Overview of laboratory methods employed for obtaining diffusion coefficients in FEBEX compacted bentonite

Abstract

Este trabajo describe las principales metodologías empleadas para obtener parámetros de difusión en arcillas compactadas, así como las soluciones analíticas que pueden usarse dependiendo de la configuración experimental y de las condiciones iniciales y de interaccontorno. Cada método tiene diferentes ventajas y limitaciones, en función del tipo de elemento estudiado: neutro, aniónico o catiónico. Las especies neutras, como el tritio (HTO), no interactúan con el sólido y usan toda la porosidad para el transporte difusivo; los elementos aniónicos, como el cloro, tampoco se adsorben, pero sufren exclusión aniónica. La difusión de los elementos catiónicos se ve retardada por la existencia de sorción. Para describir como determinar los parámetros de difusión (coeficientes de difusión aparente, Da, efectivo, De, y porosidad accesible) se utilizan numerosos ejemplos de ensayos de difusión realizados con la bentonita española FEBEX. Se obtuvieron el coeficiente de difusión aparente del tritio, cloruro, yoduro, sulfato, cesio, uranio, estroncio, selenio, renio y europio. Se determinó el coeficiente de difusión efectivo del tritio, cloruro, yoduro, sulfato, cesio, uranio, estroncio, selenio, tecnecio, sodio y calcio. Asimismo, se obtuvo la porosidad accesible para el tritio, cloruro, yoduro y sulfato. En particular, el comportamiento frente a la difusión del HTO y Cl-, se estudió en función de la densidad seca de la bentonita. Tanto el coeficiente de difusión efectivo como el aparente muestran un descenso exponencial al aumentar la densidad seca, más pronunciado en el caso del Cl-. Se encontró, que la porosidad accesible para el HTO es igual a la porosidad total. En el caso del cloruro (y otros aniones) sólo una muy pequeña parte de la porosidad total, a la densidad de compactación utilizada para un almacenamiento, es accesible al transporte por difusión. En este trabajo se presenta un resumen de todos los resultados experimentales obtenidos con la bentonita FEBEX.