ПРОЦЕСИ КОРОЗІЇ ТА МІНЕРАЛОУТВОРЕННЯ В СИСТЕМІ МЕТАЛБЕНТОНІТОВИЙ БУФЕР

УДК 504.056; 621.039.7  • Випуск 27 / 2017  • 5 — 21 сторінки

Шабалін Б.Г., Злобенко Б.П., Лавриненко О.М., Бугера С.П.

Шабалін Б.Г. д.г.н., пров.н.с., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», b_shabalin.ukr.net

Злобенко Б.П. ст.н.с., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», borys.zl@gmail.com

Лавриненко О.М., д.хім.н., пров.н.с, ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України, o_lavrynenko@ukr.net

Бугера С.П. м.н.с., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України» IGNS_Buhera@nas.gov.ua

Анотація

У статті наводяться попередні результати експериментального дослідження процесів корозії та мінералоутворення пластин вуглецевої і нержавіючої сталі у контакті з глинистим бар’єрним матеріалом (бентонітом) та взаємодії продуктів корозії сталі з глиною в модельних аеробних умовах геологічного сховища. Зразки глини та сталі по закінченню експериментів досліджувалися методами рентген-флуоресцентного аналізу, інфрачервоної спектроскопії та електронної мікроскопії. Перебування вуглецевої сталі у середовищі насиченого (імітованою) водою бентоніту спричинює не лише корозійні ураження сталі, але і змінення властивостей прилеглого до зони контакту бентоніту. У бентоніті, що зазнав перетворення, спостерігаються зміна забарвлення, стягування, розтріскування, зміна величин та характеру іоонообмінної ємності. Продукти корозії заліза проникають в бентоніт, у тому числі і через утворені тріщини. В результаті контакту бентоніту з прилягаючими пластинами вуглецевої сталі виявлено міграцію елементів останньої до шару бентоніту. За час проведення дослідів на поверхні пластини із нержавіючої сталі не виявлено жодних ознак змінення.

 Ключові слова: геологічне сховище, метал каністри, бентоніт, корозія.

Стаття

Література

  1. Норми радіаційної безпеки України, доповнення: Радіаційний захист від джерел потенційного опромінення. (НРБУ-97/Д-2000 – ДГН 6.6.1.-6.5.000-2000).
  2. TR-09-03. Mineralogical investigations of the interaction between iron corrosion products and bentonite from the NF-PRO Experiments (Phase 2). – Stockholm: SKB, 2009. – 72 p.
  3. TR-13-27. Localised corrosion of copper canisters in bentonite pore water. – Stockholm: SKB, 2013. – 38 p.
  4. M.H. Bradbury, U. Berner, E. Curti, W. Hummel, G. Kosakowski, T. Thoenen. The Long Term Geochemical Evolution of the Nearfield of the HLW Repository. NAGRA.TECHNICAL REPORT 12-01
  5. Sirpa Kumpulainen, Leena Kiviranta, Torbjörn Carlsson, Arto Muurinen, Daniel Svensson, Hiroshi Sasamoto, Mikatzu Yui, Paul Wersin, Dominic Rosch. Long-Term Alteration of Bentonite in the Presence of Metallic Iron. POSIVA .Working Report 2010-71.
  6. POSIVA. Expected evolution of a spent nuclear fuel repository at Olkiluoto, Revised October 2007. Posiva Report 2006-05.
  7. Technical Report NTB 01-08. Porewater chemistry in compacted re-saturated MX-80 bentonite: Physico-chemical characterisation and geochemical modeling. – Wettingen: NAGRA, 2002. – 52 p.
  8. Report CC-96/1. Water, gas and solute movement through argillaceous media / Horseman, S.T., Higgo, J.J., Alexander, J., & Harrington, J.F. – Paris:Nuclear Energy Agency, OECD, 1996). – 290 p.
  9. Лавриненко О.М., Шабалін Б.Г., Характеристика наноразмерных частиц магнетита, образующихся на поверхности стали в процессе коррозии // Сучасна геологічна наука і практика в дослідженнях студентів і молодих фахівців. Матеріали ХІІI Всеукраїнської науково-практичної конференції. Криворізький національний університет, 22-24 березня 2017 р. Кривий Ріг 2017. – С.47-52.
  10. Gaucher E.C., Tournassat C., Pearson F.J., Blanc P., Crouzet C., Lerouge C., Altman S., 2009. A robust model for pore-water chemistry of clayrock. Geochim. Cosmochim. Acta 73, 6470–6487.
  11. King F. 2008. Corrosion of carbon steel under anaerobic conditions in a repository for SF and HLW in Opalinus Clay. Nagra Technical Report 08-12. Nagra, Wettingen, Switzerland.
  12. TR-00-22. Long term test of buffer material. Final report on the pilot parcels. – Stockholm: SKB, 2000. – 131 p
  13. Mineralogical investigations of the interaction between iron corrosion products and bentonite from the NF-PRO Experiments (Phase 1). – Stockholm: SKB, 2009. – 56 p.
  14. TR-01-22. The anaerobic corrosion of carbon steel and cast iron in artificial groundwaters. – Stockholm: SKB, 2001. – 46 p.
  15. Glass–iron–clay interactions in a radioactive waste geological disposal: An integrated laboratory-scale experiment. Combarieu G., Schlegel M.L. , Neff D., Foy E., Vantelon D., Barboux P., Gin S. // Applied Geochemistry.– 2011.– N26.– P. 65–79
  16. King F. 2008. Corrosion of carbon steel under anaerobic conditions in a repository for SF and HLW in Opalinus Clay. Nagra Technical Report 08-12. Nagra, Wettingen, Switzerland.