(GRS-890) Application of Climate Modelling to Assess the Robustness of Safety Statements and Scenario Uncertainties for the Disposal of High-Level Radioactive Waste

Projektkürzel STAFuE-21-4-Klei

Der Abschlussbericht fasst die Ergebnisse des Projekts REDUKLIM zusammen, das den Einfluss zukünftiger Klimaentwicklungen auf die Langzeitsicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle untersucht. Ziel war es, Unsicherheiten in der Sicherheitsbewertung zu identifizieren und zu reduzieren, indem globale Klimamodelle, regionale Grundwassermodelle und Sensitivitätsanalysen kombiniert wurden.

Schwerpunkte des Projekts:

• Klimamodellierung: Mit dem Erdsystemmodell CLIMBER-X wurden Szenarien für die nächsten 1 Mio. Jahre berechnet. Dabei wurden natürliche Entwicklungen und anthropogene Emissionsszenarien berücksichtigt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass mittlere Emissionsszenarien den Beginn der nächsten Glazial auf etwa 100.000 Jahre verzögern könnten, während hohe kumulative CO2-Emissionen diese um nahezu 200.000 Jahre verzögern könnten.
• Auswirkungen auf die Biosphäre: Klimatische Bedingungen beeinflussen maßgeblich den landwirtschaftlichen Bewässerungsbedarf und damit die mittlere zusätzliche effektive Jahresdosis einer repräsentativen Person der Bevölkerung. Wärmere Szenarien erhöhen die Bewässerungsdefizite und potenzielle Strahlendosen, während kältere Szenarien die Strahlenexposition deutlich verringern.
• Ableitung von Klimazuständen: Aus den Modellierungen wurden stilisierte Klimazustände (Permafrost, Vergletscherung, Meeresspiegelanstieg, Erosion) für die Sicherheitsanalyse abgeleitet.
• Numerische Grundwassermodelle: Simulationen über 1 Mio. Jahre zeigen, dass Vergletscherungen den hydraulischen Gradienten und damit den Transport aus dem Wirtsgestein erhöhen können. Die Klimazustände Meeresspiegelanstieg und Permafrost zeigen vernachlässigbar geringe Effekte auf den Radionuklidaustrag aus dem Wirtsgestein.
• Sensitivitätsanalyse: Den größten Einfluss auf den Radionuklidtransport aus dem Wirtsgestein haben Sorptions- und Diffusionskoeffizienten. Der Einfluss der Klimazustände ist gegenüber den Parameterungewissheiten in Bezug auf den Radionuklidaustrag gering.

Klimatische Entwicklungen sind für die Langzeitsicherheit relevant, aber ihre Auswirkungen auf den Radionuklidtransport sind geringer als die Parameterunsicherheiten im Wirtsgestein. Die Ergebnisse unterstützen die Standortauswahl, indem sie zukünftige Klimaentwicklungen und deren Einfluss auf die Sicherheitsnachweise quantifizieren. Sensitivitätsanalysen zeigten sich als ein wirksames Instrument zur Bewertung von Unsicherheiten und zur Priorisierung weiterer Forschung in Bezug auf bestimmte Parameter im Wirtsgestein.