Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen bentoniittinäytteissä röntgentomografiamenetelmällä
Tämän tutkielman tärkeimpänä tavoitteena oli kehittää menetelmä
veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaamiseksi bentoniittinäytteissä
röntgentomografialla. Menetelmällä voitaisiin mitata ja
kerätä arvokasta kokeellista dataa ydinjätteen loppusijoituksessa
käytettävän bentoniittipuskurin toimintaa kuvaavien mallien kehittämiseksi
ja testaamiseksi.
Röntgentomografialla näytteestä saadaan kolmiulotteinen tomografiakuva,
missä kuvavokselin harmaasävyarvo riippuu materiaaleista,
ja niiden tiheyksistä. Bentoniittinäytteen kastuessa veden osatiheyden
kasvu kasvattaa harmaasävyarvoja, jolloin kastuneen ja kuivan
näytteen välinen erotuskuva voidaan kalibroida vastaamaan kolmiulotteista
kosteuspitoisuusjakaumaa, mikäli näytteen kokonaisvesimäärä
tiedetään. Bentoniitissa tapahtuu yleensä muodonmuutoksia
kastumisen aikana, jolloin nämä täytyy mitata ja huomioida kosteuspitoisuuden
määrityksessä. Bentoniittinäytteitä (12 kpl, halk. 17 mm,
kork. 10 mm, kuivatiheydet 1,2 ja 1,5 g/cm3) kasteltiin vakiotilavuudessa
näytteen alapinnan kautta (halk. 6 mm sintteri) keinotekoisella
pohjavedellä muutamilla eri kastelupaineilla (0...8 bar). Kukin näyte
kuvattiin röntgenmikrotomografialla noin 10 kertaa sopivin välein,
pääosin kahden viikon aikana. Näytteenpidikkeitä myös punnittiin,
jolloin näytteeseen imeytyneen veden kokonaismassa tiedettiin. Bentoniittiin
sekoitettiin mikrolasikuulia merkkipartikkeleiksi, jolloin
muodonmuutokset voitiin mitata yksinkertaista translaatioalgoritmia
käyttäen.
Menetelmän huomattiin olevan herkkä kuvissa oleville häiriöille, joita
syntyi todennäköisesti epästabiilin röntgenlähteen vuoksi. Kun
stabiloitumiseen käytettävää aikaa kasvatettiin, häiriöt vähenivät
huomattavasti. Mitatut muodonmuutokset olivat pieniä ja vaikuttivat
silmämääräisesti hyviltä, mutta translaatioalgoritmin riittävästä
tarkkuudesta ei saatu varmuutta. Menetelmä vaikuttaa muutoin toimivalta
bentoniittinäytteiden kosteuspitoisuuden määrittämiseen,
röntgenlähteen stabiloitumista ja menetelmän tarkkuutta olisi kuitenkin
syytä tutkia lisää.
...
Keywords
Metadata
Show full item recordCollections
- Pro gradu -tutkielmat [28121]
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Kastuvan bentoniitin muodonmuutosten ja vesipitoisuuden aikakehityksen mittaaminen röntgenkuvauksen avulla
Tanttu, Joni (2020)Tämän tutkielman tavoitteena oli jatkokehittää kokeellista menetelmää, jossa kastumisen seurauksena tyhjään tilaan laajenevan bentoniitti nimisen savimateriaalin homogenisaatiota seurataan röntgenkuvauksen avulla. Menetelmällä ... -
Veden kulkeutumisen ja muodonmuutosten mittaaminen MX-80-tyyppisessä bentoniitissa röntgenmikrotomografisin menetelmin
Lämsä, Joni (2015)Tämän työn tavoitteena oli selvittää, millä reunaehdoilla aiemmin puhdistetulle bentoniitille kehitetyt kokeelliset menetelmät soveltuvat mikro- ja makrorakenteeltaan erilaisen MX-80-tyyppisen bentoniitin tutkimiseen. ... -
Solid state conformational behavior and interactions of a series of aromatic oligoamide foldamers
Suhonen, Aku (University of Jyväskylä, 2016)The topic of this thesis is aromatic oligoamide foldamers. The literary review of the thesis discusses the general features of foldamers and their design and then focuses on the specific examples of aromatic oligoamide ... -
Characterization of three-dimensional microstructure of composite materials by X-ray tomography
Miettinen, Arttu (University of Jyväskylä, 2016)Analysis methods for X-ray microtomographic images of short fibre composite materials were developed. The methods enable estimation of microstructural properties of the material, e.g., aspect ratio and orientation of ... -
The effect of steric hindrance on the packing of elongated objects
Ekman, Axel (University of Jyväskylä, 2016)Fibres of various materials can be deposited to form planar mats of fibres. These kinds of structures have gained substantial attention owing to their direct relation to both large industrial fields, such as paper and ...