Disolucin̤ del combustible nuclear gastado en un almacenamiento geolg̤ico profundo, efecto de los productos radiolt̕icos y de formacin̤ de fases secundarias - Sureda Pastor Rosa M.; Universidad Politčnica de Cataluą. Departamento de Ingeniera̕ Qum̕ica
La gestin̤ adecuada de los residuos radiactivos de elevada actividad es uno de los desafo̕s ms̀ complejos en nuestra sociedad industrializada y que suscita gran polm̌ica social. La cantidad de residuos radiactivos producidos ha aumentado considerablemente debido principalmente a la creciente utilizacin̤ de las centrales nucleares en la generacin̤ de energa̕ elčtrica. El almacenamiento en formaciones geolg̤icas contacto, la concentracin̤ de radionucleido en disolucin̤ y el pH. Los resultados muestran que la formacin̤ de esta fase secundaria sobre la superficie del CNG podra̕ representar uno de los principales procesos de retencin̤ de radionucleidos. Por otra parte, la estabilidad de estas fases minerales se ver ̀directamente afectada por dos de los variables ms̀ crt̕icas en el campo prx̤imo de un AGP que son la radiacin̤ y la temperatura. Los efectos a nivel atm̤ico de la radiacin̤ ionizante sobre la estructura de los silicatos de U(VI): soddyt̕a (UO2)2(SiO4)(H2O)2 y uranofana Ca(UO2)2(SiO3OH)2·5H2O, se han investigado utilizando la tčnica de microscopa̕ electrn̤ica de transmisin̤ (TEM), permitiendo la observacin̤ in situ de los procesos de amorfizacin̤/nanocristalizacin̤ de estas fases. Los estudios třmicos llevados a cabo mediante termogravimetra̕ (TG) y calorimetra̕ diferencial de barrido (DSC) combinado con la caracterizacin̤ por difraccin̤ de rayos X (XRD) han permitido evidenciar la importancia de los procesos de deshidratacin̤ en la integridad estructural de cada fase. Finalmente, se ha estudiado la cinťica de la reaccin̤ entre el perx̤ido de hidrg̤eno y el hidrg̤eno a temperatura ambiente y en ausencia de productos catalt̕icos. El seguimiento de la reaccin̤ se ha realizado a partir de la disminucin̤ de la concentracin̤ de perx̤ido de hidrg̤eno en disolucin̤ con el tiempo, observǹdose un aumento en la velocidad de reaccin̤ a medida que la presin̤ de hidrg̤eno aumenta. Estos resultados indican que el hidrg̤eno podra̕ actuar como inhibidor de la disolucin̤ de la matriz de CNG consumiendo la principal especie responsable del proceso de alteracin̤ oxidativa. profundas (AGP) se presenta como la opcin̤ ms̀ viable y definitiva para estos residuos. Para garantizar la seguridad del repositorio es necesario desarrollar modelos que predigan el comportamiento del combustible nuclear gastado (CNG) a largo plazo, as ̕como la liberacin̤ y migracin̤ de radionucleidos (RN) al medio ambiente. La alteracin̤ del CNG depender ̀de una serie de procesos que tienen lugar una vez el agua subterrǹea entre en contacto con la superficie del combustible como son, la formacin̤ de productos radiolt̕icos, su efecto en la oxidacin̤ de la matriz de UO2 y posterior disolucin̤, y por l͠timo la precipitacin̤ de fases secundarias. El estudio de estas fases como productos finales del proceso de disolucin̤ oxidativa de la matriz es de gran interš ya que pueden afectar a la movilizacin̤ de actn̕idos y productos de fisin̤, y al comportamiento a largo plazo del propio combustible. A parte de estos procesos, tambiň hay que considerar la corrosin̤ anx̤ica de la cp̀sula de acero que generar ̀una gran cantidad de hidrg̤eno que puede influir en la disolucin̤ del CNG. Con el objetivo de profundizar en algunos aspectos relacionados con los productos radiolt̕icos y fases secundarias en el entorno ms̀ cercano al residuo, el denominado campo prx̤imo de un AGP, en esta tesis se han desarrollado una serie de estudios que se resumen a continuacin̤. En la primera parte, se ha estudiado la influencia de los productos radiolt̕icos: hipoclorito, clorito y clorato en la velocidad de disolucin̤ del UO2 como anl̀ogo a la matriz de CNG. Las velocidades de disolucin̤ obtenidas en el caso del hipoclorito, siguiendo la misma metodologa̕ experimental, resultaron ser ms̀ elevadas que las velocidades obtenidas en presencia de los principales oxidantes, como el oxg̕eno o el peroxido de hidrg̤eno. Una segunda parte se ha centrado en aumentar el conocimiento de las fases secundarias de U(VI) ms̀ representativas del proceso de alteracin̤ oxidativa del CNG.