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Technical Report NTB 84-32
An assessment of the corrosion resistance of the high-level waste containers proposed by Nagra
L'une des barrières prévues par la Nagra pour le dépôt final des déchets hautement radioactifs est un conteneur assurant l'isolement des déchets vis-à-vis des eaux souterraines pour une période d'au moins mille ans. La Nagra propose deux types de conteneurs dans le cadre des projets de faisabilité actuellement en cours: l'un d'eux est une coquille creuse en acier coulé GS-40 et est destinée aux déchets vitrifiés; l'autre, pour le dépôt direct de combustible irradié, a été adapté à partir des concepts suédois: les éléments de combustible sont coulés dans du plomb liquide à l'intérieur d'un conteneur en cuivre à parois épaisses.
L'évaluation de la résistance à la corrosion de ces conteneurs présentée dans le rapport est basée sur les conditions présumées dans un dépôt situé dans le sous-sol cristallin de la Suisse septentrionale. L'eau de formation est réductrice avec une salinité pouvant aller jusqu'au niveau de l'eau de mer et une concentration en sulfate élevée.
Dans ces conditions les seules contributions importantes pour la corrosion du cuivre sont dues d'une part à l'oxygène résiduel présent dans la bentonite utilisée comme matériau tampon, d'autre part au sulfate, à supposer que ce dernier puisse être réduit en sulfure par activité microbiologique. Il s'agit là d'une hypothèse sans aucun doute très prudente, puisqu'elle implique que des populations suffisantes de bactéries idoines peuvent se développer dans les conditions régnant dans le dépôt; l'on ne peut cependant pas éliminer un tel développement sur la base des connaissances présentes. En partant de cette hypothèse ainsi que d'autres hypothèses prudentes on conclut que la pénétration maximale n'excédera pas 40 mm en 1'000 ans.
Pour le fer les mêmes mécanismes doivent être considérés; la stœchiométrie est plus favorable et l'irrégularité de l'attaque est moindre que pour le cuivre; il en résulte une pénétration maximale de 9 mm en 1'000 ans, à laquelle il sied d'ajouter la contribution provenant de la réduction directe de l'eau; les indications offertes par l'étude de la littérature pour les conditions considérées sont peu nombreuses, mais permettent de conclure que la pénétration maximale due à ce mécanisme n'excédera pas 20 mm en 1'000 ans.
En ajoutant à ce résultat les contributions de l'oxygène et du sulfate, calculées sous des hypothèses prudentes, l'on obtient une pénétration de moins de 30 mm en 1'000 ans.
On est parvenu à ces conclusions en se basant sur des hypothèses prudentes. Pour le cuivre, les moyens de preuve sont bien établis et documentés. Pour le fer, ceux-ci sont moins complets, mais l'on peut s'attendre à ce qu'un programme de qualification soutenu confirme les conclusions du rapport.