Original title: Archeologické analogy pro verifikaci modelů životnosti kontejneru pro hlubinná úložiště radioaktivního odpadu : Závěrečná zpráva projektu TK01010040
Translated title: Archaeological analogs for verification of container lifetime models for deep radioactive waste repositories : Final report of project TK01010040
Authors: Stoulil, J. ; Mukhtar, S. ; Lhotka, M. ; Bureš, R. ; Kašpar, V. ; Šachlová, Š. ; Pecková, A. ; Havlová, V. ; Danielisová, Alžběta ; Malyková, Drahomíra ; Barčáková, Ludmila ; Machová, Barbora ; Březinová, Helena ; Ottenwelter, Estelle ; Němeček, J. ; Němeček, J.
Document type: Research reports
Year: 2022
Language: cze
Abstract: [cze] [eng]
V rámci projektu bylo studováno přes 200 artefaktů z 15 lokalit. 4 z lokalit byly svým významem klíčové, protože se jednalo o dna rybníků s trvalým zavodněním. Půdy na všech lokalitách byly tvořeny hrubšími částicemi než bentonity a postrádaly vlastnost bobtnání. Z chemického hlediska se však pórové roztoky půd z lokalit velmi podobaly bentonitovým. Lišily se hlavně v kationtovém složení, aniontové však bylo podobné, což je pro korozní chování klíčové. Prostředí nebylo úplně anaerobní, což se projevilo na složení korozních produktů. Hlavní složkou byly oxidy a oxohydroxidy. Pro vznik uhličitanových korozních produktů, detekovaných v dřívějších laboratorních i in situ experimentech jiných projektů, je potřeba velmi nízkých oxidačne-redukčních potenciálů, tedy úplně anaerobního prostředí. Přesto však byl transport kyslíku pomalý a podíl aerobní koroze vůči anaerobní zanedbatelný. Hodnocení archeologických artefaktů odhalilo velmi významný faktor, podílející se na mechanismu korozního napadení v pozdější fázi uložení v půdním prostředí. Zatímco v první fázi uložení se dochází k postupnému zaplňování pórového systému bentonitu precipitujícími korozními produkty a postupnému zpomalování korozního napadení, v druhé fázi je již transport železnatých kationtů omezen příliš, precipitace korozních produktů je významně posunuta na rozhraní s kovem a nově vznikající korozní produkty způsobují mechanické porušení korozních produktů ve vnějších vrstvách. K tomuto porušování pak dochází cyklicky i dále. Mechanické vlastnosti korozních produktů jsou totiž velmi chabé, tyto jsou snadno deformovatelné a velmi pórovité. Ukončený projekt tak odhalil velmi závažný fakt, nezbytný pro správné určení životnosti UOS, který nebyl na základě krátkodobých dat odhalitelný. More than 200 artefacts from 15 localities were studied within the scope of this project. 4 localities were crucial, because those were pond beds with continual flooding. Soils at all localities were coarser compared to bentonites and lacked swelling ability. Pore solutions of the soils were very similar to bentonite pore solutions. They differ in cation composition, but anion composition was similar, which is more important for corrosion behaviour. The environment was not completely anaerobic, what influenced the composition of corrosion products. The compounds were oxides and oxohydroxides. Very low oxidation-reduction potential (fully anaerobic environment) is necessary for the formation of carbonate-based corrosion products, that were detected as major corrosion products in the previous lab and in situ experiments on another projects. Nevertheless, the oxygen transport was very slow and the contribution of aerobic corrosion was negligible compared to anaerobic corrosion. The evaluation of archaeological artefacts revealed very important factors influencing corrosion mechanism in latter stage of soil burial. Precipitation of corrosion products is a driving phenomenon for transport limitation and decrease of corrosion rate in the early stage of burial, while the ferrous species transport is limited extensively within the latter stage resulting in mechanical stress of inner corrosion products layers to previously formed corrosion products and subsequent cracking. This mechanical damage is repeated in the cycle. The mechanical properties of corrosion products are poor, they are easily deformable and very porous. The project has revealed a very important phenomenon, necessary for the right lifetime estimation, which would not be obvious based on the short-term experiments data.
Keywords: archaeological analogues; canister lifetime; corrosion products; transport
Project no.: TK01010040
Funding provider: GA TA ČR

Institution: Institute of Archaeology, Prague AS ČR (web)
Document availability information: Fulltext is available at external website.
External URL: https://www.surao.cz/wp-content/uploads/2022/12/TZ623_2022.pdf
Original record: https://hdl.handle.net/11104/0346518

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-536846


The record appears in these collections:
Research > Institutes ASCR > Institute of Archaeology, Prague
Reports > Research reports