Forschungsbedarfe für die Standortsuche
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- Wilhelm Berg
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1 Forschungsbedarfe für die Standortsuche - der Blick der Regulierungsbehörde - Dr. Axel Liebscher Leiter Fachgebiet Forschung bezüglich Standortauswahl und Öffentlichkeitsbeteiligung; Forschung nukleare Entsorgung/kerntechnische Sicherheit (übergreifende Themen) Endlagerung in Deutschland: Rahmenbedingungen und Forschungsbedarf 12. Oktober 2018, Berlin
2 Die Rolle des BfE als Regulierungsbehörde Ablauf des Standortauswahlverfahrens PHASE 1 Identifizierung möglicher Standortregionen PHASE 2 übertägige Erkundung PHASE 3 untertägige Erkundung und Standortentscheidung Vorschlag: übertägige Erkundung Erkundungsprogramme Vorschlag: untertägige Erkundung Erkundungsprogramme Öffentlichkeitsbeteiligung prüft Vorschlag legt Erkundungsprogramme fest prüft Vorschlag legt Erkundungsprogramme fest begründeter Standortvorschlag Ressortforschung zur Erfüllung seiner Aufgaben zu den Themen Standortauswahlverfahren und Endlagersicherheit, Öffentlichkeitsbeteiligung, Zwischenlagerung / Transporte sowie kerntechnische Sicherheit transparente, zielorientierte Entscheidungen auf der Grundlage des aktuellen Standes von Wissenschaft und Technik Standortauswahlverfahren/Aufgaben setzen zeitlichen Rahmen für Forschung
3 Technisch-naturwissenschaftliche Herausforderungen Kristallingestein Tongestein Steinsalz (Quelle: ESK) ewg? technische und geotechnische Barriere (Quelle: ANDRA) ewg geotechnische und geologische Barriere (Quelle: GRS) ewg geotechnische und geologische Barriere Generische Sicherheits- und Endlagerkonzepte grundsätzlich für alle drei Wirtsgesteine vorhanden, aber: welche Kriterien, Anforderungen und Indikatoren erlauben einen sicherheitsgerichteten Vergleich unterschiedlicher wirtsgesteinsspezifischer Charakteristika und Sicherheitskonzepte? Umgang mit Ungewissheiten aufgrund unterschiedlicher Datenverfügbarkeiten, -qualitäten und vergleichbarkeiten Entwicklung der Datenverfügbarkeit, -menge und qualität während des Verfahrens
4 Sozialwissenschaftlich-gesellschaftliche Herausforderungen Öffentlichkeitsbeteiligung unabdingbare Voraussetzung für die gesamtgesellschaftliche Akzeptanz des Verfahrens und Tolerierung der Entscheidung in der betroffenen Region Anspruch, umfassend, verständlich und adressatenorientiert zu informieren, um die Möglichkeit und die Bereitschaft der Bürgerinnen und Bürger zum Dialog und zur Teilhabe zu fördern Beteiligungsbereitschaft der Öffentlichkeit über einen langen Zeitraum sicherstellen Einbindung der jungen Generation in das Standortauswahlverfahren generationenübergreifender Prozess für die Endlagerung relevante Daten und Dokumente dauerhaft aufbewahren und Verfügbarkeit und Lesbarkeit über sehr lange Zeiträume gewährleisten Strategien und Prozesse zum Umgang mit heute bereits bekannten aber auch mit zukünftig zu erwartenden Ungewissheiten entwickeln
5 Forschungsstrategie und Forschungsagenda Warum und wie das BfE forscht Priorisierung von Forschungsvorhaben Reaktorsicherheit Zwischenlager und Transporte Endlagerstandort mit der bestmöglichen Sicherheit Übergreifende und methodische Fragestellungen dreistufige Forschungsplanung Strategie ~ 10 Jahre Agenda 2-4 Jahre Plan jährlich Präsentation und Diskussion auf BfE Statuskonferenz Endlagerung 8./9. November, Urania/Berlin Online-Konsultation für Nov./Dez. geplant
6 Endlagerstandort mit bestmöglicher Sicherheit Forschungsbedarfe aus Sicht des BfE zu betrachtende Themenkomplexe im Bereich der Forschung orientieren sich an den Inhalten des Safety Case Umsetzung des Standortauswahlverfahrens Anforderungen und Kriterien des StandAG Methoden zur Erkundung, Untersuchung und Auswertung Prozessverständnis und naturwissenschaftliche Zusammenhänge Sicherheitskonzepte und Bewertungsmethoden Szenarienentwicklung Sicherheitsbetrachtungen Nachweisführung für die technische Machbarkeit von Endlagerkomponenten Bewertungsmaßstäbe und Vergleichsmöglichkeiten
7 Prozessverständnis und naturwissenschaftliche Zusammenhänge lokales/regionales Spannungsfeld, tektonische Ereignisse, Vereisungen Nahfeld Fernfeld (Quelle: icross) Rückhaltung/Migration Radionuklide, Fluidwegsamkeit, Deformation Bewertung der Langzeitsicherheit erfordert fundiertes, skalenübergreifendes wirtsgesteinsspezifisches Prozessverständnis im Nah- und Fernfeld (Weiter-)Entwicklung und Überprüfung bestehender gekoppelter numerischer THMC/B Modelle bzw. Modellierungsansätze für eine Bewertung der Prozesse auf verschiedenen Skalen - Benchmarks Quantifizierung der Unsicherheiten / Methodik zum Umgang mit Unsicherheiten im Rahmen von Modellierungen deterministisch, probabilistisch
8 Prozessverständnis und naturwissenschaftliche Zusammenhänge Verhalten unterschiedlicher Abfallklassen (z.b. Brennstäbe, verglaste Abfälle) unter Endlager-Bedingungen, Freisetzungsverhalten der Radionuklide belastbare experimentelle Daten in den zu betrachtenden Szenarien Überführung experimenteller Daten in intern-konsistente thermodynamische Datenbasen Retentions-/Transportmechanismen von Radionukliden (z.b. Sorption von Radionukliden an den unterschiedlichen Barrieren eines Endlagers, Kolloidbildung und-stabilität) rheologische Stoffgesetze Korrosions-/Alterationsverhalten technischer und geotechnischer Materialien Annahmen/Vereinfachungen/Konservativitäten sollten idealerweise aufgrund von Prozessverständnis und nicht aufgrund fehlenden Prozessverständnisses eingeführt werden
9 Forschungsvorhaben PeTroS Überprüfung des perkolationsgetriebenen Transports von Fluiden im Wirtsgestein Steinsalz unter relevanten Bedingungen für ein Endlager Druck [MPa] Tiefe [km] Fluidwegsamkeit auch unterhalb des Minimalspannungskriteriums möglich? (Ghanbarzadeh et al. 2015) Temperatur [ C] (nach Lewis & Holness 1996) Review & Bewertung (Quelle: PeTroS 2018) Experimente unter Endlager relevanten P-T Bedingungen mit N 2 und gesättigter NaCl- Lösung
10 Natürliche Analoga spezifische geowissenschaftliche Expertise überbrücken die räumlich-zeitliche Lücke in der Bewertung von Langzeitsicherheit Kiggavik U-Lagerstätte worst-case Szenarium Cigar Lake U-Lagerstätte best-case Szenarium (nach Zerff 2013) (Quelle: Canadian Press) gestörte Metasedimente oberflächennah Oxidations- und Mobilisierungsprozesse [Cramer & Smellie 1994] in-situ Untersuchung von Prozessen als f(t) Validierung von THMC-Modellierungen (Quelle: Idemitsu Ltd.) Sedimente realistische Teufe Radionuklidrückhaltung in geologischer Barriere
11 Sichere Entsorgung hochradioaktiver Abfälle technisch-naturwissenschaftliche und sozialwissenschaftlichgesellschaftliche Herausforderung ein umfassendes, fundiertes Prozessverständnis ist keine hinreichende, wohl aber eine notwendige Bedingung für eine erfolgreiche Umsetzung des Standortauswahlverfahrens = originär geowissenschaftliche Aufgabe es ist nicht nur wichtig, dass und was geforscht wird sondern auch wann geforscht wird/ergebnisse vorliegen
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