Descrizione degli argomenti tecnic

Per quanto riguarda l’influenza di diversi tipi di forma di rifiuto sul progetto degli EBS, si osserva che sarà necessario progettare/ottimizzare gli EBS per contenere l’inventario dei rifiuti per il particolare ambiente selezionato ad ospitare un deposito geologico profondo.

Un ampio spettro di soluzioni ingegneristiche che forniscono il grado richiesto di contenimento per diversi tipi di rifiuti è disponibile in relazione alla particolare tipologia di ambienti geologici identificati nei diversi Paesi. È importante considerare la forma dei rifiuti, gli EBS e la geosfera come un sistema accoppiato. Così, la discussione a livello scientifico riguarda il ruolo della geosfera nel determinare il progetto degli EBS così come l’influenza dei diversi tipi di forma dei rifiuti. Poiché i diversi tipi di rifiuti richiedono diversi livelli di confinamento da parte del sistema contenitori/EBS che lo circondano,un EBS ottimizzato è probabile che includa diverse soluzioni ingegneristiche per adattarsi a diversi tipi di rifiuti e, probabilmente, si dovrebbero studiare diverse soluzioni ingegneristiche ottimizzate non solo per LLW/ILW e HLW/SF, ma anche per diversi tipi di rifiuti all’interno di ciascuno di questi ampi gruppi.

Oltre a fare il miglior uso del volume di roccia disponibile e minimizzare le interazioni tra le porzioni di LLW/ILW e HLW/SF del deposito (se c’è compresenza), diverse forme di waste interagiranno con i materiali ingegneristici limitrofi (e possibilmente ciascuno con l’altro) in modi diversi.

Un progetto “one size fits all”di EBS è molto improbabile che risulti appropriato ai fini della sicurezza. È probabile che ciascun deposito che prenda tutto l’inventario di un Paese necessiti di essere suddiviso a un livello più dettagliato che una semplice suddivisione tra zone ILW e HLW/SF (vd. ad esempio il progetto francese di ANDRA (ANDRA, 2005), dove l’EBS è ritagliato sulle caratteristiche del rifiuto).

Poiché quando si progetta l’EBS, la soluzione ottimale deve minimizzare ciascun aspetto potenzialmente dannoso di queste interazioni e allo stesso tempo massimizzare ciascun potenziale aspetto positivo é importante sviluppare campagne di ricerca tese ad evidenziare le interazioni tra le forme di rifiuto e i componenti dell’EBS, tra le quali particolarmente importanti sono le seguenti interazioni:

interazioni che coinvolgono fluidi alcalini interstiziali rilasciati dai rifiuti incapsulati nel cemento che possono accelerare la dissoluzione di vetri, causare infragilimento e cracking della bentonite, e ridurre la pressione di rigonfiamento della bentonite;

interazioni tra componenti EBS e prodotti di degradazione radio litica degli incapsulanti polimerici, soprattutto acidi e complessanti organici;

aumento dei ratei di dissoluzione di combustibile esausto vetroso e ceramico, Pu e U da interazioni che coinvolgono acidi provenienti da rottura di polimeri;

100 corrosione promossa dall’accoppiamento galvanico tra grafite e metalli e leghe di minor potenziale di riposo

complessazione di radionuclidi con materiali di rifiuti misti (quali agenti complessanti ivi situati) e prodotti di degradazione del rifiuto (quali prodotti di degradazione della cellulosa come acidi grassi a catena corta)

trattenimento dei radionuclidi negli oli, nei grassi e altri liquidi non acquosi.

Interazioni tra diverse forme di rifiuti sono importanti in termini della prestazione richiesta del sistema combinato (EBS e geosfera), e potrebbero richiedere di isolare alcuni rifiuti dagli altri più a lungo possibile.

Queste interazioni sono anche affette dall’ambiente geologico poiché due parametri chiave sull’evoluzione della forma dei rifiuti sono:

il rateo di flusso;

la composizione delle acque sotterranee.

L’EBS potrebbe isolare i rifiuti oppure i buffer l’acqua in ingresso,ma col tempo l’efficacia di questa barriera è destinata a subire il fenomeno di degrado. Agenti chimici(quali i prodotti di degradazione organica compresi acidi e colloidi) rilasciati da un contenitore di rifiuti potrebbero avere un effetto dannoso sulla prestazione dei contenitori vicini o sulla mobilità dei radionuclidi dopo il loro rilascio. Se i contenitori proposti per diversi flussi di rifiuti sono considerati tra loro isolati, potenziali interazioni tra i contenuti dei package e le sostanze che potrebbero essere rilasciate dai contenitori adiacenti potrebbero non essere propriamente tenute in conto. È improbabile che sia possibile affidarsi al solo contenitore per evitare interazioni tra i contenitori adiacenti. Perciò, sarà probabilmente necessario identificare potenziali interazioni dannose e strategie di posizionamento progettuali per i contenitori di rifiuti per mitigarle. Comunque, non tutte le interazioni tra contenitori saranno necessariamente negative. Ad esempio, un plume a elevato pH che emana da un modulo a base di cemento potrebbe portare alla passivazione (rateo di corrosione decrescente) di materiali in acciaio usati per quello vicino.

Il carico termico potrebbe essere importante per determinare sia il layout del deposito che la scelta dei materiali dell’EBS. La conduttività termica delle forme di rifiuti e i materiali dell’EBS generalmente aumenta con la saturazione. Per questo motivo,quando si progetta il layout e si scelgono i materiali dell’EBS, è necessario capire la probabile scala temporale di risaturazione e la loro potenziale eterogeneità.

Il potenziale di generazione di gas dai rifiuti è un altro importante fattore nel progetto del deposito.

Anche i volumi dei diversi tipi di rifiuti influenzeranno le caratteristiche dell’EBS. Costi e disponibilità di adeguati materiali potrebbe essere un’importante considerazione nel progetto. Ad esempio, in fase di progettazione,questi argomenti potrebbero influire sulla scelta di rame o acciaio al carbonio come materiali per i canisters di HLW/SF.

101 La prestazione complessiva della geosfera è importante per determinare il tipo di EBS richiesto per fornire il livello di confinamento necessario per ciascun flusso di rifiuti. Una volta che sia stato decisa la tipologia complessiva dell’EBS, la struttura e le proprietà della roccia ospite saranno molto significative nel determinare le opzioni praticabili di progetto/layout/operative. La eterogeneità/variabilità della roccia ospite sarà un fattore chiave nel determinare quanto sforzo sia richiesto per ottimizzare il design/layout dell’EBS per adattarsi al sito e ai diversi tipi di rifiuti. Lo sforzo richiesto per raggiungere questo obiettivo dipenderà fortemente dalle proprietà della roccia ospite, soprattutto la sua eterogeneità alla scala di sottocavità/tunnel, e il ruolo che essa gioca nel SAFETY CASE, e tutto questo a sua volta influenzerà il dettaglio con cui sarà necessario caratterizzare la roccia ospite.

Il progetto eil layout del deposito richiederà di tenere conto di tutte le diverse fasi nel ciclo di vita dell’impianto di smaltimento: costruzione, esercizio e prestazioni post-chiusura. Un deposito costruito con zone multiple per ottimizzare le prestazioni post-chiusura potrebbe introdurre complessità aggiuntive significative poiché potrebbe essere necessario attuare un numero di diversi “fronti di smaltimento”allo stesso tempo,piuttosto che semplicemente posizionare i rifiuti a un singolo fronte di smaltimento secondo l’ordine in cui arrivano. Ciò potrebbe essere più di un problema per una roccia ospite debole o per quelle soggette a scorrimento viscoso. A causa di potenziali problemi con il mantenimento di aperture multiple stabili per lunghi periodo di tempo, ciò potrebbe anche complicare significativamente la costruzione e l’esercizio se è pianificato che la costruzione di nuove cavità di smaltimento procederà in parallelo con il posizionamento di rifiuti nelle prime cavità di smaltimento. Comunque, alcuni operatori responsabili della gestione di rifiuti radioattivi (quali ANDRA, 2005) hanno sviluppato schemi che consentono il posizionamento in zone multiple in parallelo con la costruzione di futuri tunnels per lo smaltimento.