ENGINEERINGNET.BE - Bij opslag van afval in een ondergrondse bergingssite gaan sommige soorten afval na verloop van tijd roesten.
Hierdoor ontstaat waterstof. Dit gas zal zich heel traag door de klei bewegen door diffusie. Als meer gas wordt geproduceerd dan wat zich kan verspreiden door diffusie, ontstaan gasbellen en loopt de druk op.
Wanneer de druk te hoog wordt, kan dit een negatief effect hebben op de barrière functie van klei. Om een juiste inschatting te maken van de impact van deze gas productie, is het belangrijk om te weten hoeveel gas er ontstaat, en hoeveel gas kan verspreiden door diffusie. De snelheid waarmee het gas zich verspreidt, heet de diffusiecoëfficiënt.
Sinds 2009 meet SCK CEN in bovengrondse labo’s de diffusiecoëfficiënten van gassen in klei, waardoor er een grote en betrouwbare dataset beschikbaar is. Tot nu toe gebeurden de metingen op staaltjes van enkele centimeters groot.
Maar in hoeverre zijn deze waarden geldig op grote schaal, bijvoorbeeld de Boomse Klei in HADES? “Om die vraag te beantwoorden voeren we het NEMESIS-experiment uit, waarbij we de diffusie van neon-gas willen meten over een afstand van ruim een meter, en in horizontale en verticale richting,” aldus projectleider Elke Jacops.
Voor dit experiment werd inert neon-gas gekozen, omdat het qua grootte lijkt op waterstof, wat het meest relevante gas is in een bergingssite. Ook komt neon van nature niet voor in de ondergrond, wat het meten eenvoudiger maakt.
Het team bereidde het experiment voor door de MEGAS-installatie om te vormen tot de NEMESIS-installatie. Daar wordt het neon vanuit een injectiefilter in de klei geïnjecteerd, waarna het oplost in water en diffundeert door de klei.
Jacops: “Met drie meetfilters die op verschillende afstanden geplaatst zijn, kunnen we de hoeveelheid neon meten die door diffusie van de injectiefilter naar deze meetfilters in de klei getransporteerd wordt. Zo bestuderen we de gasdiffusie onder omstandigheden die representatiever zijn voor een reële opslagplaats, en valideren we de gasdiffusiecoëfficiënten van laboratoriumschaal naar een grotere schaal.”
“We volgen continu de variatie in druk, temperatuur en waterniveau op. Op basis van de drukdaling die we in de eerste 3 maanden meten, kunnen we al een eerste inschatting maken van de diffusiecoëfficiënt," aldus Jacops. "Na 3 maanden beginnen we ook met onze staalnames om op regelmatige basis de neon-concentratie te monitoren. Dat gaan we minstens 3 jaar volhouden.”
