The use of natural and archeological analogues for understanding the long-term behavior of nuclear glasses

The knowledge of the long-term behavior of nuclear waste in anticipation of ultimate disposal in a deep geological formation is of prime importance in a waste management strategy. If phenomenological models have been developed to predict the long-term behavior of these materials, validating these models remains a challenge, when considering the time scale of radioactive decay of radionuclides of environmental concern, typically 10⁴–10⁵yrs. Here we show how natural or archaeological analogues provide critical constraints not only on the phenomenology of glass alteration and the mechanisms involved, but also on the ability of experimental short-term data to predict long-term alteration in complex environments.

La connaissance du comportement à long terme des déchets nucléaires dans les conditions d’un stockage géologique profond est un point capital de la stratégie de la gestion des déchets. Même si des modèles phénoménologiques permettent de prédire le comportement à long terme de ces matériaux, leur validation reste toujours un challenge devant la durée de la radioactivité, typiquement de l’ordre de 10⁴–10⁵ans. Dans cet article, nous montrons comment les analogues naturels et archéologiques peuvent aider à définir, non seulement la phénoménologie et les mécanismes impliqués lors de l’altération des verres, mais également la capacité des expériences de laboratoire pour prédire l’altération sur le long terme dans des environnements complexes.