Estudio de la capacidad confinante de cementos binarios y ternarios con resinas de intercambio iónico de grado nuclear

Abstract

La investigación realizada en la presente monografía se ha orientado a ampliar el conocimiento actual sobre nuevas formulaciones cementantes para la inmovilización de residuos de baja y media actividad (RBMA) que acondicionen de forma segura resinas de intercambio iónico de grado nuclear gastadas (IER). Las formulaciones estudiadas están basadas en cemento con adiciones de escoria de alto horno o ceniza volante, tomando como referencia una de las formulaciones que se emplean en España para la inmovilización de RBMA. El estudio de estas formulaciones se ha centrado en la evaluación de las propiedades en estado fresco, micro y nanoestructurales y la estabilidad química frente a lixiviación de los sistemas cementantes con residuo inmovilizado. La adición de IER produce un retraso significativo de las reacciones de hidratación de los materiales cementantes, lo que indica que existe una interacción entre el dopado de la resina y la disolución de poro. El boro proveniente del dopado reacciona con el gel de la matriz, principal producto de reacción, y se incorpora a la estructura del mismo sustituyendo parcialmente al Si tetraédrico, probablemente interaccionando con el calcio y el sodio de la disolución de los poros para compensar el déficit de carga generado de la sustitución. En el estudio de la lixiviación de los elementos dopantes de la resina se observa que las matrices de cemento con ceniza y escoria y con solo escoria presentan mayores índices de lixiviación para el estroncio, lo que supone una mejor retención del mismo en estos sistemas. Por tanto, estas dos nuevas formulaciones mejoran la retención de radionucleidos en los sistemas confinantes, potencialmente haciendo viable un aumento de la relación resina/cemento del sistema de acondicionamiento y disminuyendo así el volumen total de residuos a gestionar en el repositorio y los costes asociados a su gestión.