Colloid/nanoparticle formation and mobility in the context of deep geological nuclear waste disposal (Project KOLLORADO-2) ; final report (KIT Scientific Reports ; 7645)

To assess the relevance of colloidal influences on radionuclide transport for the long-term safety of a radioactive waste repository, the KOLLORADO-2 project integrates the results of geochemical and hydrogeological studies. The results may serve as a basis for an appraisal of the implications of colloid presence in the vicinity of radioactive waste repositories in different deep geological host-rock formations

Spent fuel performance assessment (SPA) for a hypothetical repository in crystalline formations in Germany

Within the framework of this project a first long-term safety assessment study for a generic German repository with spent nuclear fuel in granite host formations has been performed. Conceptual models have been developed and implemented into the numerical codes. These models describe the relevant processes in the near and far field of the repository. For the nuclide mobilisation and the diffusion-controlled transport through the bentonite barrier the computer code GRAPOS for far-field transport the code CHETMAD has been developed. Transport in the far field has been assumed to take place in a fractur network. As retardation mechanism matrix diffusion accompanied by linear equilibrium sorption on the rock matrix is considered. Both codes have been tested by intercomparison with codes of other countries. The dose rates have been calculated by the code EXCON considering the transport pathways into the biosphere. A reference scenario has been defined. It considers instantaneous saturation of the bentonite immediately after the operational phase of the repository, failure of all containers after 1000 years, diffusion through the bentonite, transport through fractured dykes, which represent a fast transport pathway in the low permeability region of the granite. The nuclide mobilization has been calculated according to a common source term which has been developed by all participants of the SPA project. It is assumed that 25% of the containers are connected to the considered transport pathway in the far field. The nuclides are transported to layers close to the surface. The contaminated water is pumped from a surface well and used for drinking, irrigation, cattle feed and fish ponds. (orig.)Im Rahmen dieses Vorhabens wurde eine erste Langzeitsicherheitsanalyse fuer ein generisches deutsches Endlager fuer abgebrannte Kernbrennstoffe in einer Granitformation durchgefuehrt. In einem ersten Schritt wurden konzeptionelle Modelle entwickelt und anschliessend in numerische Rechencodes umgesetzt. Die Modelle beschreiben die relevanten Prozesse im Nahbereich und Fernfeld des Endlagersystems. Fuer die Nuklidmobilisierung und den diffusiven Transport durch den Bentonit-Buffer wurde der Code GRAPOS, fuer den Nuklidtransport im Fernfeld durch Kluftsysteme im Granit der Code CHETMAD entwickelt. CHETMAD beruecksichtigt advektiven und diffusiven/dispersiven Transport in Klueften sowie Diffusion von Radionukliden in Matrixbereiche mit immobilem Porenwasser. Sorption an der Matrixoberflaeche wird ueber das K_d-Konzept beschrieben. Als Referenz-Szenario wurde die instantane Aufsaettigung des Bentonits nach der Betriebsphase, der Ausfall aller Behaelter nach 1000 Jahren, Diffusion durch den Bentonit und Transport entlang von Klueften, die einen schnellen Transportweg in der geringleitenden Granitformation darstellen, angenommen. Die Mobilisierung der Radionuklide wurde entsprechend einem von allen Teilnehmern des SPA-Projekts gemeinsam entwickelten Quellterm beschrieben. Es wird angenommen, dass 25% der Behaelter mit dem schnellen Transportweg im Granit verbunden sind. Die Nuklide werden bis in oberflaechennahe Sedimentschichten transportiert. Das kontaminierte Wasser wird aus einem Brunnen entnommen und als Trinkwasser, sowie fuer die Bewaesserung von Feldern, fuer Viehtraenken und fuer die Fischzucht verwendet. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RN 6050(154) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Wirtschaft und Technologie (BMWi), Berlin (Germany)DEGerman