Etude de l'alteration de verres rhyolitiques au contact de saumures naturelles (Bolivie) - application a l'etude du comportement a long terme du verre nucleaire R7T7

Experimente zur Korrosion von simulierten radioaktiven Abfallglaesern R7T7 in drei repraesentativen Salzlaugen (MgCl_2 reich, Mg(Ca)Cl_2 reich und NaCl reich) haben gezeigt, dass die Loeslichkeiten vieler Radionuklide durch die Bildung sekundaerer Reaktionsprodukte bestimmt werden. So wurde nachgewiesen, dass die dreiwertigen Seltenen Erden Elemente und damit wahrscheinlich auch die dreiwertigen Aktiniden in neugebildete Powellit- (CaMoO_4), vierwertiges Cer in Cereanit-, Uran in Coffinit- und Sr in Barytkristalle eingebaut werden. Wenn die experimentellen Bedingungen gleich sind, fuehrt die Korrosion natuerlicher rhyolitischer Glaeser in Mg-reichen Laugen zu Bildung der gleichen paragenetischen Folge von Korrosionsprodukten (zuerst Hydrotalcit und Chlorit-Serpentin, spaeter das Smectitmineral Saponit) wie die Korrosion der Abfall-Borosilicatglaeser, sodass sich rhyolitische Glaeser trotz des hoeheren Siliziumgehaltes und der Abwesenheit von Bor als natuerliches Analogon fuer das Korrosionsverhalten radioaktiver Abfallglaeser und die Stabilitaet sekundaerer Reaktionsprodukte in natuerlichen Salzlaugen eignen. Die Untersuchung der Sedimente des Salzsees von Uyuni (Bolivien) hat gezeigt, dass die Korrosionsrate von rhyolitischem Glas unter natuerlichen Verwitterungsbedingungen bei 10 C 12-30 mal langsamer verlaeuft als in Grundwaessern niedriger Ionenstaerke. Als Verwitterungsprodukte des Glases wurden in den Sedimenten Smectit, Alunit, Pyrit, Baryt, Celestit und Cereanit nachgewiesen. Die Tatsache, dass aehnliche Korrosionsprodukte wie im Experiment auch unter natuerlichen Verwitterungsbedingungen auftreten, zeigt, dass es sich bei den Korrosionsprodukten Saponit, Baryt, Cereanit etc. um Produkte handelt, die ueber geologische Zeitraeume stabil bleiben, sodass die in diesen Phasen eingebauten Radionuklide auch auf Dauer eingeschlossen bleiben werden. (orig.)Alteration experiments with the R7T7 glass in three salt brines, saturated respectively in MgCl_2, MgCl_2-CaCl_2 and NaCl, showed that the solubilities of most radionuclides are controlled by the secondary phases. Nd, La, and Pr are trapped in powellite, Ce in cerianite, U in coffinite, and Sr is partially immobilized in barite. There is a good similarity between the secondary phases formed experimentally on volcanic glasses and the R7T7 glass altered in MgCl_2CaCl_2-saturated brine (formation of hydrotalcite and chlorite-serpentine at short-term and saponite at long-term). These results support the use of volcanic glasses alteration patterns in Mg-rich solutions (seawater, brines) to understand the long-term behavior of nuclear waste glasses and to evaluate the stability of the secondary phases. The study of the sediments of Uyuni (Bolivia) showed that the corrosion rate of the rhyolitic glass in brines at 10 C is 12 to 30 time lower than those of rhyolitic glasses altered in high dilute conditions. The neoformed phases in the sediments are: Smectite, alunite, pyrite, barite, celestite and cerianite. The low alteration rate of rhyolitic glasses in brines and the formation of secondary phases such as smectite, barite and cerianite (also formed during the experimental alteration of the R7T7 glass), permit us to expect the low alteration of nuclear waste glasses at long-term in brines and the trapping of certain radionuclides in secondary phases. (orig.)Available from TIB Hannover: ZA 5141(5777) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman