Neuer Bericht zu In-situ-Endlagerforschung der GRS im Untertagelabor veröffentlicht

Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse der In-situ-Forschungsarbeit der GRS im schweizerischen Felslabor Mont Terri im Zeitraum zwischen 2014 und 2019 vor. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler lieferten mit ihren Modellrechnungen Erkenntnisse zum hydromechanischen Verhalten und zur Charakterisierung des dort vorhandenen Opalinustons. Außerdem nahmen sie an zwei großmaßstäblichen Simulationsexperimenten zur Wärmeausbreitung teil.

Die geometrische Struktur des Felslabors Mont Terri, dargestellt im virtuellen Untertagelabor Virtus

Beim HE-E-Experiment wird im Maßstab 1:2 untersucht, wie sich ein Endlager im Tonstein unmittelbar nach der Abfalleinbringung verhält. Um zu ermitteln, wie sich die von wärmeentwickelnden radioaktiven Abfällen ausgehende Wärme im Endlager ausbreitet und wie Tonstein (Wirtsgestein) und Bentonit (Buffer) darauf reagieren, bedient man sich großer elektrischer Wärmequellen, sogenannter „heater“, die das umliegende Gestein aufheizen.

Das FE-Experiment geht im Maßstab 1:1 noch eine Größenordnung höher. Auch hier werden praktische Erfahrungen gesammelt, indem die Wärmeausbreitung hochaktiver Abfälle simuliert und ihr Einfluss auf Buffer und Wirtsgestein gemessen wird.

Veranschaulichung und Interpretation der beiden großmaßstäblichen Experimente sind jedoch mit großen Herausforderungen verbunden. Die GRS trägt u. a. mit dem virtuellen Untertagelabor Virtus zu deren Bewältigung bei. Erste orientierende Modellrechnungen wurden bereits durchgeführt, weitere Fortschritte werden erwartet.

Experimente zu hydromechanischem Verhalten und Charakterisierung des Opalinustons

Beim DB-Experiment konnte mittels einer Kernbohrung durch die gesamte Tonformation eine große Datenmenge zum ungestörten Opalinuston gewonnen werden. In Zusammenarbeit mit weiteren Projektpartnern wurden somit repräsentative petrophysikalische Daten sowie Temperatur- und Druckprofile ermittelt, die frühere Annahmen bestätigen konnten. Die Daten liefern außerdem Anfangs- und Randbedingungen für Modellrechnungen.

Mit Virtus kann man einen dreidimensionalen Blick in Mont Terri werfen. Die Simulation wird auf Grundlage von 3-D-Laserscans erstellt, was eine sehr realitätsnahe Abbildung ermöglicht

Das hydromechanische Verhalten des Opalinustons wurde gleich in mehreren Experimenten untersucht. So zeigten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der GRS durch das DM-A-Experiment, dass Porendruckänderungen im Gebirge nur eine untergeordnete Rolle bei der Langzeitverformung spielen. Ob tatsächliches Kriechen, also viskoses Verhalten, relevant ist oder nicht, konnte hingegen noch nicht zweifelsfrei ermittelt werden. Auch beim MB-A-Experiment arbeitete das GRS-Team eng mit Projektpartnern zusammen: Dabei konnten wertvolle Datensätze zum hydromechanischen Verhalten der sandigen Fazies des Opalinustons gewonnen werden, darunter Daten zu Spannungsentwicklung, Verformung und Porendruckentwicklung.