European Joint Programme (EJP) – EURAD
Land / Region: Europa
Projektanfang: 01.07.2019
Projektende: 30.06.2024
Projektstand: 15.03.2024
Gasinjektionstests (Popp et al. 2007): Experimenteller Aufbau, Finite-Elemente-Netz und erste Modellierungsergebnisse
Quelle: BGR
Bei der Endlagerung radioaktiver Abfälle in tiefen geologischen Formationen treten über lange Zeiträume thermisch-hydraulisch-mechanisch-gekoppelte Prozesse und Wechselwirkungen auf. So entsteht durch die Korrosion der eingebrachten Materialien und durch Radiolyse des Formationswassers Wasserstoffgas im Endlager, welches – angetrieben durch seine geringere Dichte und von Gasüberdrücken – durch geotechnische und geologische Barrieren migrieren kann. Zudem können durch die Wärmeentwicklung radioaktiver Abfälle, besonders bei Temperaturen über 100 °C, im Tonstein und dem Bentonit der geotechnischen Barriere mineralogische Alterationsprozesse ausgelöst werden. Diese und weitere Prozesse können die Gesteinseigenschaften unter Umständen nachhaltig und nachteilig beeinflussen, zum Beispiel durch die Bildung von Mikrorissen und Fissuren oder die Vergrößerung des Porenraums. Um das Verständnis der Transportprozesse zu verbessern und numerische Modelle dieser Prozesse zu erarbeiten, bringt das EJP-EURAD-Projekt europaweit mehr als 50 Institutionen zusammen, darunter u. a.: Betreiber der Endlager radioaktiver Abfälle (Waste Management Organisations, WMO), Technische Beratungsinstitutionen (Technical Support Organisations, TSO) und Forschungseinrichtungen (Research Entities, RE). Die Leitung und Koordination des Projekts liegt dabei bei der französischen ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs).
Das Projekt EJP-EURAD beinhaltet diverse Arbeitspakete mit Fokus auf verschiedene Prozesse, von denen die BGR Pakete mit folgenden Arbeitszielen bearbeitet:
1) Arbeitspaket HITEC: Das Ziel dieses Arbeitspakets ist ein verbessertes Verständnis
a. des Einflusses hoher Temperaturen (>100 °C) auf geotechnische und mineralogische Eigenschaften verschiedener Bentonite und Tonsteine,
b. der stattfindenden Prozesse mit dem Ziel, die existierenden numerischen THMC-Modelle hinsichtlich höherer Temperaturen zu validieren,
c. der Veränderung der Transportprozesse von Gas und Lösungen durch die erhöhte Temperatur.
2) Arbeitspaket GAS: Das Ziel dieses Arbeitspakets ist ein verbessertes Verständnis
a. der Gastransportprozesse im Tonstein und Bentonit der geotechnischen und geologischen Barriere,
b. des Einflusses der Gastransportprozesse auf die Barrierenintegrität,
c. der Gasmigrationsprozesse auf Endlagerskala.
Um diese Forschungsziele zu erreichen, zeichnet sich das EJP-EURAD-Projekt besonders durch die enge europaweite Zusammenarbeit der einzelnen nationalen Institutionen aus. Eine weitere Besonderheit des Projekts liegt im engen Austausch der experimentellen und numerischen Forschungsgruppen. So wird eine optimale Abstimmung der Experimente an Gesteinsproben und numerischen Modellierungsmethoden erreicht. Die Fortschritte und Forschungsergebnisse werden dabei regelmäßig auf der Projektwebsite publiziert.
Innerhalb Deutschlands sind die Arbeiten der BGR eng mit den Partnern im „German Cluster“ abgestimmt, dem neben der BGR auch das UFZ (Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, Leipzig) und die BGE Technology GmbH (Tochter der Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH, Peine) angehören. Dabei werden die Arbeiten der BGR durch das Karlsruher Institut für Technologie koordniniert. Das EJP-EURAD-Projekt wird durch das European Grant Agreement No. 847593 gefördert.
Referenzen:
Xu, W.J., Shao, H., Hesser, J., Kolditz, O., (2014): Numerical modelling of moisture controlled laboratory swelling/shrinkage experiments on argillaceous rocks. Geological Society, London, Special Publications 400 , 359 - 366 (http://dx.doi.org/10.1144/SP400.29)
Projektbeiträge:
