Near-Field Thermo-Mechanical Coupled Processes in Host Rocks of High-Level Waste Deep Geological Repositories

RÉSUMÉ: Le stokage en couches géologiques profondes (DGR) est considéré comme l'option privilégié pour la gestion à long terme des déchets radioactifs de tous les niveaux, y compris les conteneurs de combustible nucléaire irradié (UNFC). La désintégration radioactive du combustible irradié continue généralement de générer de la chaleur au dela de dizaines de milliers d'années. Les évaluations de la sécurité après la fermeture nécessitent des analyses approfondies des comportements thermiques, hydrauliques et mécaniques couplées du système DGR. La température, le stress et la pression interstitielle dans le voisinage des systèmes à barrières multiples d'un DGR doivent être examinés afin de garantir un niveau de sécurité adéquat. Cette étude contribue à l'évaluation des changements potentiels des propriétés matérielles des systèmes des barrières naturelles immediates, telle que la résistance qui est susceptible de perturber la sécurité globale. Il existe peu d'études sur l'évaluation numérique des processus couplés en thermo-hydro-mécaniques (THM) à une échelle détaillée en grandeur nature. Ce travail élargira la compréhension actuelle du comportment MT du système DGR.

ABSTRACT: Deep geological repositories (DGR) is considered the most preferred option for long-term management of all levels of radioactive waste, including used nuclear fuel containers (UNFC). The radioactive decay of spent fuel typically continues to generate heat for durations exceeding tens of thousands of years. Post closure safety assessments require comprehensive analyses of coupled thermal, hydraulic, and mechanical responses from the DGR system. The temperature, stress, and pore pressure in the vicinity of the multiple barrier systems of a DGR need to be investigated to ensure an adequate level of safety is met. This study contributes to the evaluation of potential changes in the material properties of near-field natural barrier systems, such as strength, which might impact the overall safety. Few studies are available on the numerical evaluation of coupled thermo-hydro-mechanical (THM) processes at a detailed near field scale. This work will expand the current understanding of thermo-mechanical responses of the DGR system.