مكب نفايات جيولوجيلمخلفات انتاج الطاقة النووية

هندسة مكب النفايات 

يتكون المكب بشكل رئيسي من ردم يتموضع ضمن نفق مخصص للتخلص من النفايات. يحتوي النفق على حشوات بيتونية و معدنية بالإضافة إلى حفرات و حاويات مخلفات الوقود النووي محاطة جميعها ببنتونايت للحماية. كتل الردم مصنوعة من غضار فريدلاند و تتموضع بشكل هرمي تراكمي فوق بعضها البعض لزيادة صلابة المنظومة. يتم استخدام بينتونايت سائل مقذوف لسد الفراغات بين الكتل الغضارية و الصخر الحاوي على حفرية المكب النووي. تتألف القواعد من بينتونايت مرصوص في المكان .

التحليل بالعناصر المحدودة

تم إجراء تحليل بالعناصر المحدودة باستخدام البرنامج التجاري Plaxis 3D 2011. بسبب الشكوك العديدة التي تحيط بالحسابات كان الهدف من هذا التحليل العددي هو تحديد المعاملات الأكثر أهمية في هندسة المكب و الخواص الميكانيكية للمواد المستخدمة فيه و التي لها الأثر الأكبر على تشوهات طبقات الحماية. 

تمت نمذجة الانتفاخ من جراء عملية الإشباع عن طريق تطبيق حمل خارجي على أطراف طبقة الحماية و إعادة التشوهات بعد ذلك إلى الصفر و من ثم إزالة الحمل.

لقد تمت نمذجة كل سطح من سطوح التماس بين المواد المختلفة باستخدام عنصر محدود بيني خاص يسمح بالنمذجة الدقيقة للتفاعل بين المكونات . كما تم استخدام نموذج سلوك مرن - تام اللدونة نظامي معتمد على معيار مور - كولومب للإنهيار و ذلك لنمذجة السلوك الميكانيكي للسطح المشترك بين المواد

بالنسبة للصخر المضيف ( الصخر الحاوي على المكب ) فقد تمت نمذجته باستخدام مادة خطية مرنة عالية الصلابة و ذلك على اعتبار أن تشوهات الصخر لا تعتبر ذات أهمية في هذا النوع من التحليل . نفس الفرضية تم استخدامها للكتل الغضارية . القواعد تم نمذجتها باستخدام موديل متقدم ثنائي التقسية مع صلابة تابعة للإجهاد و معيار مور-كولومب للإنهيار . 

مادة الحماية القابلة للإنتفاخ تمت نمذجتها باستخدام موديل سلوك مبرمج من قبل شركة فيزي و يمثل السلوك المرن اللاخطي للتربة و يتطلب معاملين فقط و هما دليل الانضغاط المعدل و معامل بواسون .

إن الاعتبارات السابقة تسمح لكتل الردم الغضارية أن تتفاعل فيما بينها كأنها كتل منفصلة في الحالة الجافة. بينما يكون تفاعل كتل الحماية على شكل وسط مستمر

لقد تمت نمذجة انتفاخ طبقة الحماية عن طريق إجهادها بشكل مسبق ب 15 ميغا باسكال و من ثم تحرير هذا الاجهاد. و بسبب التطويق الجانبي بسبب الصخر المضيف فإن مادة الحماية تنتفخ بشكل شاقولي نحو الأعلى مخترقة القواعد .

 يظهر التوزع الكلي للإنتقالات الشاقولية السلوك العام لمنظومة الردم - الحماية المستخدمة في المكب . بالإضافة إلى إمكانية تقدير التغيرات الحجمية المتوقعة لطبقة الحماية .و من أجل تحقيق متطلبات التصميم فإنه تم التوصية بأن الكثافة النهائية لمادة الحماية لا يجب أن تنقص عن قيمة حدية معينة .

يسمح التحليل العددي بالتأكد من أن متطلبات التصميم قد تحققت. قبل كل هذا تسمح هذه الطريقة بتحديد المتغيرات التي تلعب أكبر دور في السيطرة على تشوهات مادة الحماية و هذه المتغيرات هي:

1) سماكة طبقة القواعد
2) عمق الشطب عن أعلى حفرة المكب
3) مقاومة و صلابة مادة القواعد
4) دليل الإنضغاطية المعدل لمادة الحماية
5) مقاومة و صلابة الحد المشترك بين كتل الردم
6) مقاومة و صلابة الحد المشترك بين الكتل و مادة الحماية
7) صلابة المادة المالئة

لقد سمحت دراسة معمقة لاحقة باستخدام طريقة تصميم التجربة بتحديد وزن أثر كل من المتغيرات السبع السابقة على الانتقال الشاقولي الأعظمي لمادة الحماية. و كذلك لتحديد الكثافة الدنيا التي تصل إليها المادة بعد الإنتفاخ . كنتيجة ، يمكن لتوصيات إنشاء المكب أن تشمل متطلبات خاصة ناتجة من التحليل العددي . لقد تم دعم هذه الدراسة بسلسلة من التجارب التي أكدت النتائج التي تم التوصل إليها 

للإطلاع على التوصيف الكامل للنمذجة العددية الرجاء تحميل التقرير الكامل من هنا أو عبر موقع بوسيفا هنا