Concrete in nuclear disposal facilities

Transcriptie

1 Beton in nucleaire berging Concrete in nuclear disposal facilities E. Coppens Betonica /08/2012, 12h00-12h30 short version

2 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Recente ontwikkelingen

3 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Recente ontwikkelingen

4 NIRAS-ONDRAF De nationale instelling voor radioactief afval en verrijkte splijtstof (1980) Verantwoordelijk voor het beheer van al het radioactieve afval aanwezig op Belgisch grondgebied 4 hoofdopdrachten: Opstellen Uitwerken van Coordinatie van de Beheren van van beheersysteem werkzaamheden verrijkte inventaris voor declassering splijtstoffen

5 Beheerssysteem Doel: Bescherming van mens en milieu tegen de mogelijke gevaren van radioactief afval verzekeren Insluiting van radioactieve stoffen Afscherming van ioniserende straling Routine Uitdaging

6 Classificatie van het afval Cat. A: Laag- en middelactief, kortlevend Cat. B: Laag- en middelactief, langlevend Cat. C: Hoogactief, kort- en langlevend afval, warmteafgevend Laagac ctief Middel actief Hooga ctief Korte levensduur A A C Lange levensduur B B C

7 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Oppervlakteberging (cat. A) Geologische berging (cat. B en C) Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Recente ontwikkelingen

8 Oppervlakteberging, g, het concept monoliet module Transport by rail

9 Oppervlakteberging, g, de cijfers Categorie A afval 34 modulles Constructie in 2 fasen ( ) Elke module = ± 900 monolieten

10 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Oppervlakteberging (cat. A) Geologische berging (cat. B en C) Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Recente ontwikkelingen

11 Geologische berging, g, het concept Afvalcolli worden geplaatst in waste disposal packages met doel: Stralingsbescherming tijdens manipulatie van het package Retentie tijdens de thermische fase (x 1000a voor cat. C) Cat. B mass: 40 ton Cat. C (supercontainer) mass: ton

12 Geologische berging, het concept

13 Geologische berging, g, de cijfers Categorie B&C afval 3 schachten ±1000m lange gallerijen 230 m diepte (referentie voor R&D)

14 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Nucleaire berging v.s. civiele constructie Ontwikkelling van een cementeus materiaal Recente ontwikkelingen

15 Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging v.s. civiele bouwkunde Niet altijd (zelden) mechanische / constructie- functie. (druk)sterkte main issue

16 Functies van cementgebonden materialen in een berging Sorptie en lage oplosbaarheid van radionucliden (op bv CSH-fase of AFt-fase) Immobilisatie & solidificatie van radioactief afval Bufferende capaciteit / hoge ph voor de bescherming van een staalconstructie Beperking van water & humane intrusie Bescherming tegen ioniserende straling

17 Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging v.s. civiele bouwkunde Niet altijd (zelden) mechanische / constructie- functie. (druk)sterkte main issue Beoogde tijdshorizon veelvouden van 100, 1000 of jaren. cfr.: NBN EN en B Tabel F.1: Betontypen. T( ) Bijlage F: De waarden in tabel F.1 zijn gebaseerd op de aanname van een beoogde levensduur van de constructie van 50 jaar.

18 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Nucleaire berging v.s. civiele constructie Ontwikkelling van een cementeus materiaal Recente ontwikkelingen

19 Ontwikkeling van een bergingssysteem, een iteratief proces Fenomenologie e o og e (= wetenschappelijke basis en evolutie) Technische doenbaarheid Veiligheid Kennis van fysico-chemie vereist proven technology Niet alle materialen zijn geschikt voor gebruik. Gluconaat-vertrager (complexvormer met R/N) Staalvezels (modelisatie lang-termijngedrag) Rivierzand/granulaat (gevaar voor ASR)

20 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Recente ontwikkelingen Oppervlakteberging (cat. A): bouwmethode Geologische berging (cat. B en C)

21 Bouwmethode modules cat. A Beperking scheuren en constructievoegen 1. Constructie wanden Wanden worden op een staalplaat gegoten 2. Constructie ti onderste vloerplaat l Beproeving in 3. Constructie kolommen demonstratieproef 4. Constructie tweede vloerplaat

22 Bouwmethode modules cat. A Demonstratieproef

23 Bouwmethode module cat A. Demonstratieproef

24 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Recente ontwikkelingen Oppervlakteberging (cat. A): bouwmethode Geologische berging (cat. B en C)

25 Recente ontwikkelingen Cat. C. Buffer Thermische belasting SCK CEN-ER-86 (Eef Weetjens) R. Barbarulo R. Barbarulo et all. Delayed ettringite formation symptoms on mortars induced by high temperature due to cement heat of hydration or late thermal cycle. Cement and Concrete Research 35 (2005)

26 Recente ontwikkelingen Cat. C. Buffer Thermische belasting Destabilisatie van AFt-fasen Rekristalisatie bij temperatuursdaling < thermische stabiliteit Is dit een probleem vis-à-vis de functie van het product? Is dit überhaupt wel mogelijk? DEF-labobeproevingen op werkelijk beton Indien ja, hoe kan dit vermeden worden?

27 Overzicht van de presentatie Voorstelling van NIRAS-ONDRAF Bergingsprojecten Cement-gebonden materiaal in nucleaire berging Recente ontwikkelingen

28 Overzicht van de presentatie NIRAS-ONDRAF is continu actief binnen het kennisdomein van de betontechnologie. Dit betreft ondermeer: Onderzoek, Modelisatie, Uitvoering, Monitoring, Meer informatie op niras.be, niras-cat.be, niras-afvalplan.be