Difusión de radionucleidos en materiales de barrera de un almacenamiento de residuos radiactivos

Resumen

La barrera de ingeniería de un almacenamiento de residuos radiactivos está formada por arcilla compactada. El transporte de los radionucleidos en este medio poroso se produce únicamente por difusión, retardada por la adsorción sobre la arcilla de los radionucleidos. Los estudios de seguridad de un almacenamiento de residuos radiactivos precisan, para los cálculos de la evolución del comportamiento del repositorio, la información de los coeficientes de difusión y la capacidad de adsorción (coeficiente de distribución) que los diferentes radionucleidos presentan en la arcilla.

Se han realizado ensayos de difusión con HTO, 36Cl y 85Sr, sobre la arcilla de referencia española, la bentonita FEBEX. El HTO y el Cl- son conservativos, no se adsorben. El HTO nos muestra cómo se mueve el agua a través de la bentonita compactada. El cloro, como cloruro en solución, presenta exclusión aniónica en su difusión a través de la arcilla (con una carga negativa inherente), es decir, no toda la porosidad del medio es accesible a su transporte. El estroncio, Sr2+, catión en solución, presenta adsorción sobre la arcilla.

Para los ensayos de difusión se ha utilizado un método con gradiente de concentración variable, y los resultados experimentales se han ajustado mediante tres soluciones analíticas obtenidas en la literatura científica. Se han analizado las aproximaciones y limitaciones de cada solución y se ha escrito un código en Matlab. El código permite el análisis del proceso difusivo modificando los diferentes parámetros involucrados, y la obtención del coeficiente de difusión y de distribución a partir de los datos experimentales.