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Technical Report NTB 90-15
Grimsel Test SiteUranium migration in crystalline rock:Capillary solution transport in the granite of the Grimsel Test Site
On a étudié au laboratoire souterrain du Grimsel (FLG) la formation de sécrétions superficielles uranifères, fluorescentes à la lumière UV, sur les parois ventilées des galeries. Des analyses minéralogiques, chimiques et radiochimiques de ces sécrétions et du cristallin sous-jacent (deux carottes de forage) sont réalisées. Le transport capillaire de l'eau interstitielle vers la surface a été analysé par trois petites expériences réalisées "in situ": a) Extraction sous vide d'eau interstitielle b) Evaporation superficielle dans des conditions déterminées c) Infiltration d'eau dans la paroi du tunne.
Les eaux interstitielles des zones fluorescentes ont une composition semblable à celle d'autres eaux souterraines du FLG, mais avec des teneurs beaucoup plus élevées en uranium (jusqu'à 1 mg/l). Cet uranium est vraisemblablement mobilisé dans les microfissures aquifères, par l'air dissous (O2 et CO2), à partir des minéraux uranifères finement répartis. Le transport à travers une roche toujours plus sous-saturée vers l'extérieur résulte de forces capillaires et de l'évaporation superficielle à partir de microfissures très étroites et pleines d'eau. Par ailleurs, le système capillaire sous-saturé aspire l'eau de la surface du tunnel (0.5 – 1 bars).
es analyses chimiques et radiochimiques du granite proche du tunnel indiquent une adsorption/ co-précipitation partielle de l'uranium sur/avec Fe2O3 (H2O)x à partir de l'eau interstitielle ventilée pendant la formation des dépôts fluorescents. Contrairement à l'uranium, le thorium et le radium restent immobiles dans le granite proche de la surface. Les zones fluorescentes témoignent des conditions géochimiques dans lesquelles l'uranium et éventuellement d'autres actinides sont très mobiles et peuvent être transportés rapidement. De telles conditions sont partout liées à zones non saturées à proximité des surfaces ventilées et devraient de ce fait ni avoir qu'une faible influence directe pour l'analyse de sûreté de dépôts profonds pour déchets radioactifs. Elles donnent toutefois des indications sur les perturbations physiques et chimiques au cours de la construction et de la première phase d'exploitation d'un tel dépôt.