Forschungsprojekte zur Endlagersicherheit

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1 Forschungsprojekte zur Endlagersicherheit Jörg Mönig Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) ggmbh Theodor-Heuss-Str. 4, Braunschweig Endlagerforschung in Deutschland Berlin, 13. März 2019

2 Endlagersystem Quelle Nagra NTB Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 2

3 Endlagersystem großskaliges System ( km 3 ) geologische und technische Elemente heterogen, räumlich variabel und zeitlich veränderlich viele Einzelprozesse mit komplexen Kopplungen lange Betrachtungszeiten ( 1 Mio. Jahre) Quelle Nagra NTB vielfältige Ungewissheiten zukünftige Entwicklung Daten und Parameter Rechenmodelle Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 3

4 Sicherheitsbetrachtungen betreffen das gesamte System Quelle: Nagra NTB Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 4

5 Zielsetzung der Endlagerung im tiefen Untergrund Biosphäre Deckgebirge Ziel ist der sichere Einschluss der Abfälle am Ort der Einlagerung im Nachweiszeitraum ewg = einschlusswirksamer Gebirgsbereich Bei Endlager im Kristallingestein auch alternatives Konzept möglich (höhere Anforderungen an die Langzeitintegrität der Endlagerbehälter) Schachtverschluss Streckenverschluss ewg Wirtsgestein Lagerung der Abfallbehälter in vertikalen Bohrlöchern Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 5

6 Sicherheitskonzept Aktuelle Forschungsthemen (1) Entwicklung von Sicherheits- und Nachweiskonzepten für alle in Deutschland in Frage kommenden Wirtsgesteine gesetzliche und regulatorische Anforderungen Verständnis der Endlagerprozesse geologische bzw. Standortinformationen Leitgedanken Grundanforderung A Grundanforderung B Grundanforderung C Zielsetzungen Zielsetzungen Zielsetzungen technische Maßnahmen technische Maßnahmen technische Maßnahmen Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 6

7 Langzeitsicherheitsnachweis für ein Endlager Zentrale Elemente Nachweis der Integrität (der geologischen bzw. technischen Barriere) (Integrität = Vorliegen/Erhalt der einschlusswirksamen Eigenschaften einer Barriere) Nachweis der radiologischen Sicherheit (Betrachtungsort ist die Biosphäre) Nachweis des Kritikalitätsausschlusses Quelle: F&E-Vorhaben AnSichT (BGR, DBE TEC, GRS); GRS-338, 2014 Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 7

8 Aktuelle Forschungsthemen (2) Langfristverhalten der geologischen Barriere Berücksichtigung der Störungen durch das Endlagerbergwerk und die Abfälle Berücksichtigung der geologischen Prozesse und klimatischen Entwicklungen Integritätsbewertung der geologischen Barriere anhand spezifischer Kriterien Endlager im Steinsalz Dilatanzkriterium (links) Fluiddruckkriterium (unten) Quelle: F&E-Vorhaben KOSINA (BGR, DBE Tec, GRS, IfG); BGR 9Y , 2018 Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 8

9 Aktuelle Forschungsthemen (2) Langfristverhalten der geologischen Barriere Berücksichtigung der Störungen durch das Endlagerbergwerk und die Abfälle Berücksichtigung der geologischen Prozesse und klimatischen Entwicklungen Integritätsbewertung der geologischen Barriere anhand spezifischer Kriterien Endlager im Steinsalz Endlager im Tongestein Quelle: F&E-Vorhaben KOSINA (BGR, DBE Tec, GRS, IfG); BGR 9Y , 2018 Quelle: F&E-Vorhaben AnSichT (BGR, DBE TEC, GRS); GRS-338, 2014 Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 9

10 Aktuelle Forschungsthemen (3) Langfristverhalten der technischen Barrieren (Endlagerbehälter) Korrosion der Endlagerbehälter, Korrosionsprodukte, Prozesskinetik Mobilisierung der Radionuklide aus den Abfallmatrices (Brennstoffmatrix, Strukturteile der Brennelemente, Glasmatrix) Langfristentwicklung der geotechnischen Barrieren Veränderungen der Dichtwirkung von Schacht- und Streckenverschlüssen Korrosion der Baustoffe EDZ-Entwicklung im Bereich des Verschlussbauwerks / Umläufigkeiten Veränderungen von Buffer- und Versatzmaterialien Umwandlung von Bentoniten (relevant für Endlager im Ton-/Kristallingestein) Kompaktion von Salzgrus (relevant für Endlager im Salzgestein) Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 10

11 Aktuelle Forschungsthemen (4) Schadstofftransportmodellierung im gesamten Endlagersystem, u.a. Berücksichtigung der zeitlich und räumlich variablen Sorption im Deckgebirge (K d -Werte) in Abhängigkeit variierender chemischer Bedingungen aufgrund klimatischer Änderungen Annahmen für Modellierung der Grundwasserströmung: Heutiges Klima / zukünftiges konstantes Klima Meerwasser-Überflutung Quelle: GRS-297, 2012 Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 11

12 Anwendungsbezogene standortunabhängige F&E-Arbeiten Forschungsprojekte der GRS zur Endlagersicherheit - Symposium Endlagerforschung in Deutschland, DVGeo, Berlin Mönig 12