(GRS-854) Project SIRUB – Sicherheitsrelevante Untersuchungen an Bentonit / Safety-relevant investigations on bentonite

Förderkennzeichen 02E11880

Der Bericht behandelt verschiedene Fragestellungen zur Wiederaufsättigung von kompaktiertem Bentonit, der als Bestandteil technischer Barrieren in tiefen geologischen Endlagern eingesetzt werden soll. Untersucht wurden unter anderem die Entstehung der hoch aufgesättigten Zone am Wasser-Bentonit Kontakt, das Quellverhalten in begrenzte Hohlräume sowie die Restporosität nach längerer Aufsättigung über Dampf und flüssiges Wasser.  

Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Entwicklung neuer Untersuchungsmethoden. Hierzu zählen insbesondere optische und infrarotbasierte Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung der Wassergehaltsverteilung entlang von teilgesättigten Bentonitproben. Ferner wurde ein Arbeitsablauf realisiert, der mit hochaufgelösten 3D-Scans von realen Kluftoberflächen beginnt und durch 3D-Druck transparenter Replikas eine direkte Beobachtung hydraulischer Vorgänge in einer Kluft ermöglicht. Darüber hinaus wurde ein numerisches Modell zur Simulation der Bentonitaufsättigung um die Möglichkeit erweitert, einen begrenzten Wasserzufluss zu berücksichtigen. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf Simulationen zu speziellen Fragestellungen bei Grundwasserströmung und Nuklidtransport, insbesondere im Kluftgestein, im ungesättigten Bereich und unter Beteiligung von Kolloiden.

Die Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse zum Wasseraufnahme- und Quellverhalten von kompaktiertem Bentonit. Zugleich werden Möglichkeiten und Grenzen der erprobten Messverfahren aufgezeigt. Die Untersuchungen tragen dazu bei, Prozesse bei der Wiederaufsättigung technischer Barrieren besser zu verstehen und ihre Modellierung weiter zu entwickeln. Zudem konnten neue Features in der Modellierung des Nuklidtransportes erfolgreich getestet werden.