står för Long Term Diffusion Experiment. I projektet of Buffer Material () studerar SKB diffusion av radioaktiva ämnen genom bentonitbufferten. De aktuella projekten att studera transport av radionuklider genom berggrunden i och bentonit, innehåller två poten- tiellt komplicerande faktorer, som kan åstadkomma svårigheter när det gäller tolkning av resultaten. Grundvattenflödet genom berggrunden måste vara i stort sett försumbar i mätområdet för att få en diffusionsdriven transport och för att förhindra tillfällig spridning från någon radioaktiv läcka. Analys och fraktionering av olika isotoper Isotopkvoter av Pu i jord-prover från som visar på möjligheter att skilja mellan olika källor. Det nedre skuggade området innehåller de isotopkvoter 240Pu/239Pu som är typiska för nedfall på norra halvklotet. Pu i proverna 1 3, som är insamlade i södra (fyllda symboler) visar klart att de kommer från denna källa. Det övre skuggade området omfattar sammansättningsinter- vallet av Pu med ursprung i Tjernobyl. Proverna 4 9 är från i nordöstra och uppvisar isotopkvoter som är karakteristiska för en blandning mellan nedfall på norra halvklotet och Tjernobyl Pu. Data har hämtats från Ketterer et al. (2004). Den första följdfrågan är om olika isotoper av samma grund- ämne transporteras med samma hastighet eller inte. Den andra frågan handlar om i vilken omfattning kemiska reaktioner, som utfällning och komplexbildning, kan leda till isotopfraktionering i djupförvaret. Det är väl känt att lättare atomer och molekyler diffunderar fortare i gasfas, vilket används för att anrika den klyvbara uranisotopen 235U, som tidigare nämnts. Denna process innebär att uran omvandlas till den flyktiga föreningen, UF6. SOU 2004:67 Analys och fraktionering av olika isotoper passagen genom var och en av en serie porösa diffusionsbarriärer, blir gasen allt mer anrikad på den lättare isotopomeren, 235UF6, med en faktor som är lika med kvadratroten av 238UF6/235UF6 dvs. kvoten mellan molekylmassorna. Eftersom varje fluoratom har masstalet 19, blir anrikningsfaktorn(238+6x19)/(235+6x19) 1,004, vilket innebär att det behövs hundratals diffusionsbarriärer för att anrika naturligt uran som innehåller 235U, till den nivå som krävs i kärnbränsle dvs. 235U (, 2003). Även om isotopseparering genom gasdiffusion är en välkänd process, har motsvarande effekt i lösning beskrivits först (Rodushkin et al., 2004). Ifigur 5.5(a) visas schematiskt att när en lösning av Fe2+ kommer i kontakt med en annan jonfri lösning kommer Fe2+ att diffundera in i den . Fe2+ kommer gradvis att tränga längre in i den rena lösningen, vilket ger upphov till en koncentrations- gradient som visas i figur 5(b). Järnkoncentrationen minskar med faktorerna 10 och 100 med distanserna (x) på respektive från gränsytan mellan de två lös- ningarna, vilken betecknas med x = 0. Dessa observationer överensstämmer perfekt med vad som förväntas enligt teorin (Noggle, 1996). Ifigur 5.5(c) beskrivs diffusionens inverkan på isotopsamman- sättningen i järnprover som tagits på olika avstånd från gräns- ytan, x = 0. och på ett avstånd av från gränsytan har 56,54Fe-värde på , vilket betyder att lösningen har anrikats med avseende på den lättare isotopen, vilket i sin tur betyder att 54Fe joner har diffunderat fortare än motsvarande 56Fe joner. Figur 5.5(d) visar att samma förhållande också gäller för en tredje järnisotop 57Fe. I figuren visas en s.k. treisotopkurva (et al., 2001), som ger en värdefull kontroll av konsistensnivån hos experimentella data. Hos isotop-paren 57Fe – 54Fe och 56Fe – 54Fe är skillnaderna i massa 3 rep. Varje process, som ger upphov till en fraktionering mellan 56Fe – 54Fe, kan förväntas ha en ännu större effekt på isotop-paret 57Fe – 54Fe med tanke på den större Analys och fraktionering av olika isotoper skillnaden i massa. Förenklat sett kan det förväntas att kvoten av d-värdena, ( 57,54Fe)/( 56,54Fe), ska bli ungefär lika med kvoten mellan skillnaderna i massa, 3/2, vilket verifieras av resultaten i figur 5.5(d). Analoga resultat har erhållits för zinkisotoper med samma experimentuppställning. x (cm) Analys och fraktionering av olika isotoper x (cm) Analys och fraktionering av olika isotoper Effekt av diffusion i lösning på koncentration och isotopsammansättning av järn. (a)Utformning av experiment med järnlösning som täcks av kvartssand för att åstadkomma en mekanisk barriär. Efter en försiktig tillsats av ren järnfri lösning fick uppställningen stå orörd i . Därefter togs prover från lösningen uppifrån i volymer på 0,5 till . (b)Med ökande avstånd (x) från järnkällan minskar koncentra- tionen i enlighet med en ren diffusionsmodell, som illustreras av den heldragna linjen. Data ges som den uppmätta koncentrationen (c)genom den slutkoncentration (cf) som erhålles då allt järn är jämnt fördelat i hela volymen. (c)Ändringar i isotopsammansättningen hos järnprover tagna på olika avstånd från källan. Den horisontella heldragna linjen visar den ursprungliga isotopsammansättningen och de parallella pricka- de linjerna begränsar osäkerhetsområdet för kvoten 56,54Fe. Data- punkterna med osäkerhetsområden visar ändringar i isotopsam- mansättningen som funktion av avståndet. Efter har isotopsammansättningen ändrats avsevärt från den ursprung- liga. Den heldragna kurvan motsvarar en matematisk modell av diffusionens effekt på isotopsammansättningen. (d)En s.k. tre-isotopkurva som visar att ändringen i isotopsam- mansättningen är beroende på massan av de diffunderande iso- toperna. Eftersom masskillnaderna mellan isotop-paren 57Fe –54Fe och 56Fe – 54Fe är 3 respektive 2 massenheter bör datapunkterna hamna på en linje med lutningen omkring 3/2. Det är tydligt att alla punkter utom en faller på den teoretiska kurvan dvs. den heldragna linjen. Analys och fraktionering av olika isotoper Det är tydligt att diffusion åstadkommer en fraktionering av lösta komplex i alla miljöer, vilket är en potentiell felkälla vid tolkning av resultat från isotop-mätningar. Storleksordningen av denna process är å andra sidan mycket liten och kommer däri- genom inte att ha någon märkbar effekt på säkerhetsanalyserna vid djupförvaring av använt kärnbränsle. Det kan visas att det finns ett enkelt samband mellan diffusionskoefficienten (D/cm2s-1) och den distans (x/cm), som en isotop (eller annat diffunderande ämne) kan transporteras (t/s). Detta samband uttrycks genom Einstein- Smoluchowskis ekvation (Atkins, 1990): D = x2/(2t). Om vi antar en diffusionskoefficient på 1,0x10-5 cm2 s-1, vilket motsvarar ett något lättare och rörligare ämne än järn, (D 0,6x10-5 cm2s-1), upplyser oss Einstein-Smoluchhowskis ekvation om att transportsträckor på 1, 10 och 1000 m genom enbart diffusion skulle ta 16, 1600 resp. . Diffusion är uppenbarligen en extremt långsam process. (Detta gör att du måste röra om i ditt kaffe eller te efter att ha tillsatt en sockerbit.) Den andra angelägenheten som diskuterats ovan gäller den växande mängd av bevis som antyder att fraktionering är en ganska vanlig konsekvens av kemiska reaktioner av olika slag. Diskussionen här kommer därför att begränsas till att redovisa några preliminära resultat från egna (, W. et al., 2004) experimentella studier av tillsatser av metalljonlösningar till färsk pulveriserad bentonitlera. Prover från den lösning som fanns kvar ovanför den svällda bentoniten efter togs ut för isotopanalys. Resultaten som sammanställts i tabell 5.2 visar att det mesta av de lösta jonerna har avlägsnats av bentoniten. Detta är en av de mest attraktiva egenskaperna hos bentonit som barriärmaterial i KBS-3-kon- ceptet för djupförvar av utbränt kärnbränsle (KASAM, 1998). En intressant observation, som gjordes vid dessa experiment, gäller bentonitens svällningsegenskaper i närvaro av kopparjoner (Cu2+) i vattenlösningen. Svällningen i vattenlösningen minskade nämligen märkbart. En liknande effekt har tidigare konstaterats Analys och fraktionering av olika isotoper för kalciumjoner (Ca2+) vilket leder till att Na-bentonit sväller betydligt mer än Ca-bentonit (et al., 1999; Hoeks et al., 1987). Under förvarets livstid kommer Na-bentoniten (som är den barriär som föredras i KBS-3-konceptet) att omvandlas till Ca-bentonit genom en jonbytesprocess vid inflöde av Ca2+-rikt grundvatten (KASAM, 2001). Ca-bentoniten kan inte adsorbera lika mycket vatten som natriumformen och kommer därför att krympa vilket kan leda till sprickor i materialet. Detta kan påverka bentonitens egen- skaper som barriär för radioaktiva ämnen i händelse av en skada på kopparkapseln. Korrosion av kopparkapseln följd av Cu2+ adsorption i leran kan på ett likartat sätt påverka bentonitens egenskaper. Resultaten av sorptionen uttryckt i procent i tabell 5.2 visar att effektiviteten vid koppar-upptaget minskar vid högre initialkon- centrationer vilket antyder att buffertkapaciteten för koppar- adsorption har överskridits. Detta indikerar att Cu2+ är mycket starkt bundet till de negativt laddade ytorna i bentoniten vilket i sin tur leder till attraktion mellan partiklarna och aggregering av leran. Detta minskar effektivt det tillgängliga området för ansamling av vattenmolekyler (KASAM, 2001). Detta förklarar observationen att lösta kopparjoner minskar graden av bentonit- svällning, vilket stöds av isotopdata i tabell 5.2 och beskrivs närmare nedan. Först av allt måste emellertid hänsyn tas till de processer som uppträder i samband med hydratisering av bentonitleran. Under vattenupptaget kommer vattenmolekyler och lösta metalljoner att samverka med mineralytorna och diffundera in i partikel- porerna. Om diffusion till partikelytorna och i porerna utgör de enda existerande processerna skulle det förväntas att fraktione- ringen leder till att de tyngre isotoperna kommer att vara över- representerade i lösningen. Analys och fraktionering av olika isotoper Upptag av kadmium, koppar och zink från vatten- lösning under svällning av torr pulvriserad bentonit. -värdena är uttryckta som genomsnitt per atommassenhet för att underlätta jämförelse mellan isotop-par av olika grundämnen. De uppmätta isotopkvoterna är 111Cd/110Cd, 112Cd/110Cd, 113Cd/110Cd och 114Cd/110Cd för kadmium, 65Cu/63Cu för koppar och 66Zn/64Zn, 67Zn/64Zn och 68Zn/64Zn för zink. Koncentration (mg 1-1) ( per amu) +0,02±0,04 +0,13±0,04 -0,06±0,10 -1,64±0,09 +0,52±0,14 Som framgår av figur 5.5(c) gynnar diffusionen transport av lättare isotoper, vilka då bör vandra snabbare in i porerna och lämna de tyngre kvar i lösningen. Detta är också vad som visar sig hända med lösningar av kadmium och zink (tabell 5.2). De båda startkoncentrationerna av kadmium leder till statistiskt identiska resultat. Detta visar att kapaciteten för kadmiumupptag i bentonit inte har överskridits men även att Cd2+ befinner sig i porvattnet mellan partiklarna och inte är så starkt bundet till ytorna som kopparjonerna. Vid sidan av vanliga transportprocesser kan kemiska reak- tioner ske vid hydratiseringen. Reaktionsprodukterna utgör de mest stabila ämnen som kan bildas från ett visst utgångsmaterial. Tyngre isotoper bildar mer stabila bindningar än lättare isotoper (Fujii et al., 2002; Schauble et al., 2001; , 1999) och därför kan kemiska reaktioner utgöra en viktig orsak till fraktionering. Eftersom kopparjoner kan misstänkas vara starkt bundna till bentonitpartiklar bör detta kunna leda till att den tyngre koppar- isotopen, 65Cu, utarmas från lösningen. Med andra ord bör65,63Cu värdet vara negativt för den återstående lösningen, vilket Analys och fraktionering av olika isotoper också visas i tabell 5.2. Isotopmätningar kan därför användas för att sprida ljus över de processer som sker i djupförvaret. Det finns en rad processer som ändrar den naturliga isotop- sammansättningen hos olika grundämnen. Förändringarna som kan dokumenteras genom att mäta förhållandet mellan isotop- kvoter kallas med ett gemensamt namn för isotopfraktionering. En hel del processer som orsakar isotopfraktionering är kända t.ex. isotopfraktionering av syre och kol i naturliga kretslopp eller förändringar i isotopsammansättningen genom radioaktivt sönderfall. De naturliga processerna har i de allra flesta fall det gemen- samt att isotopfraktioneringen har åstadkommits genom diffu- sion i gasfas. Detta kapitel visar att det finns andra kemiska och fysikaliska processer, som kan åstadkomma fraktionering i t.ex. vattenlös- ning och därigenom kan påverka transporten genom naturliga och konstgjorda barriärer i djupförvaret. Dit hör t.ex. diffusion i lösning som i huvudsak anrikar de lättare isotoperna av ett visst grundämne medan många kemiska reaktioner, som utfällning, komplex-bildning och troligen också adsorption, leder till anrik- ning av tyngre isotoper.