Raportti kauppa- ja teollisuusministerion energiaosaston rahoittamasta tutkimuksesta

Transkriptio

1

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ydinjatteiden sijoitustutkimukset Tiedonanto YST-48 Antero Lindberg MINERAALIEN SORPTIO-OMINAISUUKSIEN GEOLOGINEN TARKASTELU - OSA I1 Raportti kauppa- ja teollisuusministerion energiaosaston rahoittamasta tutkimuksesta Abstract: The geological examination of the sorption properties of minerals - Part I1 Espoo, j oulukuu 1985

3 Lindberg, Antero, The geological examination of the sorption properties of minerals - Part 11. Geological Survey of Finland, Nuclear Waste Disposal Research, Report YST-48, 15 pages, 3 tables, 1 figure. ABSTRACT The final disposal of radioactive waste into the Finnish bedrock calls for an analysis of any situation in which a waste canister spills over or is broken and radioactive substances are released into the ground water. One of the most important facts to be considered in the safety analysis is the quantitative sorption capacity of the bedrock. In the 1980s, the distribution coefficients have been intensively determined for Finnish rocks and their main minerals. Quartz, potassium feldspar and plagioclase are the main minerals of granitic rocks. In addition, the geological background of the sorption properties of hornblende is considered here. Some radionuclides, such as Cs and Sr, are observed to be sorbed according to the structure and chemistry of the minerals; in other words, the distribution coefficients vary greatly, depending on the rock sample. The sorption of the actinides (Th, Am, Np) examined seems not to depend on the minerals but to take place uniformly on the surface of samples. Yet the experiments have been made in aerobic conditions and the actinides are more susceptible to the redox conditions than to differences in rock samples. Antero Lindberg Geological Survey of Finland ESPOO, Finland

4 Lindberg, Antero, Mineraalien sorptio-ominaisuuksien geologinen tarkastelu - osa 11. Geologian tutkimuskeskus, ydinjatteiden sijoitustutkimukset, tiedonanto YST-48, 15 sivua, 3 taulukkoa, 1 kuva. Ydinjatteiden loppusijoitus suomalaiseen kallioperaan edellyttaa sellaisen tapauksen analysointia, jossa jatekapseli vuotaa tai sarkyy ja radioaktiiviset aineet vapautuvat pohjaveteen. Eras turvallisuusanalyysin tarkeista lahtotiedoista muodostuu kallioperan pidatyskyvyn eli sorption kvantitatiivisesta maarittamisesta. Suomessa on -80-1uvulla intensiivisesti maaritetty pidatyskertoimia suomalaisille kivilajeille ja niiden paamineraaleille laboratorio-olosuhteissa. Kvartsi, kalimaasalpa ja plagioklaasi ovat graniittisten kivilajien tarkeimmat mineraalit. Niiden lisaksi on tassa tarkasteltu sarvivalkkeen pidatysominaisuuksien geologista taustaa. Eraiden radionuklidien, esimerkiksi Cs ja Sr, on havaittu pidattyvan selvasti mineraalien rakenteen ja kemismin perusteella, toisin sanoen niiden pidatyskerroin vaihtelee suuresti kivinaytteen mukaan. Tutkittujen aktinoidien (Th, Am, Np) pidattyminen ei nayta maaraytyvan mineraalien mukaan, vaan pidattyminen on tasaista naytteen pinnalle. Kokeet on kuitenkin tehty hapellisissa olosuhteissa ja aktinoidit ovat kriittisempia redox-olosuhteille kuin kivinaytteiden eroille. Antero Lindberg Geologian tutkimuskeskus ESP00

5 ABSTRACT 1. JOHDANTO 2. GRANIITTISTEN KIVILAJIEN PAAMINERAALIT 2.1 Esiintymistavat ja yleisyys 2.2 Kvartsi 2.3 Kalimaasalpa 2.4 Plagioklaasi 2.5 Sarvivalke 3 ARVIO PAAMINERAALIEN RAPAUTUMISESTA 4 YHTEENVETO

6 JOHDANTO Vuonna 1983 julkaistiin Geologian tutkimuskeskuksen ydinjatteiden sijoitustutkimusten projektiryhman tyoraporttisarjassa tutkimuksen edellinen osa (Lindberg 1983), jossa tarkasteltiin verkkosilikaattien (kiille- ja savimineraalien) sorptio-ominaisuuksia. Verkkosilikaatit ovat tarkeita kallion rakojen ja rakopintojen mineraaleja, jotka toimivat ensisijaisesti radionuklidien pidattajina. Uudemmat tutkimukset ovat tuoneet tietoa matriisidiffuusion merkityksesta kallion sorboivaa massaa laajentavana tekijana. Matriisidiffuusion ansiosta kalllion pidatysominaisuudet eivat ole seurausta yksin rakomineraaleista, vaan myos kiven paamineraalit voivat osallistua reaktioon radionuklidien kanssa aikaisempia arvioita suuremmassa maarassa. Paamineraalit osallistuvat sorptioreaktioihin myos kallion taytteettomilla rakopinnoilla, joiden osuus on suurin loppusijoitustilojen lahiymparistossa, missa louhinta aiheuttaa kiven halkeilua ja mikrorakoilua. Suomessa todennakoisin loppusijoituskivilaji on vaalea syvakivi, jonka paamineraalit ovat kalimaasalpa, plagioklaasi, kvartsi, biotiitti ja sarvivalke. Biotiitti on kasitelty edellisessa raportissa, muiden pidatysominaisuuksia tarkastellaan tassa raportissa. Kokeellista sorptiotietoa kallioperasta on kertynyt viime vuosien aikana hyvaa vauhtia seka Suomessa etta ulkomailla. Suomessa kokeellinen tutkimus on keskittynyt Helsingin yliopiston radiokemian laitokselle, jonka kanssa Geologian tutkimuskeskus toirnii yhteistyossa kallioperan sorptio-ominaisuuksia koskevissa tutkimuksissa. Tuloksista valtaosa on julkaistu voimayhtioiden ydinjatetoimikunnan raporttisarjassa. Mineraalien sorptio-ominaisuuksien teoreettinen tarkastelu pohjautuu tassa selvityksessa mineralogiseen ja geokemialliseen kirjallisuuteen. Mineraalien fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia ei ole tutkittu yleisesti ydinjatteiden loppusijoituksen olosuhteissa, mutta esimerkiksi rapautumistutkimukset antavat tietoa mineraalien stabiilisuudesta alhaisissa paine- ja lampotilaolosuhteissa.

7 2 GRANIITTISTEN KIVILAJIEN PAAMINERAALIT 2.1 Esiintyrnistavat ja yleisyys Graniittisiksi kiviksi on tassa esityksessa varsin vapaasti yleistetty kaikki sellaiset syvakivilajit, jotka koostuvat suurirnrnaksi osaksi kvartsista, kalirnaasalvasta ja plagioklaasista. Naiden paamineraalien keskinaiset paljoussuhteet rnaaraavat kiven tarkernrnan nirnen (vrt. Streckeisen 1973). Luonnossa suuret, kyrnrnenien ja satojen neliokilornetrien laajuiset, graniitti-intruusiot ovat usein heterogeenisia siten, etta intruusion eri osissa kiven rakenne ja rnineraalikoosturnus ovat erilaiset. Tasta seuraa, etta paikoin tarkka kivilajinirni voi olla esirnerkiksi granodioriitti tai jopa tonaliitti, paikoin (kvartsi)syeniitti tai (kvartsi)rnonzoniitti. Graniittiset kivilajit ovat tavallisesti varsin vaaleita ja sisaltavat noin 10-30% turnrnia rnineraaleja, tavallisesti biotiittia ja sarvivalketta. Kansainvalinen luokitus sallii jopa 90% turnrnia rnineraale j a. Graniittisten kivien rakenteelliset erot ovat rnyos suuret. Raekoko on tavallisimrnin 1-10 rnrn, rnutta suuria (# rnrn) hajarakeita sisaltavat porfyyriset rnuunnokset eivat ole harvinaisia. Osa graniiteista on suuntauturnattornia (esirn. rapakivet) osoituksena siita, etteivat ne kiteytyessaan ole olleet rnukana tektonisissa rnaankuoren liikunnoissa. Muut graniitit ovat Suornessa joko heikosti tai selvasti suuntautuneita, liuskeisia, aina sen rnukaan rninkalaisissa rnaankuoren prosesseissa ne ovat tunkeutuneet kallioperaan ja kiteytyneet. Rakoilu aiheutuu lahinna kahdesta tekijasta, rnaankuoren liikkeista, jotka ovat rnuovanneet intruusiota sen kiteytyrnisen jalkeen seka intruusion jatyrnista seuranneesta kutisturnisesta. Graniitissa viirnernainittu on yleensa kuutiollista, rnuodostuen kolrnesta toisiaan lahes kohtisuorasti leikkaavasta rakosuunnasta. Tektoninen rakoilu on suunnaltaan vaihtelevarnpaa ja rakopinnat voivat olla sekundaarirnineraalien peittarnat. Raoissa pohjaveden rnukana kulkevat radioaktiiviset aineet voivat tunkeutua diffuusion avulla sellaisiin

8 kiven rnikrorakoihin ja huokosiin, joissa oleva vesi ei ole liikkeessa. Viirneaikaisten sorptiokokeiden perusteella nayttaa rnyos silta, etta jotkin radionuklidit diffundoituvat itse rnineraalirakenteessa, havaintoja on tehty ainakin strontiurnin ja kesiurnin diffuusiosta biotiitissa ja rnuuttuneessa (serisiittiytyneessa) kalirnaasalvassa (Pinnioja et al. 1984, Muuronen et al. 1985). Naita rnineraaleja on alettu ehka hiernan virheellisesti kutsua "huokoisiksi rnineraaleiksi", silla rnineraaleissa tapahtuvan diffuusion rnekanisrnia ei tunneta. 2.2 Kvartsi Kvartsia on totuttu pitamaan sorption kannalta tehottornana mine- raalina. Kokeissa kaytettyjen radionuklidien valikoimaa laajen- nettaessa on kuitenkin havaittu, etta eraiden heikosti pidattyvien nuklidien pidattaj ana kvartsi on aivan rnuiden rnineraalien luokkaa. Taulukossa 1 on vertailtu rnineraaleja rnuutarnien radionuklidien avulla. Maaritykset on tehty ohuthieilla. Taulukko 1. Mineraaleille rnaaritettyja K -arvoja. Kokeet on tehty a ohuthienaytteilla hapellisissa olosuhteissa. 134cs, 85, 8gSr 63Niz 241Arn 234~h3 237 ~p~ kvartsi ' 56 28' plagioklaasi ' kalirnaasalpa biotiitti '' 28 65' sarvivalke ' 32 42' Lindberg, Pinnioja ja Nikula Pinnioja et al Koskinen et al Taulukosta on nahtavissa: 1) Mineralogian vaikutus sorptioon on havaittava kesiurnilla ja strontiurnilla, 2) nikkelilla, arnerikiurnilla, thoriurnilla ja neptuniurnilla pidattyrnisessa ei ole rnerkittavia eroja rnineraalien valilla, 3) thorium on pidattynyt selvasti rnuita radionuklideja tehokkaarnrnin. Thoriurnin rnaaritykset on tehty erittain pienilla pitoisuuksilla saosturnisen valttarniseksi. Kvartsin rakenne on yksinkertainen: piiatorni sijaitsee neljan happiatornin keskella. On ilrneisesti rnahdollista, etta kiteen

9 pinnalla vallitsee negatiivinen varaus, joka helpottaisi kationien adsorptiota. Toisaalta thorium saattaa olla liuoksessa ionimuodossa, jolloin sen varaus on +4 kuten piinkin. Talloin thorium voisi kiinnittya loyhasti kvartsin pintaan sellaiseen kohtaan, josta Si 4+ puuttuu. Thorium on kuitenkin huomattavasti Si:ta kookkaampi, joten se ei voi korvata piita kvartsin hilassa. Muut tarkastellut nuklidit eivat vastaa piita edes varauksensa puolesta (Cs, Ni, Sr, Am, 5+ Np ). Kvartsi on erittain stabiili mineraali, johon radionuklidit eivat voi pidattya ioninvaihdon avulla. Kvartsin pidatysominaisuudet onkin havaittu heikoiksi tyypillisilla vaihtuvilla kationeilla (Cs, Sr). Toisaalta aktinoidien pidattymista hapettomissa olosuhteissa on vasta alettu tutkia. Muutarnan vuoden kuluttua voi kvartsin pida- tysominaisuuksista olla tasmallisempaa tietoa. 2.3 Kalimaasalpa Kalimaasalpa (KAlSi 0 ) on kvartsia alttiirnpi rapautumaan, mutta 3 8 myos kemiallinen koostumus on ioninvaihtoon nahden suotuisampi. Taulukosta 1 nahdaan, etta kesiumilla ja strontiumilla kalimaasalvan pidatyskertoimet ovat 1-2 kertaluokkaa suuremmat kuin kvartsin. Mielestani ioninvaihtoa ei kuitenkaan tule pitaa ensisijaisena sorptiomekanismina kalimaasalv3n tapauksessa, silla kesiumin sorptio on taulukon 1 rnukaan samaa luokkaa kalimaasalpaan, plagioklaasiin ja sarvivalkeeseen, joista kaksi viimeista ei sisalla lainkaan kaliumia. Kokeissa kaytetylle kalimaasalvalle on ominaista serisiittiytyminen, jolloin osa kalimaasalvasta on muuttunut hienokakoiseksi kiilteeksi, muskoviitiksi. Autoradiogrammeja tulkittaessa (Lindberg, Pinnioja ja Nikula 1983) on voitu nahda kesiumin ja strontiumin sorboituneen erikoisesti pieniin muskoviittikasautumiin (jd 0.1 mm) ja mineraalin lohkorakoihin. Nikkelilla on myos havaittu heikkoa rikastumista kalimaasalvan muuttuneeseen reunavyohykkeeseen (Pinnioja et al. 1984). Sen sijaan aktinoidien autoradiogrammit eivat ole olleet erottelukykyisia.

10 2.4 Plagioklaasi Plagioklaasi on seosmineraali (NaA1Sig08 - CaAl Si 0 ) joka syva kivissa on tavallisesti voimakkaammin muuttunut kuin kalimaasalpa. Plagioklaasin muuttumistuotteet ovat serisiitti ja saussuriitti, hienorakeinen epidootti (koostumukseltaan vaihteleva Ca - A1 - silikaatti). Kesiumin ja strontiumin on todettu sorboituvan myos plagioklaasissa voimakkaammin muuttumistuotteisiin, mutta myos muuttumattomaan mineraaliin. Strontium voi mineraaleissa korvata kalsiumia, ionit ovat varauksensa ja riittavassa maarin kokonsa puolesta samankaltaiset. On epavarmaa tapahtuuko sorptiokokeissa tallaista korvautumista, joka vallitsevassa paineessa ja lampotilassa lienee hidas prosessi. Jos mineraalin pinnassa on vapaita kalsiumin paikkoja, on mahdollista, etta nama tayttyvat strontiumilla. Taulukon 1 mukaan plagioklaasi ei ole kalimaasalpaa etevampi strontiumin pidattajana, joten mainittu korvautuminen ei ole merkittavaa suuruusluokkaa. Aktinoidien on havaittu paaasiassa saostuvan mineraalien pintaan, silla autoradiogrammit ovat tasaisen tummia, mineraalien piirteet puuttuvat (Koskinen et al. 1985). Neptuniumin pidattymista on verrattu kayttamalla suodatettua ja suodattamatonta merkkiaineliuosta. Suodatetulla merkkiaineella sorptioprosentti on vain kymmenesosa suodattamattoman liuoksen sorptioprosentista (Ks. Taulukko 2), mutta mineraalien piirteet (aariviivat, mikroraot, sulkeumat) tulevat yllattaen esille autoradiogrammissa osoittaen, etta pidattyminen on todellista adsorptiota eika saostumista. Taulukko ~p: lla mllritettyja K -arvoja eraille mineraaleille. Kokeessa kaytetty suodatettua ja suoadattamatonta merkkiaineliuosta (Koskinen et al. 1985) Sorptio -% Ka (10 m /m ) Nayte suodatettu ei suodatettu suodatettu ei suodatettu kvartsi plagioklaasi biotiitti

11 On mahdollista, etta polttoainejatteesta vapautuvat aktinoidit suodattuvat yhta tehokkaasti kapselia ymparoivassa bentoniitissa. Silloin vain murto-osa aktinoideista vapautuisi pohjavesikiertoon. Taman murtoosan pidattyminen ei olisi kallioperassa merkittavaa. 2.5 Sarvivalke Sarvivalke on yleinen syvakivilajien "turnma" mineraali. Sen koostumus on vaihteleva ja monimutkainen: Ca 2 ~a(mg,fe)~(al,fe,ti)(al,si~0~~)(0,0h)~~. Vari on musta, tumman vih- rea tai ruskea. Sarvivalke rapautuu kloriitiksi, jonka ohessa syntyy hieman titaniittia, hematiittia ja epidoottia. Rapautumisen edistyessa kloriitti muuttuu lopulta vermikuliitiksi (kiille). Nayttaa siis silta, etta kaikki pii ja alumiini seka suuri osa kalsiumista, magnesiumista ja raudasta a sekundaarimineraaleihin (Loughnan 1969). Naiden kyky pidattaa radionuklideja on parempi kuin primaarisen sarvivalkkeen, silla pelkastaan niiden tehokas pinta-ala on huokoisen rakenteen ansiosta suurempi kuin sarvivalkkeen. Radionuklidien pidatyskokeissa on kaytetty lahes muuttumatonta sarvivalketta (Koskinen et al. 1985). Taulukon 1 mukaan sarvivalkkeen pidatyskerroin on kaikille tutkituilla nuklideilla samaa suuruusluokkaa kuin plagioklaasin ja kalimaasalvan. Kesiumin ja strontiumin pidattajana sarvivalke on selvasti biotiittia huonompi, joten ioninvaihto ei liene sarvivalkkeen sorptiomekanismi. Olisiko "turnma" syvakivilaji, esimekiksi gabro, parempi ydinjatteiden loppusijoituskivilaji kuin graniitti? Gabron paamineraalit ovat (tavallisesti) plagioklaasi, sarvivalke ja pyrokseeni, josta ei ole saatavilla kokeellista sorptiotietoa. Kysymykseen ei ole yksikasitteista vastausta, vaikka oletetaan, etta veden virtaus olisi jakaantunut yhta tasaisesti tarkasteltavissa kivilajeissa. Fissiotuotteiden pidattajana biotiitti on omaa luokkaansa muihin paamineraaleihin verrattuna, mutta aktinoidien pidattymisessa hapellisissa olosuhteissa ei eri paamineraalien valilla ole mainittavia eroja.

12 Nain ollen kaikkien radionuklidien kulkeutumista hidastaisi tehokkaimmin sellainen kalliopera, jonka rakopinnoilla paamineraalit helpoimmin rapautuvat kiille- ja sarvimineraaleiksi. Seuraavassa kappaleessa tarkastellaan paamineraalien rapautumisalttiutta. 3 ARVIO P~MINERAALIEN RAPAUTUMISESTA Silikaattimineraalien rapautuminen on Suomen ilmasto-olosuhteissa hidasta. Viimeisen jaakauden jalkeen, noin vuodessa, on syntynyt vahaisia rapakallioita vain erailla rapakivimassiivien alueilla. Tavallisesti kallion pinnassa on vain variltaan poikkeava, noin 1-2 cm vahvuinen llkuori'l, jossa voi havaita kemiallista rapautumista. Kallion raoissa pohjavesipinnan alapuolella on veden liuottava vaikutus jatkuva, joten vettajohtaviin rakoihin saattaa toisinaan liittya hieman taydellisempaa rapautumista, mika ilmenee muutaman millimetrin paksui- sena kiille- tai sarvimineraalipeitteena rakopinnalla seka muutaman sentin levyisena huokoisemman, osittain rapautuneen kiven vyohykkeena. Biotiitti muuttuu rapautumalla olosuhteista riippuen joko kloriitiksi tai vermikuliitiksi, joita esiintyy ensin valikerroksina biotiitissa, mutta muuttuminen saattaa edeta (intensiivisissa olosuhteissa) lapi koko mineraalin. Biotiitin lopullisena muuttumistuloksena on montmorilloniitti, ainakin emaksisissa ja ultraemaksisissa kivilajeissa. Graniitin paamineraalien rapautumisjarjestyksen on havaittu olevan: plagioklaasi (oligoklaasi) ja sarvivalke heikommat + biotiitti - kalimaasalpa (seka mikrokliini etta ortoklaasi), kvartsi kestavin (Loughnan 1969). Rapautumisen varhaisessa vaiheessa liukenevat Na ja Ca jolloin kalium-pitoisuus hieman nousee, mika on seurausta plagioklaasin ja kalimaasavan erilaisesta rapautumiskestavyydesta. Kuitenkin rapautumisen edetessa myos kalimaasalpa muuttuu asteittain kaoliiniksi. Piin vaheneminen johtuu sekin ensin maasalpien rapautumisesta, mutta myos kvartsi liukenee jossain maarin, kun rapautuminen on voimakasta (Kuva 1).

13 KAOLINITE MINERALOGY 'CUMULATIVE % Kuva 1. Eraan gneissin mineraalikoostumus rapautumisasteen funktiona (Loughnan 1969). Alkuperainen mineraalikoostumus vastaa graniittia, mutta rakenteen vastaavuudesta ei ole tietoa. Rapautumisen ja sekundaarimineraalien vaikutusta kesiumin ja strontium- in pidattymiseen on kuvattu taulukossa 3. Taulukosta 3. voidaan havaita, etta kesium on kaikissa tapauksissa pidattynyt paremmin rapautuneeseen tai sekundaarimineraalien pidattamaan rakopintaan kuin tuoreeseen, muuttumattomaan kivipintaan. Strontiumin kohdalla kalsiittipeitteinen rakopinta muodostaa poikkeuksen. Tama osoittaa, etta ioninvaihto ei ole itsestaan selva pidatysmekanismi, ovathan kalsiitin (CaC03) kalsium ja leimausliuoksen strontium kemiallisesti hyvin laheisia alkuaineita, strontium mm. korvaa eraissa mineraaleissa kalsiumia. On kuitenkin huomattava, ettei ajan funktiona ilmeneva K -arvon a nousu merkitse todellisuudessa pintasorption kasvua, vaan aiheutuu diffuusiosta kivimatriisiin. Diffuusiosyvyys vaihtelee suuresti eri radionuklideilla ja asian tutkimiseksi tarpeelliset pitkaaikaiset (1-2 v) kokeet on kaynnistety mm. Helsingin yliopiston radiokemian laitoksella (Muuronen et al. 1985).

14 Taulukko 3. Strontiumin ja kesiumin pidattyminen muuttumattomille ja sekundaarimineraalien peittamille rakopinnoille (Pinnioja et al. 1985). nayte la kiillegneissi b " 2a kiillegneissi + kalsiitti rakopinnalla b 'I 3a tonaliitti b " 4a tonaliitti + kloriitti rakopinnalla b 'I 5a rapakivi b " 6a rapakivi, rapautunut rakopinta b " a = leimausaika 10 pv b = " 3 kk

15 4 YHTEENVETO Tarkastellut mineraalit, kvartsi, kalimaasalpa, plagioklaasi ja sarvivalke, ovat Suomessa tehdyissa sorptiokokeissa osoittautuneet lahes yhta tehokkaiksi radionuklidien pidattajiksi. Nain siita huolimatta, etta ne mineralogiselta rakenteeltaan ja koostumukseltaan ovat erilaisia. Ioninvaihtoon perustuvan sorption avulla kiinnittyvat kationit, esimerkiksi kesium ja strontium, suosivat biotiittia ja muita kiilteita, mutta muiden ionien pidattyminen nayttaa olevan osaksi tai kokonaan mineraalien rakenteesta tai koostumuksesta riippumatonta tai eri nuklidien pidttymiseen vaikuttavat mineraalien eri ominaisuudet. Nailla nuklideilla on taipumus saostua hapellisissa olosuhteissa (esim. Ni ja Np) jolloin saostuminen on niiden merkittavin pidatystekija, kun taas sorptio mineraaleihin on vaatimatonta. Loppusijoitusolosuhteissa pohjavesi oletetaan pelkistavaksi. Toistaiseksi on mahdotonta sanoa mitka radionuklidit pidattyvat pelkistavissa olosuhteissa paremmin, mitka huonommin. Yleisesti oletetaan, etta pelkistavat olosuhteet vaikuttaisivat aktinoidien migraatiota hidastavasti (aktinoidit voivat olla liukenemattomia), mutta vaikutus kevyempiin nuklideihin olisi vahaista. Pohjaveden suolaisuus vaikuttaa fissiotuotteiden sorptiota vahentavasti. Tuoreen tutkimuksen mukaan (Pinnioja 1985) veden suolaisuus vahentaa kationien pidattymista, koska pohjavedessa olevat ionit kilpailevat sorptiopaikoista naytteen pinnalla. Eraat fissiotuotteet pidattyvat kiven raoissa paaosin verkkosilikaatteihin, siis kiille- ja savimineraaleihin, mutta huonommin mineraalien kanssa reagoivat nuklidit pidattyvat suunnilleen samassa mitassa kaikkiin mineraaleihin, tosin vahiten kvartsiin. Talla on ilmeista merkitysta ydinjatteiden loppusijoituksen turvallisuudelle: hankalimmillekin nuklideille voidaan laskea hidastuminen, joka ei ole riippuvainen kallioperan ja sen rakopintojen mineraalikoostumuksesta. Pohjaveden virtausmatka loppusijoitustilasta biosfaariin, matka jolla reaktiot nuklidien ja kallioperan valilla tapahtuvat, on merkittavin tekija naiden nuklidien pidattymisessa.

16 Koskinen, A., Alaluusua, M., Pinnioja, S., Jaakkola, T. and Lindberg, A,, (1985). Sorption of iodine, neptunium, technetium, thorium and uranium on rocks and minerals. YJT-85-36, 20 p. Lindberg, A. (1983). Mineraalien sorptio-ominaisuuksien geologinen tarkastelu - verkkosilikaatit. GTK/YST, tyoraportti G , 16 s. Lindberg, A., Pinnioja, S. ja Nikula, A. (1983). Radionuklidien sorptio kallioperaan, mineralogiset tekijat ja autoradiografiamenetelma, YJT-83-02, 66 S. Loughnan, F.C. (1969). Chemical weathering of the silicate minerals. Elsevier, New York, 154 p. Muuronen, S., Kamarainen, E-L., Jaakkola, T., Pinnioja, S. and Lindberg, A. (1985). Sorption and Diffusion of Radionuclides in Rock Matrix and Natural Fracture Surfaces Studied by Autoradiography. IX Scientific Basis for Nuclear Waste Management , Stockholm, 8 p., in print. Pinnioja, S. (1985). Henkilokohtainen tiedonanto. Pinnioja, S., Jaakkola, T., Kamarainen, E-L., Koskinen, A. and Lindberg, A. (1984). Sorption of Carbon, Cobalt, Nickel, Strontium, Iodine, Cesium, Americium and Neptunium in Rocks and Minerals. YJT-84-19, 32 p. Pinnioja, S., Kamarainen, E-L., Jaakkola, T., Siitari, M., Muuronen, S. and Lindberg, A. (1985). Sorption and Diffusion of Cobalt, Strontium, Cesium and Americium in Natural Fissure Surfaces and Drill Core Cups Studied by Autoradiography, I. YJT-85-16, 33 p. Streckeisen, A. (1973). Plutonic rocks. Classification and nomenclature recommended by the IUGS Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. Geotimes, Oct. 1973, p

17