(GRS 426) Auswahl eines Ansatzes zur Bestimmung der Dichte in hochsalinaren Lösungen

Die Modellierung dichtegetriebener Strömung ist nicht nur bei der Grundwassergewinnung in Küstenbereichen oder geothermischen Fragestellungen von Bedeutung, sondern stellt auch einen wichtigen Bestandteil der Langzeitsicherheitsanalyse für Endlager radioaktiver und auch chemisch-toxischer Abfälle dar /HER 88/, /LEI 92/, /FEI 99/, /JAV 00/. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit ist Salzgestein als Wirtsgestein für Endlager für wärmeentwickelnde hochradioaktive Abfälle attraktiv. Für einen Endlagerstandort im Salzgestein ist es erforderlich, den Einfluss von Dichtevariationen auf die Fließprozesse im Deckgebirge und daraus resultierend die Verbreitung von löslichen radioaktiven Stoffen zuverlässig bewerten zu können /HER 97/, /JAV 00/, /SCH 04/. Vielfach sind Strömungs- und Transportprogramme nicht für hochsalinare Lösungen ausgelegt und Modifizierungen erforderlich. Die derzeit verwendeten Methoden zur Dichtebestimmung in Modellierprogrammen beziehen sich auf die Gesamtkonzentration der Lösung und lassen die chemische Lösungszusammensetzungen und damit die ionischen Wechselwirkungen unbeachtet /HAS 88/, /LEI 92/, /PRU 99/. Es finden dabei der sogenannte konstante, lineare, realistische oder idealisierte Ansatz Anwendung. Um die Genauigkeit der Simulationen zu verbessern, muss die Abhängigkeit der Dichte von der Lösungszusammensetzung in die Berechnungen miteinfließen. Dies kann mit verschiedenen Rechenansätzen erfolgen. Im vorliegenden Bericht wird der Stand der Forschung auf dem Gebiet der Berechnung der Dichte von hochsalinare Lösungen dargestellt und mit einem von der GRS entwickelten Ansatz verglichen. Das Ziel dieser Arbeiten ist es, einen geeigneten Ansatz zur Implementierung in ein von der GRS verwendetes Strömungs- und Transportprogramm zu finden.