Abstract In most countries, the thermal criteria for the engineered barrier system (EBS) is set to below 100 °C due to the possible illitization in the buffer, which will likely be detrimental to the performance and safety of the repository. On the other hand, if the thermal criteria for the EBS increases, the disposal density and the cost-effectiveness for the high-level radioactive wastes will dramatically increase. Thus, fundamentals on the thermal behavior of the buffer under the elevated temperatures is of crucial importance. Yet, the behaviors at the elevated temperatures of the bentonite under groundwater-saturated conditions have not been reported to-date. Here, we have developed an in-situ synchrotron-based method for the thermal behavior study of the buffer under the elevated temperatures (25–250 °C), investigated d-spacings of the montmorillonite in the Korean bentonite (i.e., Ca-type) at dry and KURT (KAERI Underground Research Tunnel) groundwater-saturated conditions (KJ-ii-dry and KJ-ii-wet), and compared the behaviors with that of MX-80 (i.e., Na-type, MX-80-wet). The hydration states analyzed show tri-, bi-, and mono-hydrated at 25, 120, and 250 °C, respectively for KJ-ii-wet, whereas tri-, mono-, and de-hydrated at 25, 150, and 250 °C, respectively for MX-80-wet. The Korean bentonite starts losing the interlayered water at lower temperatures; however, holds them better at higher temperatures as compared with MX-80.

中文翻译：

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高温条件下地下水饱和韩国缓冲液的热行为：韩国膨润土中蒙脱石的原位同步辐射X射线粉末衍射研究

摘要 在大多数国家，工程屏障系统 (EBS) 的热标准设置为低于 100 °C，因为缓冲液中可能存在不规则化，这很可能不利于储存库的性能和安全。另一方面，如果 EBS 的热标准提高，则高放废物的处置密度和成本效益将显着提高。因此，缓冲液在高温下的热行为的基本原理至关重要。然而，迄今为止尚未报道过在地下水饱和条件下膨润土在高温下的行为。在这里，我们开发了一种基于原位同步加速器的方法，用于在高温（25-250°C）下研究缓冲液的热行为，研究了韩国膨润土（即 Ca 型）在干燥和 KURT（KAERI 地下研究隧道）地下水饱和条件下（KJ-ii-dry 和 KJ-ii-wet）中蒙脱石的 d 间距，并比较了行为与 MX-80（即 Na 型，MX-80-wet）。分析的水合状态显示，KJ-ii-wet 在 25、120 和 250 °C 下分别为三水合、二水合和一水合，而 KJ-ii-wet 的三水合、单水合和脱水状态分别为 25、150 和 250 °C。 250 °C，分别用于 MX-80-wet。韩国膨润土在较低温度下开始失去层间水分；然而，与 MX-80 相比，它们在更高的温度下保持得更好。MX-80-湿）。分析的水合状态显示，KJ-ii-wet 在 25、120 和 250 °C 下分别为三水合、二水合和一水合，而 KJ-ii-wet 的三水合、单水合和脱水状态分别为 25、150 和 250 °C。 MX-80-wet 分别为 250 °C。韩国膨润土在较低温度下开始失去层间水分；然而，与 MX-80 相比，它们在更高的温度下保持得更好。MX-80-湿）。分析的水合状态显示，KJ-ii-wet 在 25、120 和 250 °C 下分别为三水合、二水合和一水合，而 KJ-ii-wet 的三水合、单水合和脱水状态分别为 25、150 和 250 °C。 250 °C，分别用于 MX-80-wet。韩国膨润土在较低温度下开始失去层间水分；然而，与 MX-80 相比，它们在更高的温度下保持得更好。