Risikobewertung von Salzstöcken als Endlagerstätte für nukleare Abfälle

M.Sc. Jonas Suilmann, Prof. Dr. Thomas Graf

Die Endlagerung radioaktiver Abfälle in tiefen geologischen Formationen zielt darauf ab, die langfristige Isolierung der Abfälle von der Biosphäre zu gewährleisten. Für die Langzeitsicherheitsbewertung der Endlager wird eine Sicherheitszeitspanne von 1 Million Jahren zugrunde gelegt. Die Endlagerung radioaktiver Abfälle muss deshalb in geologisch stabilen Regionen erfolgen, wofür in Norddeutschland u.a. Salzformationen in Frage kommen.

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Plattform zur probabilistischen Bewertung von ungewollten Austritten radioaktiver Stoffe in Verbindung mit tiefen Endlagern. Diese Plattform wird aus den folgenden Komponenten bestehen:

numerische Modellierumgebung zur Simulation komplexer Strömungs- und Transportprozesse;
probabilistischer Rahmenplan inkl. Enhanced Bayesian networks

Entwickelt und angewandt wird diese Plattform am Beispiel von Salzformationen in steiler Lagerung (Salzstöcke), die bei der Suche nach Endlagern prinzipiell eine Option darstellen. Zur Beurteilung der Ungewissheit tiefer Endlager sind bei der Modellierung die folgenden Prozesse relevant und sollen hier in die probabilistische Bewertung eingehen:

Dichte-getriebene (thermohaline) Strömung,
Wärmetransport,
Transport von gelöstem Salz und von Radionukliden,
geklüftet-poröse Gesteine.

Zur Beurteilung der Eignung möglicher Endlagerstätten spielt auch das Grundwasseralter eine Rolle, welches auch simuliert werden soll. Da die genauen Gesteinsparameter (e.g. Lage der Klüfte, Durchlässigkeiten) und Randbedingungen unbekannt sind, geht diese Unsicherheit in die Erstellung der probabilistischen Bewertungsplattform ein. Als Endprodukt soll dem Entscheidungsträger ein risiko-informiertes Werkzeug zur Verfügung stehen.

Das Projekt wird von zwei Projektpartnern bearbeitet: Institut für Risiko und Zuverlässigkeit (IRZ) (https://www.irz.uni-hannover.de/de/forschung/forschungsprojekte/forschungsprojekte-detailansicht/projects/risk-based-assessment-of-salt-domes-as-disposal-sites-for-nuclear-waste-radon) und Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen (ISU) der Leibniz Universität Hannover (LUH). Das IRZ entwickelt den probabilistischen Rahmenplan, und das ISU führt die numerischen Simulationen aus.

Das Projekt ist Teil des Forschungsclusters "Ungewissheiten und Robustheit mit Blick auf die Sicherheit eines Endlagers für hoch-radioaktive Abfälle" (https://urs.ifgt.tu-freiberg.de/de/home), das von der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) finanziert wird.