@book{cd346a6a76064181b61cdac1b69de144,
title = "Hapetus-pelkistysilmi{\"o}t ja niiden merkitys k{\"a}ytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitustilassa",
abstract = "Raportissa k{\"a}sitell{\"a}{\"a}n k{\"a}ytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitustilassa tapahtuvia hapetus-pelkistysreaktioita, hapetus-pelkistysreaktioiden perusteita sek{\"a} hapetus-pelkistys-kinetiikkaa. Esille tuodaan hapetus-pelkistysolosuhteiden kehitys loppusijoitustilassa, s{\"a}teilyn aiheuttamia radiolyysiprosesseja, k{\"a}ytetyn polttoaineen liukenemisreaktiota ja kuparikapselin sy{\"o}pymisreaktioita. Loppusijoitustilassa tapahtuvien mutkikkaiden hapetus-pelkistysilmi{\"o}iden ymm{\"a}rt{\"a}minen on merkitt{\"a}v{\"a}{\"a} loppusijoituksen pitk{\"a}n aikav{\"a}lin turvallisuuden arvioimisessa. Loppusijoitustilan hapetus-pelkistysolosuhteiden voidaan odottaa muuttuvan alku-vaiheen l{\"a}mpim{\"a}st{\"a} hapettavasta j{\"a}{\"a}htyneeseen pelkist{\"a}v{\"a}{\"a}n ymp{\"a}rist{\"o}{\"o}n. Kapselin murtumisen j{\"a}lkeen vesi joutuu kosketukseen k{\"a}ytetyn polttoaineen kanssa ja s{\"a}teilyn aiheuttama veden radiolyysi alkaa tuottaa hapettimia ja pelkistimi{\"a}, joista hapettimet ovat reaktiivisempia. K{\"a}ytetyn polttoaineen liukeneminen ja samalla polttoainematriisin sis{\"a}lt{\"a}mien radio-nuklidien vapautuminen riippuu voimakkaasti hapetus-pelkistys-olosuhteista. Pelkist{\"a}-v{\"a}ss{\"a} ymp{\"a}rist{\"o}ss{\"a} UO2 on hyvin niukkaliukoinen, mutta hapettavassa ymp{\"a}rist{\"o}ss{\"a} liukoisuus voi kasvaa kertaluokkia. Loppusijoitustilaan liittyy suuri metallisesta raudasta johtuva pelkistyskapasiteetti, joka auttanee polttoainematriisin uraania ja monivalenttisia radionuklideja pysym{\"a}{\"a}n niukkaliukoisissa muodoissaan Vaikka k{\"a}ytetyn polttoaineen ymp{\"a}rist{\"o} olisi pelkist{\"a}v{\"a}, polttoaineen pinnalla voivat vallita hapettavat olosuhteet a-s{\"a}teilyn aiheuttaman veden radiolyysin vuoksi. Kupari on termodynaamisesti stabiili kapselimateriaali sellaisissa liev{\"a}sti pelkist{\"a}viss{\"a} ja liev{\"a}sti alkaalisissa olosuhteissa, joiden voidaan odottaa vallitsevan loppu-sijoitustilassa. Pelkist{\"a}viss{\"a} olosuhteissa ainoana merkitt{\"a}v{\"a}n{\"a} kuparin sy{\"o}pymist{\"a} aiheuttavana tekij{\"a}n{\"a} pidet{\"a}{\"a}n sulfidia, joka voi olla per{\"a}isin bentoniitista tai pohjavedest{\"a}. Reaktantin ja reaktiotuotteiden rajoitettu aineensiirto bentoniitissa hidastaa voimakkaasti sy{\"o}pymisreaktioita.",
keywords = "nuclear fuel, nuclear wastes, spent fuels, oxidation, reduction, uranium, corrosion, waste disposal, repositories",
author = "Heikki Kumpulainen",
year = "1997",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-5456-6",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1818",
address = "Finland",
}