Assessment and prediction of subsurface radionuclide transport at the "Eniseiskiy" site of radioactive waste disposal in the Nizhnekansky granite-gneiss massif

Abstract

Данная работа посвящена изучению миграции основных экологически опасных радионуклидов в гранитогнейсовом массиве «Енисейский». Опасность, связанная с захоронением РАО, обусловлена возможностью попадания различного количества радионуклидов в среду обитания человека, в связи с чем, исследование и прогноз радионуклидов в геосфере является одним из ключевых направлений при проектировании пунктов глубинного захоронения радиоактивных отходов (ПГЗРО). Целью работы является полевое и лабораторное изучение параметров трещиноватых гнейсов, необходимых для прогноза миграции радионуклидов в Нижне-Канском массиве после закрытия ПГЗРО. В работе решены следующие задачи: 1) проведен анализ геологических, гидрогеологических и геофизических материалов, полученных в период геологической разведки участка с созданием параметрической базы данных; 2) выделение и ранжирование зон дезинтеграции массива; 3) изучены основные типы трещинного заполнителя и в лабораторных условиях получены их основные сорбционные параметры; 4) изучено влияние сорбции в трещиноватой среде на скорость миграции радионуклидов в трещиноватых породах; 5) расчет времени миграции радионуклидов от пункта глубинного захоронения до области разгрузки (р. Енисей). Работа состоит из четырех глав, введения, заключения и списка литературы. В первой главе приводятся физико-географические условия, а также геологическая и гидрогеологическая изученность района исследования. Во второй главе описываются гидрогеологические условия участка «Енисейский» и анализ выполненных ранее работ. Третья глава включает в себя описание комплексного изучения нарушений сплошности массива, их статистических характеристик и материалов-заполнителей трещинного пространства. Наряду с этим, данная глава содержит описание методики и результаты проведения сорбционных испытаний. В заключительной главе выполняются прогнозные оценки радионуклидов и приводятся графики зависимости времени миграции радионуклидов от соотношения фаз и геометрических характеристик среды. Практическая ценность работы заключается в оценке и обосновании долговременной безопасности проектируемого ПГЗРО на участке «Енисейский». Общий объем выпускной квалификационной работы составляет 117 страниц. Работа содержит 39 рисунков, 15 таблиц, 35 литературных источниках.

The paper is devoted to the study of migration of the main ecologically dangerous radionuclides in the granite-gneiss massif «Eniseysky».The radioactive waste’s danger is stipulated by the ability of different amount of radionuclides to pervade the living environment of humans, which is why the research and prognosis of radionuclides in the geosphere is one of the key directions in the engineering of geological repositories. The purpose of the paper is the field and laboratory study of the crevassed gneiss characteristics necessary for the prognosis of radionuclides’ migration in the Nizhnekansk massif after the closure of the geological repository. The paper solves the following issues: 1. geological, hydrogeological and geophysical surveys data were analyzed; 2. shear and fractured zones of the gneiss formation were identified and ranked; 3. the main types of dispersed material which fills the individual fracture space and shear zones were studied in the laboratory to determine sorption characteristics; 4. the influence of sorption on the radionuclide transport velocity in the fractured medium was assessed; 5. the residence time for different radionuclides in the subsurface was evaluated. The paper is comprised of four chapters, introduction, conclusion and the list of sources. In the first chapter the physiographic circumstances, the geological and hydrogeological exploration maturity of the studied area are being presented. In the second chapter hydrogeological circumstances of the «Eniseysky» site are being described and the previously made research is being analyzed. The third chapter includes the description of the comprehensive study of the breaches in the massif’s continuity, their statistical characteristics and the joining materials of the breach spaces. Apart from that, this chapter contains the description of the methods and results of the sorbate tests conducted. In the final chapter the prognosis evaluations are being made and graphs of the dependence of radionuclides’ migration’s time from the correlation of phases and geometrical characteristics of the environment are being given. The practical value of the research lies in the assessment and the argumentation of the long-term security of the projected geological repository at the «Eniseysky» site. The overall capacity of the graduation qualification paper is 115 pages. The paper involves 39 drawings, 15 tables, 35 literary sources.