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Mann liegt im Gras und arbeitet an einem Laptop
Endlagerung

THEREDA - Thermodynamische Referenzdatenbasis

Hauptziel von THEREDA ist die Erstellung einer umfassenden und konsistenten thermodynamischen Referenzdatenbasis für geochemische Modellrechnungen. Dabei fokussieren die Arbeiten auf die besonderen Bedingungen im Nahfeld eines Endlagers für radioaktive Abfälle in Deutschland.

Die Thermodynamische Referenzdatenbank (THEREDA) ist für geochemische Modelle im Zusammenhang mit einem Endlager für radioaktive Abfälle konzipiert. Der Schwerpunkt liegt auf der korrekten Berechnung der Löslichkeiten von Radionukliden, Spaltprodukten und Matrixelementen (Baumaterialien und Mineralphasen des umgebenden Wirtgesteins). Bei der Weiterentwicklung von THEREDA werden aber auch die Löslichkeiten von anderen, chemotoxisch relevanten Elementen berücksichtigt.

THEREDA fokussiert auf hoch salzhaltige wässrige Lösungen (Solen). Für das ozeanische Salzsystem ist THEREDA im Temperaturbereich von 0 bis 110 °C anwendbar, für einige Teilsysteme sogar darüber hinaus. Damit ist THEREDA die einzige Datenbasis der Welt, die das gesamte System der ozeanischen Salze, auch im sauren und alkalinen Bereich, polythermal abdeckt.

Ziele des Projekts

Um besser vergleichbare Ergebnisse zu generieren, wurde das Verbundprojekt THEREDA – Thermodynamische Referenzdatenbasis – 2006 ins Leben gerufen. Die thermodynamischen Daten erlauben Abschätzungen zur Löslichkeit von Schadstoffen und lassen damit Rückschlüsse auf ihre Mobilisierbarkeit zu.

Der THEREDA-Verbund

Das Projekt führt die GRS gemeinsam mit den wichtigsten Forschungsinstitutionen durch, die auf dem Gebiet der Endlagerung von radioaktiven und chemisch-toxischen Abfällen arbeiten. Neben der GRS sind beteiligt:

  • Institut für nukleare Entsorgung des Forschungszentrums Karlsruhe (KIT-INE)
  • Institut für Ressourcenökologie des Helmholtz Forschungszentrums Dresden-Rossendorf (HZDR-IRE)
  • Institut für Anorganische Chemie der Technischen Universität Bergakademie Freiberg (TU-BAF)
  • Labor für Endlagersicherheit des Bereichs Nukleare Entsorgung und Sicherheit des Schweizer Paul-Scherrer-Instituts (PSI-LES)
  • CSD INGENIEURE AG (Schweiz)

Gefördert wird das Projekt von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE). Das Projekt befindet sich mittlerweile in der fünften Phase, die im Jahr 2029 endet.

Bereitstellung, Nutzung und Beschaffenheit der Daten

Die thermodynamischen Daten werden von den Teilnehmern des Verbunds dezentral über das Internet eingegeben und gepflegt. Die Nutzer können die Daten ebenfalls über das Internet abrufen. Zum avisierten Kreis der Anwender gehören vor allem Ministerien, Betreiber von Endlagern, Universitäten und Forschungseinrichtungen sowie Kommunen, in denen Endlager gebaut oder geplant werden.

Der THEREDA-Verbund stellt online gebrauchsfertige Parameterdateien für zwei weit verbreitete Rechenprogramme zur Verfügung. Die Zuständigkeiten für die Daten orientieren sich dabei an den Kompetenzen der am Verbund beteiligten Institutionen.
THEREDA hat sich in den vergangenen Jahren in der internationalen Fachöffentlichkeit etabliert. Austausch besteht unter anderem mit den Sandia National Laboratories (SNL) und den Los Alamos National Laboratories (LANL).

Qualität und Herkunft der Daten

Neben der Förderung der Anwendbarkeit der Daten und des Kontakts zwischen Anwendern und Experten ist es ein besonderes Anliegen des Verbunds, die Herkunft der Daten zu dokumentieren. Darüber hinaus werden die Daten auf ihre Qualität geprüft und durchlaufen ein intern abgestimmtes Kontrollsystem.

Projekt-Highlights Endlagerung

Glaskokille
IONKA: Untersuchungen von Korrosionsprozessen bei der Endlagerung
2025 - 2029

Für die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle kommen in Deutschland die Wirtsgesteine Steinsalz, Tonstein und kristallines Gestein in Betracht. Während in Steinsalz ein dauerhaft trockener Einschluss erwartet wird, können in Ton- und Kristallingestein sogenannte Tiefenwässer – also salzhaltige Lösungen im Untergrund – an die Abfallbehälter gelangen. Dieser Prozess wird bei der Planung und Auslegung eines zukünftigen Endlagers berücksichtigt.

Endlagerung
Karlsruher Nuklidkarte
Einsatzgebiet Endlagerforschung: Open-Source-Code Radi berechnet Zerfallsketten radioaktiver Stoffe
2022 - 2023

Endlagerforschende zeichnen mit Simulationsprogrammen ein Bild der Zukunft eines Endlagersystems. Wie präzise und realitätsnah die Prognose ist, hängt ganz wesentlich von den verwendeten Eingabedaten für die Berechnungen ab. Der von der GRS entwickelte Simulationscode Radi berechnet die Zerfallsketten der radioaktiven Stoffe aus den eingelagerten Abfällen. Er beantwortet die Frage, wie viel 'Radioaktivität' nach einem bestimmten Zeitraum noch vorhanden ist und stellt somit die Grundlage für weitere Simulationen dar.

Endlagerung