Flachlagernde Salzformationen als Option für die Endlagerung?

08.02.2019

Forscher entwickeln erstmalig Konzept für nukleares Endlager in flachlagernden Salzformationen

Steinsalz zählt neben Ton- und Kristallingestein zu den drei Wirtsgesteinen, die laut Standortauswahlgesetz für eine Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in tiefengeologischen Formationen in Frage kommen. Die bisherige Forschung zum Wirtsgestein Salz bezog sich vor allem auf Salzstöcke. Flachlagernde Salzformationen unterscheiden sich von Salzstöcken (auch als Salzdiapire bezeichnet) durch ihre tieferliegenden, flächigen Salzstrukturen.

Wegen ihrer weiten Verbreitung und günstigen geologischen Eigenschaften sind sie in den Fokus der Forschung gerückt. Mit der Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) existiert in den USA bereits ein erstes Endlager in einer flachlagernden Salzformation. Dort werden vor allem sogenannten Transuranabfälle aus militärischen Anwendungen entsorgt. In Deutschland werden solche Salzformationen bereits für die Untertagedeponierung chemisch-toxischer Abfälle genutzt.

Forscherinnen und Forscher der GRS, der BGE Technology, der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und des Instituts für Gebirgsmechanik (IfG) Leipzig haben jetzt zum ersten Mal ein standortunabhängiges Konzept für eine Endlagerung in flachlagernden Salzformationen entwickelt. Die Ergebnisse können sich sehen lassen: Sie bilden die sicherheitstechnische Grundlage für den Vergleich von Endlagern in unterschiedlichen geologischen Formationen. Flachlagernde Salzformationen können somit bei der Auswahl eines Endlagerstandorts mitberücksichtigt werden.

Wie gingen die Forscherinnen und Forscher vor?

In einem ersten Schritt entwickelten die Fachleute zunächst ein prototypisches Modell einer flachlagernden Salzformation, wie sie in Deutschland vorkommen könnte. Weiterhin wurde ein Endlager für diesen Standort konzipiert. Für das Modell entwickelten sie ein Sicherheitskonzept für ein Endlager in solchen Formationen.

In einem zweiten Schritt führten die Projektteilnehmer Modellrechnungen zu möglichen Freisetzungen radioaktiver Stoffe aus dem Endlager durch. Dabei kam die Simulations-Software RepoTREND zum Einsatz,
die die GRS entwickelt hat. Drei Arten von Einlagerungen und zwei Arten von Lagerbehältern wurden hier berücksichtigt:

  • die Streckenlagerung in sogenannten POLLUX-Behältern
  • die Lagerung in horizontalen Bohrlöchern in Kokillen
  • die Lagerung in vertikalen Bohrlöchern in Kokillen

Als dritten und letzten Schritt bewerteten die Forscherinnen und Forscher auf der Grundlage der Ergebnisse, in welchem Ausmaß es nach einer Freisetzung radioaktiver Stoffe aus den Abfallbehältern zu radiologisch relevanten Auswirkungen in der Biosphäre kommen kann.

Zu welchen Ergebnissen kam die Studie?

Die Ergebnisse für die betrachteten Szenarien zeigten, dass die Freisetzungen bzw. die daraus resultierenden radiologischen Auswirkungen für die im Modell unterstellten Bedingungen weit unterhalb radiologisch bedeutsamer Werte lagen. Dies bedeutet, dass bei den untersuchten Szenarien für flachlagernde Salzformationen die angesetzten Sicherheitskriterien für Endlager eingehalten werden können. Der Vergleich mit ähnlichen Studien in Salzstöcken zeigt, dass das Sicherheitsniveau von fachlagernden Formationen dem von Salzstöcken entspricht.

Die detaillierten Ergebnisse des Projekts sind in dem Bericht „Bewertung der Wirksamkeit des Radionuklideinschlusses für ein Endlager in flach lagernden Salzformationen“ zusammengetragen.

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