चट्टान मैट्रिक्स में प्रसार: रेडियोन्यूक्लाइड अवरोधन में एक महत्वपूर्ण कारक?

यह पेपर एक भंडारण स्थल के चारों ओर बिस्तर चट्टान में रेडियोन्यूक्लाइड के प्रवासन पर चर्चा करता है। वर्तमान में उपलब्ध मॉडल या तो सतह प्रतिक्रिया या बल्क प्रतिक्रिया अवधारणा का उपयोग करते हैं ताकि प्रवासी न्यूक्लाइड के अवरोधन का वर्णन किया जा सके। पहला मॉडल मानता है कि न्यूक्लाइड केवल दरारों की सतह के साथ प्रतिक्रिया करता है। इसका तात्पर्य है कि चट्टान मैट्रिक्स को एक सिंक के रूप में उपयोग नहीं किया गया है। दूसरा मॉडल यह दर्शाता है कि चट्टान का पूरा बल्क न्यूक्लाइड के लिए सुलभ है। यह पेपर चट्टान मैट्रिक्स की रेडियो‐न्यूक्लाइड के लिए पहुंच का विश्लेषण करता है। परिवहन तंत्र को दरारों में पानी और न्यूक्लाइड का प्रवाह और दरारों में पानी से चट्टान के माइक्रोफिशर्स में पानी में न्यूक्लाइड का परिवहन दिखाया गया है। चट्टान मैट्रिक्स में न्यूक्लाइड का प्रसार और माइक्रोफिशर्स की सतहों पर उनका सोर्प्शन भंडारण स्थल से प्रवासन को अवरुद्ध करने के मुख्य तंत्र हैं। न्यूक्लाइड की प्रसारण क्षमता उसकी सोर्प्शन संतुलन स्थिरांक के रूप में महत्वपूर्ण हो सकती है। ऐसे घने चट्टानों जैसे ग्रेनाइट में, जहाँ सैकड़ों बार का संकुचन दबाव होता है, छिद्रों और माइक्रोफिशर्स में प्रसारण क्षमताएँ पानी में प्रसारण क्षमताओं का 6–20% हो सकती हैं। ये डेटा नमकीन पानी से भरे ग्रेनाइट की विद्युत प्रतिरोध माप से प्राप्त होते हैं। ऐसे ग्रेनाइट की छिद्रता 0.4 से 0.9% के बीच बदलती है। ग्रेनाइट में प्रकट प्रसारण क्षमताएँ तब 0.25 · 10 −12 / K d ρ p और 10 · 10 −12 / K d ρ p m 2 /s के बीच भिन्न होगी, जहाँ K d ρ p जलीय संतुलन स्थिरांक है। यह चट्टान की छिद्रता के लिए गैर-सोर्पिंग प्रजातियों से 10 4 तक और अधिक भिन्न हो सकता है। 100 वर्ष की संपर्क अवधि के लिए, एक गैर-सोर्पिंग न्यूक्लाइड की अपेक्षा की जा सकती है कि वह चट्टान मैट्रिक्स के दसियों मीटर में प्रवेश करे और K d ρ p 10 4 से अधिक होने वाले एक मजबूत सोर्पिंग न्यूक्लाइड को कुछ मिलीमीटर में प्रवेश कर सकता है। चट्टान मैट्रिक्स में प्रसार केवल दरारों में सतह प्रतिक्रिया द्वारा अवरोधन की तुलना में कई सतत गुणांक से अवरोधन को बढ़ा सकता है। दूसरी ओर, अवरोधन कई स्तरों से छोटा हो सकता है जितना अधिकतम मान जो सभी चट्टान मैट्रिक्स के सुलभ होने पर प्राप्त किया जा सकता है। यह दरारों की चौड़ाई और अंतराल पर बहुत निर्भर करता है।