高水平核废料处置的全规模原位加热测试：观察、分析与解释

本文描述了一项大规模原位加热测试的性能、观察与解释，该测试模拟了热发射型高水平核废料的处置概念。在实验中，电加热器被放置在挖掘于花岗岩中的隧道轴线上，以模拟放射性废料的热产生。该测试完全仪器化，重点关注由环绕加热器的压缩膨润土屏障和紧邻岩石构成的近场区域的热-水-力学（THM）行为。测试的解释得益于基于包含相关THM现象的公式的耦合数值分析。分析的初始条件和边界条件以及材料参数是通过广泛的现场和实验室实验程序确定的。本文展示并讨论了膨润土屏障和宿主岩石中的热、液压和机械观察结果。特别关注屏障中的水化进程、加热和蒸汽输送的影响，以及屏障中膨胀压力的演变。在加热五年后，其中一个加热器被关闭，实验部分拆卸，允许直接观察屏障的最终状态。所进行的数值分析已证明能够非常满意地反映实验的进展。此外，关于粘土屏障最终状态的预测与拆卸过程中获得的观察结果非常接近。原位测试的性能和分析显著提高了对复杂THM问题的理解，并证明了数值公式提供足够预测能力的能力。