| Summary: | Tämän tutkielman tärkeimpänä tavoitteena oli kehittää menetelmä
veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaamiseksi bentoniittinäytteissä
röntgentomografialla. Menetelmällä voitaisiin mitata ja
kerätä arvokasta kokeellista dataa ydinjätteen loppusijoituksessa
käytettävän bentoniittipuskurin toimintaa kuvaavien mallien kehittämiseksi
ja testaamiseksi.
Röntgentomografialla näytteestä saadaan kolmiulotteinen tomografiakuva,
missä kuvavokselin harmaasävyarvo riippuu materiaaleista,
ja niiden tiheyksistä. Bentoniittinäytteen kastuessa veden osatiheyden
kasvu kasvattaa harmaasävyarvoja, jolloin kastuneen ja kuivan
näytteen välinen erotuskuva voidaan kalibroida vastaamaan kolmiulotteista
kosteuspitoisuusjakaumaa, mikäli näytteen kokonaisvesimäärä
tiedetään. Bentoniitissa tapahtuu yleensä muodonmuutoksia
kastumisen aikana, jolloin nämä täytyy mitata ja huomioida kosteuspitoisuuden
määrityksessä. Bentoniittinäytteitä (12 kpl, halk. 17 mm,
kork. 10 mm, kuivatiheydet 1,2 ja 1,5 g/cm3) kasteltiin vakiotilavuudessa
näytteen alapinnan kautta (halk. 6 mm sintteri) keinotekoisella
pohjavedellä muutamilla eri kastelupaineilla (0...8 bar). Kukin näyte
kuvattiin röntgenmikrotomografialla noin 10 kertaa sopivin välein,
pääosin kahden viikon aikana. Näytteenpidikkeitä myös punnittiin,
jolloin näytteeseen imeytyneen veden kokonaismassa tiedettiin. Bentoniittiin
sekoitettiin mikrolasikuulia merkkipartikkeleiksi, jolloin
muodonmuutokset voitiin mitata yksinkertaista translaatioalgoritmia
käyttäen.
Menetelmän huomattiin olevan herkkä kuvissa oleville häiriöille, joita
syntyi todennäköisesti epästabiilin röntgenlähteen vuoksi. Kun
stabiloitumiseen käytettävää aikaa kasvatettiin, häiriöt vähenivät
huomattavasti. Mitatut muodonmuutokset olivat pieniä ja vaikuttivat
silmämääräisesti hyviltä, mutta translaatioalgoritmin riittävästä
tarkkuudesta ei saatu varmuutta. Menetelmä vaikuttaa muutoin toimivalta
bentoniittinäytteiden kosteuspitoisuuden määrittämiseen,
röntgenlähteen stabiloitumista ja menetelmän tarkkuutta olisi kuitenkin
syytä tutkia lisää.
|
|---|