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Technical Report NTB 02-21
Glass Dissolution Parameters: Update for Entsorgungsnachweis
Der vorliegende Bericht liefert aufdatierte Langzeitkorrosionsraten für Borosilicatgläser, die in der Schweiz als Matrix für hochradioaktive Abfälle dienen. Die neuen Raten basieren auf langfristigen, am PSI durchgeführten Auslaugexperimenten, und werden von kürzlich publizierten Untersuchungen bestätigt. Asymptotische Raten wurden durch gewichtete lineare Regressionen der normalisierten Massenverluste bestimmt, welche direkt aus B und Li Lösungskonzentrationen errechnet wurden. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Ermittlung analytischer Unsicherheiten der Massenverluste gewidmet. Die Sensitivität der Korrosionsraten bezüglich analytischen Unsicherheiten und anderen Kriterien (z. B. die Auswahl der Datenpunkte für die Regression) wurde ebenfalls untersucht. Als Hauptfolgerung ergibt sich, dass die Unsicherheit der Korrosionsrate hauptsächlich vom Fehler der spezifischen Glasoberfläche abhängt. Die für die Sicherheitsanalyse vorgeschlagene Korrosionsraten sind 1.5 mg m-2 d-1 für BNFL-Gläser und 0.2 mg m-2 d-1 für COGEMA-Gläser.
Die Relevanz der vorgeschlagenen Korrosionsraten für Endlagerbedingungen wird anhand einer Analyse derjenigen Prozesse und Parameter aufgezeigt, die nach heutigem Kenntnisstand die Langzeitkinetik von Silicatgläsern beeinflussen. Insbesondere zeigen neue Studien, dass potentiell schädliche Effekte wie zum Beispiel die Adsorption von Kieselsäure an Tonmineralien vorübergehender Natur sind, und die Langzeitkorrosionsrate der Schweizer Referenzgläser kaum beeinflussen werden. Bekanntlich binden Eisenkorrosionsprodukte auch Kieselsäure, allerdings sind die gegenwärtigen Daten unzureichend, um deren Wirkung auf die Langzeitrate zu quantifizieren.