Projektbeschreibung

Im September 2020 hat die Bundesgesellschaft für Endlagersuche (BGE) in einem Zwischenbericht Teilgebiete veröffentlicht und damit 54 % der Fläche Deutschland für den weiteren Suchprozess qualifiziert. Am 4. November 2024 hat die BGE erste vorläufige Arbeitsstände ihrer weiteren Einengungsarbeit für die Suche nach einem Endlagerstandort für hochradioaktive Abfälle veröffentlicht. Zur öffentlichen Darstellung der Arbeitsständen nutzt die BGE vier Gebietskategorien. Im Vergleich zu A- und B-Gebieten, die als potenziell geeignetere Endlagerstandorte gelten, sollen Gebiete der C- und D-Kategorie weniger erfolgsversprechend sein.

Nach dem Zwischenbericht Teilgebiete ist dies das erste Mal, dass durch die BGE eine Aussage zu den Teilgebietsflächen getroffen wird. Es ist daher zu vermuten, dass die Veröffentlichung der Arbeitsstände mit einer gestiegenen öffentlichen Aufmerksamkeit einhergeht und Bürger:innen in ihrer Wahrnehmung des Standortauswahlverfahrens beeinflusst.

Das Forschungsvorhaben „Auswirkungen der Veröffentlichung von Arbeitsständen der BGE auf individuelle Einstellungen zur Endlagersuche“ begleitet dieses bedeutende Ereignis in der Endlagersuche und untersucht die Wirkung der ersten Veröffentlichung von Arbeitsständen in einem Vorher-Nachher Vergleich. Dazu werden in einer repräsentativen Umfrage in einigen Teilgebieten Deutschlands vor und nach der Veröffentlichung der Arbeitsstände Befragte zu ihren Einstellungen, ihrem Wissen und ihren Meinungen zur Endlagersuche befragt. Das Forschungsprojekt wertet die erhobenen Umfragedaten aus, ordnet die Ergebnisse in wissenschaftliche Debatten und Studienergebnisse ein und veröffentlich zentrale Befunde in Form wissenschaftlicher Berichte.

Projektbeschreibung

Ziel des Vorhabens ist eine umfassende Darstellung und Bewertung des bestehenden
Regelwerks bezüglich der Einwirkungen Von Außen (EVA), insbesondere von Erdbeben, Tektonik und potenzieller Vergletscherung, mit Fokus auf den Bereich Endlager. Im Rahmen des Vorhabens sollen ggf. vorhandene, neue technische Entwicklungen, Vorkommnisse, etc. mit Relevanz für den Bereich Erdbeben und sonstige EVA bei Endlagern oder dazu ausgewählte Unterthemen identifiziert werden. Zudem soll erarbeitet werden, ob relevante, übertragbare Festlegungen aus anderen Bereichen – wie kerntechnische Anlagen oder Schachtanlagen - bestehen. Es soll bewertet werden, ob bestehende Regelungsinhalte mit Fokus auf das untergesetzliche Regelwerk zu überarbeiten, zu ergänzen oder weiterzuentwickeln sind. Die Betrachtung soll nationales wie internationales Regelwerk umfassen.

Projektbeschreibung

Zum 01. Juli 2019 ist das BASE dem Mont Terri Project beigetreten. Das Projekt wird in einem Untertagelabor im Schweizer Kanton Jura umgesetzt, das zu Forschungszwecken im Bereich der Endlagerung radioaktiver Stoffe im Tonstein eingerichtet wurde.

Im Tongestein des Mont Terri Project Felslabors wird unter anderem das „Bitumen-Nitrate-Clay interaction (BN) experiment“ durchgeführt. Im Mittelpunkt des Experiments steht das Reaktionsverhaltens und der Transport von Nitrat sowie organischen Bestandteilen, die in radioaktiven Abfällen enthalten sein können. Diese stammen z. B. aus der Zersetzung von Bitumen, das für die Fixierung radioaktiver Abfälle verwendet wurde. Untersucht werden die damit verbundenen biogeochemischen Auswirkungen auf das Nahfeld eines im Tongestein gelegenen Endlagers für radioaktive Abfälle. Hierzu gehört insbesondere der Einfluss oxidierender Komponenten auf das Reduktionsvermögen von Tonstein. Im Felslabor werden hierfür in einem Bohrloch Injektionen mit Zusätzen von Nitrat, Selenat und/oder Elektronendonatoren durchgeführt.

In diesem Kontext wird auch das Transportverhalten von redoxsensitiven (Radio-)Nukliden (aktuell am Beispiel inaktiver Selenverbindungen) sowie der Einfluss von Mikroorganismen untersucht. Das In-situ-Experiment wird ergänzt durch Versuche in übertägigen Laboreinrichtungen sowie numerische Modellrechnungen. Die Mobilität von Selen ist von dessen Oxidationsstufe abhängig (z. B. ist Se(VI) mobiler als Se(0)) und durch mikrobielle Aktivität kann sich die Oxidationsstufe ändern. Daher ist das BN-Experiment für die Bewertung von Langzeitsicherheitsanalysen für das BASE von Interesse.

In der Vergangenheit wurde im Bohrloch eine Injektionslösung mit einem nahezu neutralen pH-Wert verwendet. In zukünftigen Experimenten soll der Einfluss eines erhöhten pH-Wertes auf den Verbleib von Nitrat bzw. Selenat im Tonstein untersucht werden. Ein alkalisches Milieu kann in einem Endlager zum Beispiel dadurch entstehen, dass Beton als Barriere- und Verschlussmaterial verwendet wird. Die Erhöhung des pH-Werts soll im Experiment langsam und schrittweise erfolgen, damit sich die mikrobielle Population an die geänderten Umweltbedingungen anpassen kann.

Das BASE beteiligt sich durch die Übernahme von Modellierungsaufgaben im Bereich Geochemie. Es werden geochemische Berechnungen durchgeführt, um die Experimente zur Erhöhung des pH-Werts im Bohrloch vorzubereiten und auszuwerten. Ein Ziel ist es, vorherzusagen, ob es zu Ausfällungen von Mineralen bzw. Festphasen in den Wasserleitungen kommen kann. Daher werden verschiedene Rechenfälle mit unterschiedlichen Randbedingungen modelliert (z. B. verschiedene Arten von Injektionslösungen, die zu einer pH-Wert-Erhöhung führen). Ebenfalls werden die geochemischen Wechselwirkungen mit dem umgebenden Tonstein berücksichtigt. Dies geschieht durch die Betrachtung geochemischer Prozesse (z. B. Kationenaustausch) in einzelnen Rechenfällen, deren Ergebnisse verglichen werden, um die Auswirkung auf Mineralausfällungen und -auflösungen insgesamt zu analysieren. Schließlich soll der Bereich der pH-Werte aufgezeigt werden, der im Bohrloch in Abhängigkeit von den gewählten Randbedingungen und geochemischen Prozessen erreicht werden kann.

Veröffentlichungen

Weyand, T., Jendras, M., Bleyen, N., Hendrix, K. & Borkel, C.: Modelling the geochemical behaviour of aqueous solutions in the Opalinus Clay as part of the Mont Terri BN Experiment using PHREEQC. Geophysical Research Abstracts, EGU2023-2875, DOI 10.5194/egusphere-egu23-2875, 2023.

Hendrix, K., Bleyen, N., Mijnendonckx, K., van Gompel, V., Albrecht, A., Linard, Y., Cannière, P. de, Surkova, M., Wittebroodt, C., Small, J., Weyand, T., Jendras, M. & Valcke, E.: A long running in-situ experiment in clay: 12 years of the Bitumen-Nitrate-Clay interaction experiment at Mont Terri rock laboratory. Safety of Nuclear Waste Disposal 2, 145–146, DOI 10.5194/sand-2-145-2023, 2023.

Projektbeschreibung

Die Permeabilität von sehr gering durchlässigen Gesteinen ist in zahlreichen geologischen Zusammenhängen ein wichtiges Thema, wenn es um Fluid-Gesteins-Wechselwirkung geht. Nach dem Standortauswahlgesetz sollen die Abfälle in einem einschlusswirksamen Gebirgsbereich isoliert und der Transport von Radionukliden aus dem Endlager in die Biosphäre für 1 Million Jahre möglichst verhindert werden. Die Gesteinsdurchlässigkeit ist somit von besonderer Bedeutung bei der Standortauswahl für ein geologisches Tiefenlager für hochradioaktive Abfälle.
Permeabilitätsmessungen von sehr gering durchlässigen Gesteinen stellen allerdings eine Herausforderung für gesteinsphysikalische Labore dar. Es gibt eine Vielfalt an Messmethoden und Analysegeräten. Daher sind die Daten verschiedener Labore im Allgemeinen schwer zu vergleichen. Das Vertrauen in die verwendete Datenbasis ist jedoch ein Schlüsselfaktor für eine erfolgreiche wissenschaftsbasierte Standortauswahl. Vor diesem Hintergrund wird in diesem Forschungsvorhaben versucht, einen Kalibrierstandard mit einheitlichen und konsistenten gesteinsphysikalischen Eigenschaften zu entwickeln (Ziel 1) und diesen Standard in verschiedenen Laboren mit unterschiedlichen Permeabilitätstestmethoden und Versuchsaufbauten zu testen (Ziel 2).
Ein solcher Ringversuch mit einem geeigneten Standard ermöglicht einen zuverlässigen Vergleich der Messergebnisse der angewandten Methoden und unterstützt die Vergleichbarkeit von Permeabilitätsmessungen dichter Materialien. Damit soll die objektive Vergleichbarkeit gemessener Permeabilitätswerte von dichten Gesteinen verbessert werden.
Im ersten Schritt wird ein Kalibrierstandard entwickelt, der chemisch beständig ist, eine hohe mechanische Festigkeit, eine hohe Temperaturstabilität und eine geringe Wärmeausdehnung aufweist. Die Proben werden durch eine Kombination aus kaltisostatischem Pressen und Hochtemperatursintern als Keramik auf Al₂O₃-Basis hergestellt. Dabei wird angestrebt, eine geringe Porosität mit Porendurchmessern von voraussichtlich 10 bis 20 Nanometern zur Entwicklung keramischer Proben mit sehr geringer Permeabilität (im Bereich von 10-19 bis 10-21 m²) durch Variation der Herstellungsparameter zu erreichen.
Die entwickelten Testproben werden für den oben erwähnten Ringversuch an fünf (noch nicht festgelegte) Labore geschickt. Jedes Labor wird Permeabilitätsmessungen an fünf Proben durchführen und wendet dabei seine eigene Methodik für die Durchlässigkeitsmessung an. Auf diese Weise können die Messverfahren der Teilnehmer verglichen und evaluiert werden.
Die Ergebnisse des Ringversuchs werden gemeinsam mit allen beteiligten Partnern diskutiert, die verschiedenen angewandten Methoden werden evaluiert und das Ergebnis des Benchmarks soll schließlich als Open Access Publikation veröffentlicht werden.

Projektbeschreibung

Unter Expertinnen und Experten herrscht die Ansicht vor, dass die tiefengeologische Endlagerung in einem Bergwerk die beste Entsorgungsoption für hochradioaktive Abfälle darstellt. Das Standortauswahlverfahren (StandAV) ist deshalb darauf ausgelegt, diese Option umzusetzen. Allerdings beinhaltet das StandAV auch die Möglichkeit von Kursänderungen und Anpassungen. Das Verfahren soll gemäß § 1 des Standortauswahlgesetzes (StandAG) wissenschaftsbasiert und lernend sein.

Da sich wissenschaftliche Erkenntnisse weiterentwickeln, ist es möglich, dass auch andere Entsorgungskonzepte denkbar werden. Das StandAG sieht daher vor, dass das BASE dem Umweltministerium zum Abschluss der Phasen 1 und 2 des StandAV jeweils den Vorschlag der Vorhabenträgerin mit einer begründeten Empfehlung überreicht. Diese Empfehlung kann auch eine Diskussion über den Stand von alternativen Entsorgungsoptionen beinhalten. In einem abgeschlossenen Forschungsvorhaben wurde der aktuelle Stand von Entsorgungsalternativen ausführlich ermittelt. Das Forschungsvorhaben BAlt trägt darüber hinaus zu den Grundlagen dieser Diskussion bei, indem es sich mit der Frage beschäftigt, unter welchen Voraussetzungen eine alternative Entsorgungsmethode (oder eine Kombination der Methoden) zu einer plausiblen Option werden könnte.

Ziel ist es, mögliche Bewertungskriterien für den Vergleich verschiedener Entsorgungsoptionen mit der tiefengeologischen Endlagerung zu entwickeln. Hierzu geht das Forschungsvorhaben folgenden konkreten Fragen systematisch nach:

1. Welche Faktoren sollten im Vergleich von Entsorgungsoptionen betrachtet werden?

2. Wie könnte zwischen verschiedenen Bewertungskriterien abgewogen werden?

3. Unter welchen Voraussetzungen könnte sich eine alternative Entsorgungsmethode als vorteilhaft gegenüber der direkten Entsorgung in einem tiefen Bergwerk erweisen?

Die Bearbeitung dieser Fragen erfolgt anhand konkreter Entsorgungsoptionen. Hierbei werden unter anderem die direkte Endlagerung in tiefen Bohrlöchern sowie Entsorgungsoptionen, die Partitionierung und gegebenenfalls Transmutation nutzen, berücksichtigt. Das Vorhaben soll dem BASE Wege aufzeigen, wie es in Zukunft das Thema alternative Entsorgungsmethoden effizient weiterverfolgen kann.

Projektbeschreibung

Bei dem Promotionsprojekt “How detailed does a structural data set have to be for a reliable safety analysis? A structural geological model study concerning safety as-pects of a crystalline complex as nuclear waste disposal“ geht es um die Fragestellung, wie groß und detailliert ein geowissenschaftlicher Datensatz von Klüften und Störungen sein muss, um als Grundlage eines verlässlich zu modellierenden „Bruchnetzwerkes“ dienen zu können. Die modellhafte Darstellung des realen Bruchnetzwerkes an einem Endlagerstandort ist eine wichtige Grundlage für Sicherheitsbetrachtungen eines künftigen Endlagers für Nuklearabfälle. Die Verteilung und Vernetzung von Trennflächen ist entscheidend für die Standsicherheit eines Endlagerbergwerkes und bestimmt auch das Fließverhalten von Formationswässern im Gestein.
Das BASE interessiert die Frage, ab welchem Detaillierungsgrad die notwendige (strukturgeologische) Datengrundlage für eine mögliche Sicherheitsanalyse vorhanden ist. Dabei sollten keine Gebiete im Inland betrachtet werden, um potentielle Interessenskonflikte zu vermeiden. Als Studiengebiet wurde daher die Grimsel Test Site (GTS) der schweizerischen Vorhabenträgerin Nagra ausgewählt. Für die GTS und die Umgebung am Grimselpass liegt ein sehr großer Datensatz vor, der – zusammen mit noch zu gewinnenden eigenen Geländedaten – die Grundlage für die Bewertung von Modellen über Bruchnetzwerke sein soll. Hier besteht die Möglichkeit, den Detailierungsgrad zur Erstellung der Modelle zu variieren und die unterschiedlichen Ergebnisse zu vergleichen.

Das Forschungsprojekt wird als Promotionsarbeit in Kooperation mit der RWTH Aachen und dem Felslabor Grimsel (Nagra) durchgeführt und am Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie betreut.

Projektbeschreibung

Das Langzeitexperiment IC-A untersucht das Korrosionsverhalten der potentiellen Endlagerbehältermaterialien Eisen und Kupfer unter repräsentativen Endlagerbedingungen. Die Endlagerbehälter sind in vielen Endlagerkonzepten in Bentonit eingebettet, daher werden die entsprechenden Metallproben ebenfalls in Bentonit gelagert. Dort werden sie mit Tongrundwasser in Kontakt gebracht. Nach einer mehrjährigen Lagerung im Tongestein des Schweizer Untertagelabors Mont Terri Project werden die Proben zurückgeholt und detailliert analysiert – ähnlich wie im MaCoTe-Experiment, bei dem die Proben mehrere Jahre im Kristallingestein des Untertagelabors Grimsel Test Site lagern. Die konkreten Projektinhalte und -ziele umfassen

• die Bereitstellung von Daten aus einem In-situ-Experiment für eine realitätsnähere Prognose hinsichtlich der Langzeitbeständigkeit und Bildung von Korrosions-produkten,
• ein Abgleich mit den im Labor unter anaeroben Bedingungen ermittelten Korrosionsraten möglicher Endlagerbehälter-Werkstoffe,
• die Untersuchung mikrobiell verursachter Korrosion im Bentonit mit unterschiedlicher Konditionierung sowie deren Einfluss auf Korrosionsprozesse und
• die Untersuchung des Einflusses von Fertigungs- und Fügeverfahren auf die korrosiven Eigenschaften der potenziellen Endlagerbehälter-Werkstoffe.

Das Projekt wird von einem internationalen Konsortium unter Federführung der Nagra mit den aktuellen Partnern ANDRA, Helmholtz, NWMO und NWS durchgeführt. Das BASE hat eine eigene Versuchsreihe gestartet, in der das Korrosionsverhalten von Gusseisen mit unterschiedlicher Oberflächenrauheit sowie von rührreibgeschweißtem Kupfer in der Umgebung des im Untertagelabor vorliegenden Tongesteins untersucht wird.

Projektbeschreibung

Laut Standortauswahlgesetz (StandAG) muss das Endlager die hochradioaktiven Abfälle für eine Million Jahre sicher einschließen, damit Mensch und Umwelt vor ihnen geschützt sind. Darüber hinaus sieht das StandAG die Möglichkeit einer Bergung der Abfälle in einem Zeitraum von 500 Jahren nach Verschluss des Endlagers vor. Um die entsprechenden Sicherheitsanforderungen an ein Endlagerkonzept zu erfüllen, müssen auch mögliche Deformationsprozesse durch Wechselwirkung zwischen den Endlagerbehältern und dem umgebenden Material betrachtet werden. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll daher das Langzeitdeformationsverhalten von kompetenten Körpern, wie den Endlagerbehältern, in einer inkompetenten Matrix, wie Steinsalz, Tongestein oder Bentonit, mithilfe numerischer Experimente untersucht werden.
Das Deformationsverhalten von Systemen aus kompetenten („harten“) Körpern in einer inkompetenten („weichen“) Matrix ist ein umfassend studiertes und viel diskutiertes strukturgeologisches Phänomen, das auf allen Skalen auftritt – von kleinmaßstäblichen Systemen wie zum Beispiel Granat-Blasten und -Klasten bis hin zu großmaßstäblichen Plutonen. Dieses Phänomen lässt sich bis zu einem gewissen Grad auf Endlagerkonzepte übertragen: Die rigiden Körper sind die dickwandigen, metallischen Abfallbehälter; das Steinsalz, das Tongestein oder der Bentonit – also das Material, welches die Behälter umgibt – stellt die verformbare, plastische Matrix dar. Dieses System wird im Laufe der Zeit mechanischen Spannungen ausgesetzt und Deformationen können auftreten. Darüber hinaus werden die Behälter korrodieren, was ihre Materialeigenschaften, wie etwa ihre mechanische Belastbarkeit, potentiell beeinträchtigen kann.
Inwiefern rheologische Aspekte, also die Wechselwirkung zwischen Materialien mit unterschiedlichem Verformungs- und Fließverhalten, relevant für die Endlagersicherheitsanalysen sein könnten, soll mittels Modellierungen untersucht werden. Die numerischen Modelle sollen anhand bereits vorliegender Ergebnisse aus experimentellen Analogmodellen im Labormaßstab validiert werden.

Projektbeschreibung

Technische und politische Veränderungen im Ausland können einen direkten Einfluss auf die nationale Aufgabenwahrnehmung des BASE im Bereich der nuklearen Sicherheit und Entsorgung haben. So betrifft etwa der Bau neuer, grenznaher Kernkraftwerke in Nachbarländern auch Deutschlands nukleare Sicherheit. Abfallströme, die sogenannten neuartigen Reaktortypen entstammen, könnten bestehende internationale Entsorgungskonzepte und -regelwerke verändern. Es ist wichtig, aktuelle internationale Trends und Entwicklung zu erkennen und für eine breite Öffentlichkeit verständlich aufzubereiten. Das BASE unterstützt deshalb gemeinsam mit anderen Institutionen das Vorhaben World Nuclear Industry Status Report 2024 (WNISR 2024). Mit der Förderung des WNISR 2024 möchte das BASE zu einer faktenbasierten Debatte zum Thema Kernenergie beitragen.

Der seit 2007 jährlich veröffentlichte Bericht wird von einem internationalen Autor:innen-Team verfasst und wertet u.a. Daten zu Bau, Betrieb, Alter, Rückbau und Stromerzeugungskapazität der globalen Reaktorflotte aus. Auf Grundlage dieser Daten zeichnet der Bericht ein umfassendes Bild aktueller Trends in der globalen Nuklearindustrie. Neben Länderkapiteln, die politische und technische Entwicklungen in Ländern wie Frankreich, Belgien oder den USA analysieren, widmet sich der WNISR 2024 unter anderem folgenden Fragen:

• Wie hat sich die Gesamtkapazität für die Stromerzeugung aus der Kernenergie in den vergangenen Jahren entwickelt? In welchen Ländern wurden neue Reaktoren gebaut, wo wurden Kernkraftwerke abgeschaltet?
• Wie entwickelt sich die Gesamtkapazität der Kernkraft im Vergleich zu erneuerbaren Energien wie Solar- und Windkraft?
• Was ist der aktuelle Stand beim Rückbau von Kernkraftwerken? Wie weit sind Rückbauprojekte in einzelnen Ländern fortgeschritten?
• Welche neuen Entwicklungen gibt es bei der Kommerzialisierung sogenannter Small Modular Reactors (SMR)? Welche Konzepte wurden genehmigt, welche konkreten Baupläne gibt es in einzelnen Ländern?

Der WNISR 2024 umfasst zudem mehrere Sonderkapitel, die beispielsweise nukleare Abhängigkeiten von Russland im globalen Maßstab analysieren oder die Wirtschaftlichkeit der Kernkraft im Vergleich mit anderen Formen der Energieerzeugung im weltweiten Vergleich unter die Lupe nehmen.

Mit dem WNISR 2024 soll eine unabhängige Datengrundlage geschaffen werden, die eine Einordnung aktueller Entwicklungen im Ausland ermöglicht und eine differenzierte Debatte über die Folgen für die nukleare Entsorgung in Deutschland anstößt.

Projektbeschreibung

Thermo-Osmose ist ein natürlicher Prozess, bei dem Temperaturunterschiede Wässer dazu veranlassen, durch Ton und andere Materialien zu fließen. Für geologische Tiefenlager für hochradioaktive Abfälle ist es wichtig, Thermo-Osmose zu verstehen. Es könnte die Ausbreitung von Radionukliden über lange Zeiträume beeinflussen, was wiederum Auswirkungen auf die Sicherheitsbeurteilung und die Standortwahl hätte.

Das Forschungsprojekt „Experimentelle Untersuchungen zum thermo-osmotischen Fluss in tonhaltigen Materialien, die für geologische Tiefenlager für radioaktive Abfälle relevant sind (ThORN)“ zielt darauf ab, Thermo-Osmose durch fortgeschrittene Experimente und Simulationen zu untersuchen. Natürliche Tonsteine und Bentonitpuffer werden untersucht, um die thermo-osmotische Permeabilität experimentell zu messen und die Ergebnisse mit mathematischen und numerischen Modellen zu validieren. Dieser integrierte Ansatz lässt wichtige Erkenntnisse erwarten, wie Thermo-Osmose die Fluiddynamik unter den Bedingungen in einem geologischen Tiefenlager beeinflusst.

Ein detailliertes Prozessverständnis der Thermo-Osmose kann dazu beitragen den Transport von Radionukliden, die in das Tiefenwasser migrieren, besser zu verstehen. Mit diesem Forschungsprojekt wird angestrebt Kompetenzen im BASE mit Labor- und Felduntersuchungen sowie Sicherheitsbewertungen zu erweitern und wesentliche Daten für Sicherheitsbewertungen im Rahmen des Standortauswahlverfahrens nach StandAG erheben. Die Forschungsarbeiten sollen einen Beitrag zur wissenschaftlichen Grundlage für Bewertungen des BASE im Standortauswahlverfahren liefern und das Vertrauen in die Sicherheit zukünftiger Endlager für radioaktive Abfälle stärken.

Projektbeschreibung

Das DECOVALEX-Projekt ist eine internationale Forschungskooperation mit einem Fokus auf numerische Modellierung im Zusammenhang mit Sicherheitsanalysen für tiefengeologische Endlager. DECOVALEX steht hierbei für DEvelopment of COupled models and their VALidation against EXperiments. Ziel dieses Projektes ist es, das Verständnis und die numerische Modellierung für gekoppelte thermo-hydraulisch-mechanisch-chemische (THMC) Prozesse zu vertiefen und zu entwickeln. Es geht dabei um Systeme aus Abfällen, geologischen und (geo) technischen Barrieren.
Die DECOVALEX-Kooperation wurde bereits 1992 gegründet, das BASE ist im Jahr 2020 beigetreten. Die Wissenschaftler:innen in dem Forschungsverbund kommen aus China, Deutschland, Frankreich, Japan, Kanada, Niederlande, Schweden, Schweiz, Spanien, Südkorea, Taiwan, Tschechien, USA und dem Vereinigten Königreich.
Für Sicherheitsanalysen zu möglichen Endlagerstandorten in tiefen geologischen Formationen ist ein umfassendes Verständnis von THMC-Prozessen von großer Bedeutung - von Atomen bis hin zu kilometergroßen Modellgebieten. Wesentlich Untersuchungen setzen die Erstellung und Anwendung von Modellen für diese Analysen voraus. In diesem Zusammenhang werden in DECOVALEX beispielsweise die Kopplung von Deformation, Fluidfluss (Flüssigkeiten und Gase) und thermischen Effekten durch wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle untersucht.
In der aktuellen Phase des Vorhabens (DECOVALEX 2027) ist das BASE an zwei von insgesamt neun Teilprojekten beteiligt:

• HyMAR (Hydro-Micromechanics of argillaceous rocks): Modellierung des mikromechanischen Verhaltens und der Hydraulik von Gas und Flüssigkeit in To-steinen.
• PA Salt (Performance Assessment / Langzeitsicherheitsanalyse Salt): Codevergleich anhand generischer Langzeitsicherheitsanalysen im Steinsalz (steile Lagerung).

Projektbeschreibung

Gemäß § 38 StandAG ist es Aufgabe des BASE, Daten und Dokumente, die für die Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Abfälle bedeutsam sind oder werden können, dauerhaft zu speichern. Für diese sogenannten Speicherdaten ist eine dauerhafte Unversehrtheit zu gewährleisten. Unter Berücksichtigung von § 26 StandAG bzw. § 14 Endlagersicherheitsanforderungsverordnung sind ausgewählte Daten und Dokumente für mindestens 500 Jahre nach Verschluss des Endlagers verfüg- und lesbar zu halten, um ggf. eine fundierte Entscheidung über die Bergung der radioaktiven Abfälle zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang stellt sich die Langzeitbeständigkeit digitaler Speichermedien als besondere Herausforderung dar.

Vor diesem Hintergrund bedarf es der Klärung, welches das unter Langzeitaspekten am besten geeignete Speichermedium für digitale Daten ist und welche Möglichkeiten bestehen, einzelne Speichermedien entsprechend zu optimieren.
Der Fokus der Untersuchung soll auf Folgendem liegen:

• Die Haltbarkeit des Datenträgers unter verschiedenen Umwelteinflüssen.
• Die (antizipierte) Langzeitbeständigkeit des Speichermediums im Rahmen der Langzeitperspektive der nuklearen Endlagerung.

Die Ergebnisse sollen in ein differenziertes Konzept zur Bestandserhaltung von Speichermedien für digitale Daten und Dokumente einfließen.

Nach erfolgreichem Abschluss des Forschungsvorhabens soll das BASE in der Lage sein, zu entscheiden, wie bereits vorhandene und künftig zu erzeugende Speicherdaten längst möglich effizient gespeichert werden können

Projektbeschreibung

Im Verlauf des in drei Phasen gegliederten deutschen Standortauswahlverfahrens (StandAV) gemäß StandAG wird untersucht, ob ein sicherer Einschluss hochradioaktiver Abfälle im jeweiligen wirtsgesteinsspezifischen Endlagerkonzept, für eine Million Jahre zu erwarten ist. Diese Anforderung wird u.a. mit Hilfe der vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen (vSU) bewertet.
Insbesondere in den ersten beiden Phasen im StandAV wird die Durchführung der vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen aufgrund der sich verfahrensbedingten Entwicklung der Datenlage (z. B. übertägige und untertägige Erkundung), mit Ungewissheiten verknüpft sein. Deren Ursachen sind z. B. eine unzureichende Datenlage der jeweiligen Regionen bzw. Standorte oder große Freiheitsgrade bei der Dateninterpretation. Ein weiterer Aspekt ist, dass die Sicherheitsbewertungen umso unschärfer werden, je länger die Zeiträume sind, auf die sie sich beziehen. Aufgrund der Komplexität der betrachteten Phänomene, Prozesse und der zeitlichen und räumlichen Größenordnungen sind Ungewissheiten bei Endlagervorhaben unvermeidlich. Eine wesentliche Herausforderung im StandAV ist damit eine nachvollziehbare Entscheidungsfindung unter Ungewissheit.
Sowohl in der Endlagersicherheitsanforderungsverordnung als auch in der Endlagersicherheitsuntersuchungsverordnung (EndlSiAnfV EndlSiUntV, BGBl 2020) werden die Untersuchung der Ungewissheiten bzw. die Ausweisung ihrer Relevanz, insbesondere auf den langfristigen sicheren Einschluss des Radionuklidinventares, gefordert. Das StandAG macht jedoch keine Vorgaben zur Behandlung von Ungewissheiten und gibt keine Hinweise, wie mit den Ungewissheiten konzeptionell/methodisch umzugehen ist.
Eine rein verbal-argumentative Bewertung der Ungewissheiten ist im Sinne der Transparenz und Nachvollziehbarkeit unter Umständen nicht zielführend. Im BewUSt Vorhaben wird deshalb recherchiert, wie der in der Endlagersicherheitsuntersuchungsverordnung geforderte Umgang mit potenziellen Ungewissheiten und deren Auswirkungen auf die Bewertung der Endlagersicherheit, durch qualitative und quantitative methodische Ansätze in einschlägigen Projekten bislang durchgeführt wurde. Hierbei wird der Sachstand zu gängigen methodischen Ansätzen (z. B. der Sensitivitätsanalyse) aber auch unkonventionellen probabilistischen Methoden aus dem Themenbereich der Endlagerung und auch aus anderen Themenbereichen ermittelt und ihre Anwendung auf die endlagerrelevanten Ungewissheiten untersucht.
Die Arbeitsergebnisse unterstützen das BASE bei der unabhängigen Prüfung und Bewertung der Vorschläge der Vorhabenträgerin BGE.

Projektbeschreibung

Die Integrität von Endlagerbehältern muss je nach Endlagerkonzept und länderspezifischen Gesetzesvorgaben über Zeiträume von einigen Tausend bis hin zu einer Million Jahren gewährleistet werden. Dementsprechend sind Prozesse, die zum Versagen der Sicherheitsfunktionen der Behälter führen können, zentrale Aspekte in den Sicherheitsanalysen von Endlagern. Hierbei sind auch unterschiedliche Formen von Korrosion zu betrachten, deren Prognosen und Bewertungen ein vertieftes Verständnis der ablaufenden Prozesse unter verschiedenen Bedingungen erfordern.
In der Vergangenheit wurden entsprechende Experimente zum Korrosionsverhalten in der Regel an Metallproben mit idealen, homogenen Oberflächen durchgeführt. Daher richtet das Forschungsvorhaben KoBeRe seinen Fokus auf andere Oberflächencharakteristika, wie z. B. eine erhöhte Oberflächenrauheit oder Prozessartefakte. Die Kernfrage des Vorhabens lautet: Welchen Einfluss haben Oberflächenrauheit und Mikrostrukturänderungen, z. B. infolge von Schweißprozessen, auf die Korrosionseigenschaften von Behältermaterialien? Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Korrosion von Schweißnähten, die potentielle Schwachstellen an Endlagerbehältern sein können, da die vom Grundwerkstoff abweichende Mikrostruktur der Schweißnähte ein verändertes Korrosionsverhalten bedingen kann.

Um die genannten Effekte unter realitätsnahen Bedingungen zu untersuchen, werden Proben aus Kupfer und Gusseisen, welche als Behältermaterialien infrage kommen, mit unterschiedlichen Oberflächenrauheiten und aufgetragenen Schweißnähten hergestellt und charakterisiert. Die Proben werden dann in den Felslaboren Grimsel (Kristallingestein, MaCoTe-Experiment) und Mont Terri (Tonstein, IC-A-Experiment) in Bohrlöcher im potentiellen Wirtsgestein eingebracht. Dort korrodieren die Proben über mehrere Jahre in situ, bevor sie wieder geborgen und im Labor hinsichtlich der eingetretenen Korrosionseffekte detailliert untersucht werden. Neben der Bestimmung der Korrosionsrate geben verschiedene mikroskopische und spektroskopische Verfahren unter Berücksichtigung der Korrosionszeit Aufschluss über die gebildeten Korrosionsprodukte und über strukturelle Veränderungen der Metalloberfläche.

Projektbeschreibung

Mit dem Forschungsvorhaben MoTraBe werden Grundlagen und Werkzeuge geschaffen, um den Stoff- und Wärmetransport mit der Grubenbewetterung in geologischen Endlagern für radioaktive Abfälle nachvollziehen sowie um Bewetterungskonzepte unter Betriebs- und Störfallsicherheitsaspekten darstellen, beurteilen und bewerten zu können. Hierzu wird die Grubenbewetterung eines Endlagers zunächst generisch mit geeigneter Software modelliert. Ziel ist es nachvollziehen zu können, wie die Wetterführung unter Normal- und Störungs-/Störfallbedingungen (z. B. Brand, Freisetzung) sicherheitsgerichtet funktioniert und welche Zustände möglicherweise ‚kritisch‘ unter den besonderen Bedingungen eines Endlagers sein können (z. B. Wetterumkehr, Ansammlung von Rauchgasen, Radionuklidfreisetzung an die Oberfläche oder Kontaminierung wichtiger untertägiger Bereiche). Untersucht wird hierbei auch, welchen Einfluss die Wärmeleistung bereits eingelagerter radioaktiver Abfälle auf die Anforderungen an die Bewetterung/klimatischen Bedingungen unter Tage haben kann.

Projektbeschreibung

Safeguards bedeutet übersetzt Schutzmaßnahmen und meint im Zusammenhang mit der Kernenergie Maßnahmen zur Überwachung von Nuklearmaterial. Unter anderem prüfen internationale Inspektor:innen den Materialbestand. Sie können somit feststellen, ob in einem Staat ein Teil des Nuklearmaterials für die Herstellung von Kernwaffen verwendet worden ist. Mit der Überwachung wird bestätigt, dass sich der Staat an seine im sogenannten Nichtverbreitungsvertrag zugesagte Verpflichtung hält, keine Kernwaffen anzuschaffen.

In der geologischen Tiefenlagerung hochradioaktiver Abfälle ist das Material für eine direkte Überprüfung nicht mehr zugänglich. Daher muss die Überwachung auf eine andere Weise vorgenommen werden, als es normalerweise in kerntechnischen Anlagen üblich ist. Für ein Endlager muss genau nachverfolgt werden, wie das Nuklearmaterial hineingebracht wird. Zusätzlich muss sichergestellt werden, dass nicht über geheime Wege das Material herausgebracht werden könnte. Für Safeguards soll beispielsweise der Gebirgsbereich, der die radioaktiven Abfälle umschließt, mit geeigneten Sensoren überwacht werden. Diese Aspekte sollten möglichst frühzeitig an einem potentiellen Standort berücksichtigt werden. So kann eine zweckmäßige Umsetzung der Überwachung sichergestellt werden, ohne dabei die Sicherheit des Endlagers zu beeinträchtigen.

In diesem Forschungsvorhaben wird untersucht, wie in der Safeguardsüberwachung die Randbedingungen des Standortauswahlverfahrens und die Sicherheitsanforderungen an eine geologische Tiefenlagerung zu berücksichtigen sind.

Projektbeschreibung

Es gibt deutliche Anzeichen, dass der gegenwärtig stattfindende Klimawandel einen Einfluss auf extreme Wetterereignisse und Witterungsbedingungen hat. Diese nehmen in ihrer Häufigkeit und Intensität zu.

Für die Sicherheit kerntechnischer Anlagen ist damit die Frage verbunden, inwiefern diese Folgen des Klimawandels sich auf deren Sicherheit und Auslegungsgrundlagen auswirken. Unter „kerntechnischen Anlagen“ werden im Rahmen dieses Vorhabens

• Kernkraftwerke (KKW) und
• Anlagen der nuklearen Entsorgung (Zwischenlager und Endlager)
• inklusive der jeweiligen Infrastrukturen

verstanden.

Ziel dieses Vorhabens ist es, den Schutz der kerntechnischen Anlagen auf Grund des stattfindenden Klimawandels und dessen Einfluss neu zu bewerten.

Die Zeitskala für die Bewertung der Sicherheit von KKW orientiert sich an den für neue Anlagen projektierten Lebensdauer. Die Größenordnung liegt hier bei ca. 60 Jahren. Der Schwerpunkt der Betrachtungen soll sich auf europäische Standorte konzentrieren.

Die Zeitskala für die Bewertung von Anlagen der nuklearen Entsorgung soll sich auf die Betriebsphase der Anlagen in Deutschland konzentrieren. Hier könnte hypothetisch ein Zeitraum in der Größenordnung eines Jahrhunderts betrachtet werden. Der Zeitraum umfasst hierbei:

• die derzeitige Lagerung in den Zwischenlagern,
• die Suche eines Endlagerstandortes,
• die Errichtung eines Endlagers sowie
• die Betriebsphase bis zum Verschluss des Endlagers.

Bei der Sicherheitsanalyse des Schutzes für kerntechnische Anlagen spielen Einwirkungen von außen grundsätzlich eine zentrale Rolle. Ihre Beschreibung und Dokumentation erfolgt in sogenannten FEP-Katalogen, in denen die Zustände, Ereignisse und Prozesse festgehalten werden. Im Vorhaben soll hierzu der aktuelle Stand von Wissenschaft und Technik evaluiert werden.

Projektbeschreibung

Im Rahmen seiner Partnerschaft mit dem Schweizer Untertagelabor „Grimsel Test Site“ (GTS) beteiligt sich das BASE seit Oktober 2020 am CIM-Experiment. In diesem Experiment wird das Migrationsverhalten von 14-C und I-129 sowie weiteren Radionukliden in gealtertem Zement und Kristallingestein unter In-situ-Bedingungen untersucht. Dabei werden wichtige Erkenntnisse für Langzeitsicherheitsanalysen insbesondere unter den Aspekten

•Übertragung von Kenntnissen aus dem konventionellen Labor auf In-situ-Bedingungen im Gestein sowie
• Upscaling vom Mikro-/Milli-/Zentimetermaßstab auf größere Dimensionen

gewonnen.

Im bisherigen CIM-Experiment erfolgten
• die Einrichtung des Experimentes in einem vor über 15 Jahren mit Zement verfüllten Bohrloch,
• Zirkulationsversuche im präparierten Bohrloch mit nichtradioaktiven Lösungen,
• verschiedene analoge Experimente in übertägigen Laboren für einen Vergleich mit dem In-situ-Experiment sowie
• Modellierungen zum Migrationsverhalten der im Experiment verwendeten Radionuklide in Zement und Kristallingestein.

Nach Abschluss der Radionuklidzirkulation soll das Experiment-Bohrloch überbohrt werden. Aus den gewonnenen Bohrkernen sollen geeignete Proben genommen und analysiert werden. Ergänzend zur Analytik soll eine „Post mortem“-Modellierung dieser Zement- und Kristallingesteinsproben erfolgen.

Durch seine Mitarbeit im CIM-Vorhaben erweitert das BASE seine Expertise im Themenkomplex der Transportprozesse sicherheitsrelevanter Radionuklide in der geotechnischen und geologischen Barriere.
Die Erkenntnisse aus dem Vorhaben werden bei der Bewertung von Langzeitsicherheitsanalysen relevant, in denen sowohl die Eignung der verwendeten Parameter als auch der Modellannahmen entscheidend für die Ergebnisse sind. Im Rahmen seiner Beteiligung am CIM-Vorhaben vertieft das Amt zudem seine wissenschaftliche Vernetzung mit den internationalen Projektpartnern.

Projektbeschreibung

Das GT-Experiment untersucht im Felslabor Mont Terri die Mechanismen des Gastransports durch Tongestein. In einem Endlager für hochradioaktive Abfälle entsteht durch Metallkorrosion der Barrierematerialien und durch radioaktiven Zerfall (in den Endlagerbehältern) Gas, welches bei Versagen eines Behälters in das Gestein eindringen könnte. Da der Opalinuston ein dichtes Wirtgestein ist und das Gas nicht einfach abfließen kann, führt die Gasbildung zu einem Druckanstieg, der die Integrität von Barrieren für die Radionuklidrückhaltung gefährden kann. Ein Eindringen von Gasen in das Wirtsgestein kann somit zu einem Abbau des Drucks führen und sich positiv auf die Sicherheit des Endlagers auswirken. Ziel dieses Projekts ist die experimentelle Untersuchung der Gastransportmechanismen im Tongestein, insbesondere des dilatanzkontrollierten Gastransports. Die im Experiment gemessenen großen Datenmengen werden verwendet um numerische Modelle zu entwickeln, welche die Beobachtungen reproduzieren können. In Kombination mit den Beobachtungen im Experiment soll so ein vertieftes Verständnis und Validierung der Erkenntnisse über die Transportprozesse erzielt werden.

Das Experiment besteht aus einem Labor- und einem Feldteil, beide mit Opalinuston:
Im Labor werden mechanische Tests durchgeführt, um Belastungsdaten zu bestimmen und die mechanischen Eigenschaften für die numerische Modellierung zu bestimmen. Im Untertagelabor wird Heliumgas in eine Reihe von abgedichteten Abschnitten einer zentralen Injektionsbohrung in das Tongestein injiziert und die Migration und das Verhalten des Gases im Gestein werden in einer Reihe von Beobachtungsbohrungen in-situ überwacht.

Die numerische Modellierung ist Gegenstand einer Doktorarbeit an der ETH Zürich, die vom BASE mitbetreut wird. Die Ergebnisse des GT-Experiments werden zusätzlich in der nächsten Phase von DECOVALEX verwendet, an der BASE ebenfalls beteiligt ist.

Projektbeschreibung

Das DR-C Experiment wird im Opalinuston durchgeführt um die Frage zu beantworten, wie und in welchem Ausmaß der Transport von Radionukliden in einem Feld erhöhter Temperatur sich gegenüber niedrigeren Temperaturen verändert. Diese Frage ist relevant, weil bisher wenige Daten bei erhöhten Temperaturen gemessen wurden und sich dabei für einige Radionuklide ein deutlich schnellerer Transport zeigt.
Endlagerbehälter werden nach der Einlagerung und Verfüllung der Hohlräume um sie herum thermisch stärker isoliert, was zu einer Erwarmung des Verfüllmaterials und des Wirtsgesteins führt. Idealerweise sind die Behälter in dieser Phase noch intakt, so dass Radionuklide gar nicht ausgetragen werden können. Für die Beurteilung der Sicherheit eines Endlagers müssen aber auch ungünstige Entwicklungen wie vorzeitiges Behälterversagen mit möglichen Freisetzungen von Radionukliden berücksichtigt werden.

Das DR-C-Experiment untersucht in der sandigen Fazies des Opalinustons die Diffusion von verschiedenen Radionukliden bei verschiedenen Temperaturen. In einem Bohrloch wird das Gestein dazu an der Kontaktfläche auf eine konstante Temperatur von 80 °C aufgeheizt. Um den Einfluss der Temperatur auf die Radionuklidausbreitung objektiv bewerten zu können wird das gleiche Experiment einige Meter entfernt in einem unbeheizten Bohrloch (Referenzexperiment) durchgeführt und die Ergebnisse verglichen.
Beide Experimente bestehen aus je einer 5 m langen Bohrung, in die ein Tracercocktail injiziert wird, der sich im Opalinuston langsam diffusiv ausbreitet.

Um das zentrale geheizte Bohrloch herum werden drei Beobachtungsbohrungen abgeteuft, die mit geeigneten Instrumenten zur Überwachung des Porenwasserdrucks und anderer relevanter Parameter ausgerüstet sind.
Dieses Experiment schließt damit eine Lücke in der begrenzten Menge an In-situ-Daten aus Experimenten bei erhöhten Umgebungstemperaturen und wird zum besseren Prozessverständnis beitragen.

Projektbeschreibung

Das Verständnis von seismischen Prozessen und das Wissen über die Erdbebenaktivität in der geologischen Vergangenheit eines potentiellen Endlagerstandortes sind von zentraler Bedeutung für die Entwicklung einer vertrauenswürdigen Standort-Sicherheitsanalyse. Als Zeugen früherer Erdbeben findet man auf bruchhaften Störungen häufig Tonminerale, die sich während Erdbebenereignissen gebildet haben. Solche Tonminerale lassen sich mithilfe radiometrischer Altersbestimmungsmethoden unter Bestimmung der Isotopenverhältnisse datieren, wodurch das zugehörige seismische Ereignis zeitlich eingegrenzt werden kann.

Wenig bekannt ist allerdings, was mit den Isotopenverhältnissen dieser Tonminerale geschieht, wenn sie mehrmals einer Deformation durch seismische Aktivität ausgesetzt werden: Bleibt das „Entstehungsdatum“ der Minerale bestehen oder wird es komplett gelöscht und durch das „Datum“ des zweiten Erdbebenereignisses überschrieben? Ergibt sich ein scheinbares Mischalter?

Im Rahmen des PD-Experiments werden Deformationsversuche mit verschiedenen Gesteinsmühlen am Opalinuston des Felslabors Mont Terri durchgeführt. Die Mahldauer, die Mahlkräfte und die Mahltemperatur werden während der Tests systematisch verändert. Die gewonnenen Daten erlauben es, die Verlässlichkeit radiometrischer Datierungen an Tonmineralen aus Störungszonen zu verbessern. Damit trägt das PD-Experiment dazu bei, Erdbebenaktivitäten besser einordnen zu können und beispielsweise eine Reaktivierung alter Störungen im Bereich eines potentiellen Endlagers fundierter einzuschätzen.

Projektbeschreibung

Ein Endlager für radioaktive Abfälle ist ein komplexes Mehrbarrierensystem: Es besteht aus einer geologischen Barriere (einem der drei potentiellen Wirtsgesteine Steinsalz, Tongestein oder Kristallingestein), geotechnischen und technischen Barrieren, zu denen auch die Endlagerbehältern für die radioaktiven Abfälle gehören. Die Klüfte und Porenräume des Wirtsgesteins enthalten Grundwasser und Gase (beides bezeichnet man als Fluide), die mit dem Festgestein wechselwirken und reagieren und im Lauf der Zeit auch mit den technischen und geotechnischen Barrieren in Kontakt treten.

Um ein Endlagersystem angemessen umfangreich beschreiben und eine profunde Langzeitsicherheitsanalyse durchführen zu können, ist eine genaue Kenntnis der Fluidzusammensetzung im Gestein von Bedeutung. Hier setzt das PC-D Experiment an und analysiert Fluide im Opalinuston des Schweizer Untertagelabors Mont Terri Project. Im Fokus von PC-D stehen im Porenwasser gelöste Gase, deren Zusammensetzung und Konzentration. Die chemische Zusammensetzung und die Isotopenverhält-nisse von Gasen liefern Informationen über Fließpfade und chemische Reaktionen sowie über das Alter des Porenwassers. Allerdings sind nicht alle Methoden zur Porenfluidgasextraktion und -analyse gleich gut etabliert. Im Rahmen von PC-D sollen verschiedene Analysemethoden für Gase im Porenwasser verglichen und evaluiert werden, um das Vertrauen in Analyseergebnisse zu erhöhen und somit grundsätzlich Sicherheitsanalysen belastbarer zu machen.

Projektbeschreibung

Der Porenraum, in dem sich Grundwasser durch ein Gestein bewegen kann, wird im Fall von in Kristallingestein durch ein Netzwerk von Bruchflächen auf verschiedenen Skalen gebildet, die vom Mikrometer- bis in den Zentimeterbereich reichen können. Das LTD Projekt untersucht bereits seit dem Jahr 2005 den Transport und Rückhalte-mechanismen für Radionuklide im Kristallingestein des Felslabors Grimsel.

Matrixdiffusion bezeichnet das Phänomen, dass Grundwasser mit gelösten Stoffen durch sehr feine Brüche und Klüfte im Kristallingestein langsam in dieses eindringen kann. Das führt dazu, dass der Stofftransport und -austausch in einem sehr großen Volumen des Gebirges und nicht nur in den Hauptfließpfaden der größeren Klüfte stattfindet. Auch Radionuklide, die im Falle des Endlagerbehälterversagens in das Wirtsgestein ausgetragen werden können, würden nicht nur in größeren Klüften mit dem Grundwasser transportiert werden, sondern aufgrund der Matrixdiffusion auch tief in das augenscheinlich intaktere Gestein eindringen. Dies ist grundsätzlich ein positiver Effekt, denn dadurch werden Radionuklide davon zurückgehalten, beziehungsweise darin verzögert, aus dem Wirtsgestein in Richtung Biosphäre transportiert zu werden.

Hier setzt das LTD-Projekt an. Es umfasste seit Projektbeginn bereits eine Reihe von Experimenten, die darauf abzielten, quantitative Informationen über Matrixdiffusion und Radionuklidtransport in einer Störungszone unter In-situ-Bedingungen (also unter realistischen „Vor-Ort“-Bedingungen im Gestein und nicht nur an Laborproben) zu sammeln. In der aktuellen Phase wird der Radionuklidtransport in einer im Projektverlauf bereits teilweise untersuchten Störung mithilfe von ausgewählten Radionukliden und Tracern im Experiment vertieft beobachtet und numerisch modelliert. Die In-situ-Versuche werden durch Laboranalysen und numerische Modelle zum Transport und Rückhaltung unterstützt. Alle Untersuchungen zielen auf ein besseres Prozessverständnis und eine solide Datenbasis für Sicherheitsanalysen zu Endlagersystemen ab.

Projektbeschreibung

Aktuell ist das Suchverfahren für einen Endlagerstandort noch in der ersten Phase und der Standort noch zu bestimmen. Unterschiedliche Standorte mit verschiedenen Wirtsgesteinen und individuelle Endlagerkonzepte (also die technische Auslegung und das Sicherheitskonzept) bedingen unterschiedliche, gesetzlich geforderte Rückholkonzepte. Bereits im Rahmen der vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen im Standortauswahlverfahren werden Einflüsse und Auswirkungen aus den konzeptuellen Planungen für eine Ermöglichung der Rückholbarkeit zu identifizieren und zu bewerten sein. Dieses Forschungsvorhaben soll hierzu eine geeignete Bewertungsmethode entwickeln, die einen Vergleich der unterschiedlichen Konzepte, basierend auf unterschiedlichen Maßnahmen mit den zu beachtenden sicherheitstechnischen Auswirkungen erleichtert und nachvollziehbarer macht. Dabei sind sowohl wirtsgesteinsspezifische Anforderungen als auch unterschiedliche Einlagerungskonzepte (z. B. Bohrloch- oder Streckenlagerung) zu berücksichtigen.

Im Projekt soll auf Basis geeigneter, noch zu identifizierenden Kriterien eine Methode zur Einschätzung einzelner Maßnahmen und technischer Komponenten für eine Rückholbarkeit bzw. gesamte Rückholkonzepte hinsichtlich ihrer sicherheitstechnischen Bedeutung entwickelt werden.

Das Forschungsprojekt trägt dazu bei, die Endlagerauslegung für eine mögliche Rückholbarkeit besser zu verstehen. Unterschiedliche Rückholmaßnahmen können identifiziert und verglichen werden, um sie letztendlich im Rahmen der aufsichtlichen und genehmigungstechnischen Aufgaben des BASE besser prüfen zu können.

Projektbeschreibung

Die Wechselwirkungen zwischen Temperatur, Fluiden und mechanischen Eigenschaften in einem Endlagersystem werden im Wesentlichen durch Thermo-Hydro-Mechanisch (THM) gekoppelte Prozesse naturwissenschaftlich beschrieben. THM-Modellierung, also die Vorhersage des Verhaltens von Materialien unter verschiedenen Bedingungen, ist dabei das grundlegende numerische Werkzeug. Der sichere Umgang und das tiefe Verständnis von numerischen Berechnungsverfahren ist somit die Voraussetzung zur Durchführung und Bewertung von vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen im Standortauswahlverfahren.

Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer Open-Source-Softwarebibliothek zur Modellierung von THM gekoppelten Prozessen in der Skriptsprache Python. Der Fokus der Entwicklung liegt dabei auf der Schaffung einer einfach zu nutzenden und gleichzeitig hoch flexiblen Werkzeugsammlung.

Das Projekt verfolgt mehrere langfristige Teilziele:

• Förderung des Kompetenzerhalts und -aufbaus innerhalb des BASE zu Fragen der numerischen Modellierung in Hinblick auf die vom Gesetzgeber festgelegten Langzeitsicherheitsanalysen.
• Schaffung einer Softwaregrundlage zur nachvollziehbaren Verfolgung des Standes von Wissenschaft und Technik zu Fragen der numerischen Modellierung von THM Prozessen.
• Befähigung zur inhaltlichen Unterstützung aller Fachabteilungen bei Fragestellungen zur numerischen Modellierung.
• Aufbau einer Sammlung von Benchmark- und Evaluierungsfällen zum qualitativen und quantitativen Vergleich verschiedener Modellierungswerkzeuge.
• Diversifizierung der Prüfmöglichkeiten bzgl. der vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen durch eigene und unabhängige Modellierungssoftware.
• Aufarbeitung und Dokumentation grundlegender THM Prozesse und Szenarien für interne oder ggf. auch öffentliche fachliche Weiterbildung

Die Wahl eines Open-Source-Ansatzes gewährleistet bestmögliche Transparenz und erlaubt langfristig auch die Bereitstellung von entsprechend qualitätsgesicherten und dokumentierten Simulationswerkzeugen für die Öffentlichkeit.

Projektbeschreibung

Die regulatorische Bewertung von Langzeitsicherheitsanalysen im Standortauswahlverfahren ist eine der gesetzlichen Aufgaben des BASE. Diese Aufgabe wird in den kommenden Jahren an Bedeutung gewinnen Die Bewertung erfordert qualitätsgesicherte Rechenprogramme, die in den Eigenforschungsprojekten OSTHM (FKZ 4722B10203) und ERLa (FKZ 4722B10205) durch das BASE entwickelt und verifiziert werden. Zur weiteren Qualitätssicherung ist die Teilnahme an Benchmarks optimal geeignet. Dort ist der Vergleich mit anderen Rechenprogrammen in Bezug zu endlagersystemnahen Standardproblemen ohne Bezug auf einen spezifischen Standort möglich. Ziel des Eigenforschungsprojektes ist eine erfolgreiche Teilnahme am internationalen Benchmarkprojekt BenVaSim-II. Dabei sollen die Rechenprogramme, die im BASE entwickelt und weiterentwickelt werden zur Anwendung kommen.

Projektbeschreibung

Das Standortauswahlgesetz (StandAG) verpflichtet zur Suche nach dem Endlagerstandort mit der bestmöglichen Sicherheit. Für den Sicherheitsvergleich von Endlagersystemen stehen regulatorische Kriterien zur Verfügung. Sie decken jedoch nicht alle Details des Sicherheitsvergleichs ab. Das BASE forscht daher im Projekt METIENS zu den Grundlagen des sicherheitsgerichteten Standortvergleichs. Das Akronym METIENS steht dabei für „Methoden, Bewertungskriterien und transparente Entscheidungsprozesse zur Identifikation eines Endlagerstandortes mit bestmöglicher Sicherheit”.

Wie die Sicherheit von Endlagerstandorten verglichen werden kann, hängt von der Einschätzung darüber ab, was Sicherheit ausmacht und wie sie bemessen und verglichen werden sollte. Diese Einschätzung kann von der bewertenden Person und dem Bewertungskontext abhängen. Das Projekt METIENS konzentriert sich daher nicht auf eine einzige Methode des Sicherheitsvergleichs. Es lotet vielmehr eine Bandbreite von Bewertungsmöglichkeiten aus und untersucht deren Eigenschaften.

Das BASE setzt mit dem Projekt METIENS wichtige Punkte seiner Forschungsagenda um: die Schaffung von Bewertungsmaßstäben und Indikatoren für einen sicherheitsgerichteten Vergleich sowie den transparenten Umgang mit Ungewissheiten. Hierdurch soll das BASE in die Lage versetzt werden, seinen Prüfungs- und Bewertungsauftrag nach §19 Abs. 1 StandAG auf wissenschaftlicher Grundlage zu erfüllen.

Der Vergleich verschiedenartiger Sicherheits- und Endlagerkonzepte

Die in Deutschland in Frage kommenden Wirtsgesteine Steinsalz, Tongestein und Kristallingestein zeigen erhebliche geologische, hydraulische, mechanische und chemische Unterschiede. Entsprechend verschieden sind Aufbau und Funktionsweise der jeweiligen Endlagerkonzepte. Dies erschwert die Suche nach gemeinsamen Kriterien für einen sicherheitsgerichteten Vergleich von Endlagerstandorten. Ein Vergleich grundlegend verschiedener Dinge ist aber nicht unmöglich. Es lassen sich stets gemeinsame Eigenschaften finden, deren Ausprägungen verglichen werden können. Beim Sicherheitsvergleich von Endlagersystemen müssen diese gemeinsamen Eigenschaften aber etwas über die relative Sicherheit der Systeme aussagen. Welche Eigenschaften hierfür in Frage kommen, wie sich daraus Sicherheitsindikatoren ableiten lassen und wie diese evaluiert werden können, wird im Forschungsprojekt METIENS untersucht.

Vielfältige Anforderungen

Sicherheitsindikatoren sollten nicht nur in der Lage sein, die relative Sicherheit von Endlagerstandorten zu bemessen. Sie sollten es auch mit ausreichender Genauigkeit tun. Außerdem sollten sie verständlich und nachvollziehbar bewertbar sein, wobei subjektive Bewertungsfaktoren transparent aufgezeigt werden sollten. Welche weiteren Anforderungen an die Sicherheitsindikatoren und die Sicherheitsbewertung zu stellen sind, wird im Forschungsprojekt METIENS erörtert. Dabei sollen auch Konflikte zwischen konkurrierenden Anforderungen untersucht werden.

Zur Vorgehensweise

Das Forschungsprojekt METIENS startete am 1. Januar 2022 und wird am 31. Dezember 2024 enden. Die ersten eineinhalb Jahre der Projektlaufzeit sind der Problemanalyse sowie der Identifikation und Begründung verschiedener Bewertungsstrategien gewidmet. Dazu werden auch grundsätzliche Fragen zur Interpretation des übergeordneten Ziels der bestmöglichen Sicherheit erörtert sowie mögliche Bedeutungen von Robustheit und Sicherheitsreserven. Auch werden Einsatzmöglichkeiten multikriterieller Entscheidungsverfahren erkundet. Im Anschluss sollen durch die Anwendung ausgewählter Bewertungsmethoden Rückschlüsse auf Vor- und Nachteile der Methoden gezogen werden, die erst in der Praxis sichtbar werden.

Projektbeschreibung

Ziel des Forschungsvorhabens ist eine Zusammenstellung und Begründung der Anforderungen an den Aufbau eines Inventarmodells für hochradioaktive Abfälle.

Ein Inventarmodell ist die strukturierte Darstellung von Inventardaten. Die Daten werden sinnvoll zueinander ins Verhältnis gesetzt und Annahmen einbezogen. Diese Annahmen sind beispielsweise Abbrandrechnungen, Aktivierungsrechnungen und Laufzeiten.

Radiologische und chemische Inventardaten beschreiben grundlegende Eigenschaften hochradioaktiver Abfälle, die eine Vielzahl von Anforderungen an die Sicherheit eines Endlagers begründen. Dazu gehören Anforderungen an die Eigenschaften der Wirtsgesteine als auch an das Endlagerkonzept selbst.

Es wird ein Abgleich zwischen den nach gesetzlichen Vorgaben erhobenen Inventardaten und den für die Prüfung benötigten Inventardaten erfolgen.

Das Forschungsvorhaben befasst sich daher mit

• Parametern, die im Inventarmodell erfasst werden müssen,
• generellen Abschätzungen zu den bestehenden Ungewissheiten der Inventardaten und
• potenziellen Auswirkungen auf endlagerrelevante Aspekte (Sensitivität).

Außerdem besteht die Notwendigkeit, den möglichen Einfluss einer verlängerten Zwischenlagerung auf die Endlagerfähigkeit der Abfälle zu untersuchen.

Die Ergebnisse des Vorhabens erlauben es dem BASE, seine Prüfaufgaben nach § 4 Standortauswahlgesetz (StandAG) vollumfänglich zu erfüllen.

Abschlussbericht (PDF, 6 MB, Datei ist barrierefrei⁄barrierearm)

Projektbeschreibung

Ziel des Forschungsprojektes ist es, das modelltechnische Instrumentarium (Codesystem) des BASE weiterzuentwickeln und eine Qualitätssicherung für die zu entwickelnden Rechen-programme durchzuführen. Damit soll das Forschungsprojekt dazu beitragen, die rechnergestützte Bewertung von Langzeitsicherheitsanalysen durch das BASE zu ermöglichen. Die Arbeiten sollen dabei maximal transparent stattfinden. Hierdurch soll das Vertrauen in die regulatorischen Bewertungen des BASE gestärkt werden.

Die regulatorische Bewertung von Langzeitsicherheitsanalysen im Standortauswahlverfahren erfordert diversifizierte, hochspezialisierte, langlebige und qualitätsgesicherte Rechenprogramme. Die Eigenentwicklung von Rechenprogrammen und die Weiterentwicklung von bereits vorhandenen Rechenprogrammen bieten zwei wesentliche Vorteile: eine hohe Flexibilität bei der Modellbildung sowie ein vertieftes Verständnis der Programme und Prozesse.

Wichtig für die Qualitätssicherung von Sicherheitsanalysen ist die Modellierung derselben Fragestellung mit verschiedenen Werkzeugen und durch verschiedene Teams. Diese Vorgehensweise wird als diversitäre Modellierungsstrategie bezeichnet. Hierdurch können Rechenprogramme, Modellbildung und Modellauswertung einer Gegenprüfung unterzogen werden.

Bei der Entwicklung bzw. Weiterentwicklung der oben genannten Rechenprogramme sind folgende Arbeitsschritte maßgeblich:

• Die Verifizierung der Rechenprogramme: Sie dient dem Nachweis, dass die Ergebnisse herauskommen, die zu erwarten sind. Dazu wird durch viele geeignete Testfälle gezeigt, dass die Ergebnisse den in den Rechenprogrammen enthaltenen Modellen entsprechen. Außerdem soll die Verifizierung zeigen, dass die Rechenprogramme korrekt ablaufen und die Ergebnisse im Rahmen der Rechengenauigkeit liegen.
• Die Qualifizierung der Rechenprogramme: Dabei wird ein bestimmtes Phänomen betrachtet, das für Langzeitsicherheitsanalysen wichtig ist. Hierbei ist es entscheidend, dass das Phänomen selber aus mehreren, teils überlagerten Einzelprozessen besteht. Eventuelle konzeptionelle Schwächen der Rechenprogramme können so erkannt werden. In der Betrachtung von Einzelprozesses würden diese nicht sichtbar werden. Im Forschungsprojekt werden beispielsweise Rechnungen zu einem aktuellen Experiment im Felslabor Mont Terri durchgeführt.
• Die Entwicklung von Darstellungsoptionen: An die Rechenprogramme, die in der Bewertung von Langzeitsicherheitsanalysen eingesetzt werden, werden ebenso besondere Anforderungen hinsichtlich der Darstellungsoptionen gestellt. Die Bewertungen und Ergebnisse sollen transparent und gut verständlich in der wissenschaftlichen und nichtwissenschaftlichen Öffentlichkeit präsentiert werden können. Deshalb sind zeit-gemäße und flexible Möglichkeiten in der Darstellung der Ergebnisse wichtig.

Projektbeschreibung

Die Standortauswahl für ein potentielles Endlager muss die Anforderungen nach der Endlagersicherheitsanforderungsverordnung erfüllen. Das Deckgebirge des potentiellen Endlagers soll demnach möglichst langfristig zum Schutz des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches gegen Auswirkungen exogener Vorgänge beitragen. Durch die Anwendung geowissenschaftlicher Abwägungskriterien soll dies sichergestellt werden.

Exogene Prozesse, also Prozesse von außen, könnten die Barriere- und Schutzfunktion des Deckgebirges gefährden. In diesem Forschungsvorhaben wird der Stand von Wissenschaft und Technik auf der Basis von Reviews evaluiert.

Zu Beginn soll ein systematischer Literatur-Review

• zum Deckgebirge und seiner Beschaffenheit in Deutschland,
• zu den sicherheitsrelevanten erosiven (abtragenden) Prozessen im Deckgebirge und
• zu Langzeit-Klimaprognosen für das Gebiet von Mitteleuropa - mit besonderem Blick auf Deutschland - erfolgen.

Daran schließt sich ein weiterer systematischer Review

• zu online bereitgestellten digitalen Geofachdaten zum Deckgebirge in Deutschland und
• zur Methodik und Erstellung von generischen numerischen Modellen sowie 2D- und 3D-Modellen an.

Eine 2D-Übersichtsdarstellung des Deckgebirges in Deutschland im Maßstab 1:1.000.000 soll erarbeitet werden. Ebenso wird eine Darstellung der methodisch-technische Herangehensweise und Erarbeitung von generischen Grundlagen für die eigentliche numerische Modellierung erfolgen. Hierbei werden zwei sicherheitsrelevante erosive Prozesse über den Zeitraum von 1.000.000 Jahren berücksichtigt.

Ein wichtiger Aspekt im Forschungsvorhaben "MeMoDeck" ist die Identifikation von Ungewissheiten und ihren Auswirkungen

• zum einen bei den erosiven Prozessen und ihren Rahmenbedingungen (z.B. klimatische Entwicklung, Deckgebirgsbeschaffenheit) und
• zum anderen bei deren Umsetzung in den numerischen Modellen.

Internationale Erfahrungen und Empfehlungen sollen evaluiert, dokumentiert und ihre Übertragbarkeit auf Deutschland geprüft werden. Das beinhaltet auch Erfahrungen in Bezug auf den Umgang mit Ungewissheiten bei Langzeitprognosen.

Projektbeschreibung

Anlass für dieses Forschungsprojekt ist das Gesetz zur Suche und Auswahl eines Standortes für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle (StandAG).

Im Gegensatz zu Endlagerkonzepten in Tongestein oder Steinsalz wird für Kristallingestein nicht zwingend ein einschlusswirksamer Gebirgsbereich (ewG) vorgeschrieben. Der sichere Einschluss hochradioaktiver Abfälle wird im Falle von Endlagerkonzepten ohne einschlusswirksamen Gebirgsbereich (ewG) vor allem durch das Zusammenwirken von Endlagerbehälter und technischer bzw. geotechnischer Barriere erreicht. Das StandAG schreibt daher besonders hohe Anforderungen für die Langzeitintegrität der Endlagerbehälter sowie die umgebenden technischen und geotechnischen Barrieren vor.

In diesem Projekt wird der Stand von Wissenschaft und Technik zu Behälterkonzepten im Kristallingestein über den Zeitraum von einer Million Jahre zusammengetragen. Im Fokus stehen Robustheit und Integrität. Hierbei werden Korrosionsprozesse verschiedener Materialien unter den geochemischen Randbedingungen in Kristallingestein in Deutschland analysiert. Im Anschluss erfolgt ein Review.

Betrachtet wird auch, wie fortgeschrittene Endlagerkonzepte anderer Länder für Kristallingestein unter den regulatorischen Anforderungen in Deutschland realisiert werden könnten. Die damit verbundenen Vor- und Nachteile solcher Konzepte werden ermittelt. Zudem sollen Ansätze zur rechnerischen Ableitung des Einschlussvermögens für ein Endlagerkonzept ohne ewG nach den Vorgaben der Endlagersicherheitsanforderungsverordnung entwickelt werden. Das Verständnis über Methoden wird vertieft, die zur Bewertung der Barrierenwirksamkeit und des Einschlussvermögens in Langzeitsicherheitsuntersuchungen für Kristallingestein genutzt werden können.

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Projektbeschreibung

Sicherheitsuntersuchungen für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle erfordern unter anderem die Analyse von zu erwartenden und abweichenden Entwicklungen des Endlagersystems. Die Szenarienentwicklung erfasst und beschreibt diese Systementwicklungen durch Szenarien. Zur Bewertung der Langzeitsicherheit müssen für die meisten Szenarien numerische Modellrechnungen durchgeführt werden. Die Rechenfälle sollten das jeweilige Szenarium abdecken und keine wesentliche Entwicklung unberücksichtigt lassen.

Wann ein Szenarium vollständig durch Rechenfälle abgedeckt wird, ist wenig erforscht. Erfahrungen aus Sicherheitsanalysen wie z. B. der vorläufigen Sicherheitsanalyse Gorleben (VSG) zeigten, dass die Überführung abstrakter Szenarienbeschreibungen in konkrete Rechenfälle schwierig ist. Damit verbunden sind Fragen, die entscheiden für die Vertrauensbildung in die Ergebnisse sind. Ein Beispiel hierfür wäre, ob angewendete Rechenfälle die Szenarien vollständig abdecken. Das Forschungsprojekt soll dazu beitragen, diese Fragen näher zu beleuchten und den Kenntnisstand zu verbessern.

Hierfür wird ein Verfahren der szenariengestützten Entwicklung von Rechenfällen entwickelt und erprobt. Kern des Verfahrens ist ein intensiver, sich wiederholender Austausch zwischen den Fachdisziplinen der Szenarienentwicklung und der Modellierung. Bei diesen Austausch werden Rechenfälle mit Blick auf die Repräsentativität schrittweise bis zum erforderlichen Grad der Szenarienabdeckung optimiert bzw. angepasst. Durch die Erprobung und Weiterentwicklung des Verfahrens sollen wesentliche Schwierigkeiten bei der Erstellung szenarienabdeckender Rechenfälle identifiziert, analysiert und Lösungsansätze entwickelt werden. Dabei werden auch Transparenz, Nachvollziehbarkeit und mögliche Begründungslücken bei Modellierungsentscheidungen wichtige Themen sein, die berücksichtigt werden.

Das Forschungsprojekt trägt dazu bei, die Theorie und Praxis der Szenarienentwicklung, der Modellierung und ihres Zusammenspiels besser zu verstehen. Typische Schwachstellen können identifiziert werden, um sie letztendlich im Rahmen der aufsichtlichen und genehmigungstechnischen Aufgaben des BASE besser prüfen zu können.

Projektbeschreibung

Zur weiteren Vernetzung und Vertiefung wissenschaftlicher Erkenntnisse im Bereich der Endlagerung ist das BASE zum 23.10.2020 dem untertägigen Schweizer Felslabor Grimsel Test Site beigetreten.

Die Grimsel Test Site befindet sich in den Schweizer Alpen. Sie ist seit 1984 ein internationales Zentrum für untertägige Forschung zu Fragestellungen der Endlagerung radioaktiver Stoffe in Kristallingestein. Erkenntnisse aus in-situ durchgeführten Experimenten sind auch für das BASE von Relevanz. In labor- oder computergestützten Untersuchungen können aus verschiedenen Gründen nicht alle relevanten Parameter nachgebildet werden können. In einer Rahmenvereinbarung wurde eine Beteiligung an zunächst drei laufenden Forschungsvorhaben beschlossen. Diese Vorhaben befassen sich mit

• dem Korrosionsverhalten möglicher Endlagerbehältermaterialien (MaCoTe)
• der Mobilität von Radionukliden in Kristallingestein (CIM)
• der Rückhaltung von Radionukliden in (geo) technischen Barrieren (LTD).

Die Partnerschaft mit der Grimsel Test Site ermöglicht es dem BASE, zusammen mit internationalen Partnern, Experimente zu entwerfen und durchzuführen. Das schafft eine weitere Wissensbasis für die Aufgaben des BASE als Aufsichts- und Regulierungsbehörde des Bundes bei der Endlagersuche. Das BASE erhält so auch Zugriff auf die Ergebnisse der langjährigen Forschung zum Kristallingestein. Es kann sich dadurch mit anderen aktiven internationalen Forschungsakteuren zum Thema Endlagerung austauschen und vernetzen.

An den vom BASE unterstützten Forschungsthemen beteiligen sich unter anderem Organisationen aus Finnland, Großbritannien, Japan, Kanada, Schweiz, Südkorea und Tschechien.

Erfahren Sie mehr: BASE kooperiert mit Untertagelabor Grimsel Test Site (Meldung des BASE vom 10.02.2021)

Projektbeschreibung

Zum 01.07.2019 ist das BASE dem Schweizer Mont Terri Projekt beigetreten. Dies dient der weiteren Vernetzung und Vertiefung wissenschaftlicher Erkenntnisse im Bereich der Endlagerung.

Das Mont Terri Projekt forscht seit 1996 in einem Felslabor im Schweizer Kanton Jura zur Endlagerung radioaktiver Stoffe in Tongestein. Das Felslabor wird vom Schweizer Bundesamt für Landestopografie (swisstopo) betrieben und bietet in mehreren Stollen in 300 Metern Tiefe unterschiedlichste Experimentiermöglichkeiten.

Die Partnerschaft mit Mont Terri ermöglicht dem BASE, selbstständig und in Kooperation mit den internationalen Partnern Experimente zu entwerfen und durchzuführen. Das schafft eine weitere Wissensbasis für die Aufgaben des BASE als Aufsichts- und Regulierungsbehörde des Bundes bei der Endlagersuche. Das BASE erhält so auch Zugriff auf die Ergebnisse aus über 20 Jahren Forschung zum Tongestein. Es kann sich dadurch mit anderen europäischen Regulierungsbehörden austauschen und vernetzen. An den Forschungen beteiligen sich 19 Organisationen aus Belgien, Deutschland, Frankreich, Japan, Kanada, Spanien, der Schweiz, Großbritannien und den USA. Die Organisationen repräsentieren Regulierungsbehörden, Vorhabenträger, Forschungseinrichtungen sowie technische Institute.

Aktuell beteiligt sich das BASE an Experimenten

• zu Fragen der Diffusion in thermischen Gradienten,
• des Gastransportes in Tonsteinen
• der Korrosion und des Einflusses mikrobieller Aktivitäten
• der Wechselwirkungen zwischen Tonstein und organischen Bestandteilen sowie
• der Charakterisierung von Porenwässern.