(GRS 521) THM-Prozessentwicklung von Tonstein unter Endlagerbedingungen

Autor: 
G. Frieling, J. Eckel, H. Seher
Jahr: 
2019

Tonstein wird neben Salz- und Kristallingestein als potentiell geeignetes Wirtsgestein zur Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle in Deutschland in Betracht gezogen. Zudem wird Tonstein als Material zur Erstellung geotechnischer Barrieren verwendet. Im Allgemeinen soll Tonstein die Isolation schadstoffbelasteter Fluide durch seine günstigen abdichtenden Materialeigenschaften im Endlager gewährleisten. Diese günstigen Materialeigenschaften können durch Prozesse in der Betriebs- (z. B. Auffahren der Grubenhohlräume) und Nachbetriebsphase bzw. nach Verschluss des Endlagers (z. B. thermischer Eintrag durch die Abfallgebinde) beeinflusst werden.

Die vorliegende Arbeit gibt zunächst eine Übersicht über das Prozessverhalten von Ton/Tonstein aus gebirgsmechanischer und endlagerrelevanter Sicht. Hierbei soll die theoretische Basis aufgezeigt werden, welche Prozesse im Ton/Tonstein in der Betriebs- und Nachbetriebsphase aus integritätsrelevanter Sicht ablaufen.

Diese Sachstandserhebung dient insbesondere zum Verständnis des komplexen hydraulisch-mechanischen Materialverhaltens von Tonstein. Aufbauend auf diesem Verständnis wird untersucht, welche Stoffmodelle geeignet sind das komplexe hydraulisch-mechanische Materialverhalten abzubilden. Die Erstellung solcher Stoffmodelle und deren geeignete Parametrisierung, stellt eine große Herausforderung zum Nachweis der Langzeitsicherheit insbesondere in der Nachverschlussphase eines Endlagers für wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle im Tonstein dar.