Yüksek sıcaklık ve Etibor-48 mineralinin bentonitin şişme basıncı ve zemin-su karakteristik eğrileri üzerindeki etkileri

Authors : Şükran Gizem Alpaydın, Yeliz Yukselen Aksoy

Pages : 841-848

View : 13 | Download : 18

Publication Date : 2025-10-19

Article Type : Research Paper

Abstract :Yüksek seviyeli nükleer atıkların güvenli bertarafı için derin jeolojik depolarda tampon ve/veya dolgu malzemesi olarak sıkıştırılmış bentonit kullanımı önerilmektedir. Bentonitin yüksek şişme potansiyeli ve düşük geçirgenlik özellikleri, bu önerinin temel dayanaklarını oluşturmaktadır. Depolarda kullanılan bentonit, yeraltı suyu ile hidrate olarak kendiliğinden sızdırmaz bir bariyer oluştururken, aynı zamanda atık kutusundan yayılan yüksek sıcaklığa maruz kalacaktır. Bu süreçte, dış bölgelerde şişme eğilimi görülürken, atık kutusuna yakın bölgelerde yüksek sıcaklık nedeniyle doygun olmayan bir ortam oluşabilmektedir. Bu koşullar, bentonitin hidrolik ve mekanik özelliklerini etkileyebilir ve uzun vadeli performansını sınırlayabilir. Bu nedenle, bentonitin yeraltı suyu hareketleri ve sızdırmazlık özelliklerinin değerlendirilmesi için farklı termal koşullarda zemin-su karakteristik eğrilerinin ve şişme basıncının belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Sıcaklık döngüleri, bentonitin su tutma kapasitesi ve şişme basıncı gibi kritik özelliklerini olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, bentonitin yüksek sıcaklık koşullarındaki mühendislik özelliklerini iyileştirmek amacıyla, düşük termal genleşme özelliği ile bilinen Etibor-48 (E-48) bor minerali katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Sıkıştırılmış bentonite %10 ve %20 oranlarında E-48 bor minerali eklenerek karışımların şişme basıncı ile zemin-su karakteristik eğrileri, oda sıcaklığı ve yüksek sıcaklık (80 °C) koşullarında incelenmiştir. Şişme basıncı deneyleri sabit hacim yöntemiyle ödeometre sisteminde, zemin-su karakteristik eğrileri ise buhar denge tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Bulgular, yüksek sıcaklık ve E-48 katkısının bentonitin su tutma kapasitesini ve şişme basıncını azalttığını ortaya koymuştur. Ayrıca kuruma yolunun nemlenme yoluyla örtüşmediği ve katkısız bentonitin, E-48 katkılı karışımlara kıyasla daha yüksek su tutma kapasitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, yüksek sıcaklık koşullarında bentonit bazlı tampon malzemelerin performansını değerlendirmek ve optimize etmek için katkı maddelerinin etkisini anlamada önemli bilgiler sunmaktadır.
Keywords : Nükleer atık, Yüksek sıcaklık, Bentonit, Şişme basıncı, Zemin-su karakteristik eğrisi, Etibor-48

ORIGINAL ARTICLE URL