GRS entwickelt Konzept für Sicherheitsnachweis für ein Endlager in Tonstein

04.05.2015

Mit der Endlagerung in tiefen geologischen Formationen soll radioaktiver Abfall für sehr lange Zeiträume von der Biosphäre und vom Menschen isoliert werden. Ob ein Endlagerstandort die dafür notwendigen Voraussetzungen erfüllt, muss in einem sogenannten Sicherheitsnachweis dargelegt werden. Dabei gilt es nachzuweisen, dass die Radionuklide in einem Endlager zurückgehalten werden.

In einem Sicherheitsnachweis werden unterschiedliche Szenarien betrachtet, die mögliche zukünftige Entwicklungen des Endlagersystems abbilden. Welche Auswirkungen natürliche Entwicklungen, wie beispielsweise Eiszeiten, auf das Endlager haben wird ebenso in die Überlegungen miteinbezogen wie mögliche Störfälle. Der Sicherheitsnachweis ist damit der wesentliche Bestandteil des Genehmigungsverfahrens für ein Endlager.

Projekt AnSichT
Die GRS entwickelt derzeit in dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Projekt AnSichT gemeinsam mit der DBE Technology GmbH und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) ein Sicherheits- und Nachweiskonzept für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle in Tonstein (Langtitel: „Methodik und Anwendungsbezug eines Sicherheits- und Nachweiskonzeptes für ein Endlager für wärmeentwickelnde Abfälle im Tonstein).

Abbildung 1: Tonsteinprobe, in der ein Fossil über 180 Millionen Jahre vor äußeren Einflüssen geschützt und erhalten wurde (Foto: GRS)Tonstein ist neben Steinsalz und Granit eines der drei Wirtsgesteine, die für ein Endlager in Deutschland in Betracht gezogen werden. Tonstein zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass Radionuklide an ihm haften bleiben. Fachleute sprechen dabei von Sorption, die auf die elektrisch geladenen Oberflächen der Tonminerale zurückzuführen ist.

Die Forscher beziehen im Projekt AnSichT aktuelle Endlager- und Verschlusskonzepte, gesetzliche und geologische Randbedingungen sowie mögliche zukünftige Entwicklungen des Endlagersystems mit ein. Dabei wird der Kenntnisstand zugrunde gelegt, der im Zuge vorangegangener Forschungsvorhaben zu Endlagern in Tonstein erarbeitet wurde.

Langzeitsicherheitsanalyse als wichtiges Werkzeug für den Sicherheitsnachweis
Die Langzeitsicherheitsanalyse ist eine wichtige Komponente des Sicherheitsnachweises. Sie kann zusätzlich auch zur Unterstützung bei der Standortauswahl, zur Steuerung der Standorterkundung oder zur Optimierung der technischen Endlagerkonzepte herangezogen werden.

Abbildung 2: Arbeiten im Untertagelabor Mont Terri (Foto: Mont Terri Projekt, swisstopo) Der erste Schritt der Langzeitsicherheitsanalyse ist das Erstellen eines sogenannten FEP-Katalogs (FEP = Features, Events and Processes). Der FEP-Katalog enthält alle für die Entwicklung des Endlagersystems relevanten Eigenschaften, Ereignisse und Prozesse. Hierzu zählen mögliche klimatische Entwicklungen (z. B. Eiszeiten) genauso wie Daten über die Zersetzung der Abfälle und deren Wechselwirkung mit dem umliegenden Gestein. Ein Ziel des Projekts ist es, die Prozesse zu selektieren, die für einen generischen Tonsteinstandort relevant sind. Zur Beschreibung der Prozesse wird sowohl der Stand von Wissenschaft und Forschung herangezogen als auch die Untersuchungsergebnisse, die in Untertagelabors wie Bure (Frankreich) oder Mont Terri (Schweiz) gewonnen wurden.

Entwicklung von Szenarien für Prozesse in Endlagern
Der FEP-Katalog bildet die Grundlage für die Entwicklung von möglichen Szenarien für ein Endlager in Tonstein. Diese Szenarien werden in Modelle umgesetzt. Die Modelle bilden wiederum die Grundlage für die Entwicklung von Simulationssoftware, mit der sich Prognosen über das Verhalten des Endlagers rechnerisch bestimmen lassen. Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts ist es herauszuarbeiten, an welchen Stellen der Nachweisführung die größten Ungewissheiten bestehen und in welchen Bereichen in Zukunft weitere Forschungsarbeiten notwendig sind.

Das Projekt AnSichT läuft bis Mitte 2016. Die Ergebnisse werden in einer Reihe von Berichten der drei beteiligten Partnerorganisationen veröffentlicht. Von der GRS liegt derzeit bereits der Bericht zum Sicherheitskonzept und der Nachweisstrategie vor.

 

Weitere Informationen
BMUB-Papier zu Sicherheitsanforderungen an die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle  
Kommission Lagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe gemäß § 3 Standortauswahlgesetz
Forschungsbericht des Projektträgers Karlsruhe (mehr zu AnSichT ab S. 76)