Studien zur Verbesserung von Endlagern für radioaktive Abfälle

Der Umgang mit radioaktiven Abfällen ist immer eine heikle Angelegenheit. Mit diesen Substanzen, die sowohl die Umwelt als auch die menschliche Gesundheit enorm schädigen können, muss auf ganz besondere Weise umgegangen werden. Selbst unterirdische Endlager müssen deshalb peinlichst genau auf ihre Eignung untersucht werden.

Damit radioaktive Abfälle sicher in unterirdischen Lagerstätten aufbewahrt werden können, bedarf es spezieller Barrieren, um Undichtigkeiten zu verhindern oder zumindest unter Kontrolle zu halten. Um herauszufinden, welches Lager die besten Eigenschaften aufweist, musste in einer Reihe von wissenschaftlichen Untersuchungen geklärt werden, wie das optimale Lager ausgelegt und gebaut werden muss, und welche langfristigen Eigenschaften damit in Steinsalz zu erzielen sind. Konkret wurden in der Studie drei Aspekte betrachtet, nämlich das Nebengestein einschließlich der Aushubzone um die eigentlichen Lagerräume herum, das Verfüllmaterial aus Salzgrus und schließlich die Werkstoffe zur Herstellung der Abfallcontainer.

Die Untersuchung gliederte sich in vier Bereiche: In-situ-Studien, Laboruntersuchungen, Simulation an Modellen und theoretische Studien. Zu diesen Studien gehörten unter anderem geophysikalische Laborstudien zur Ermittlung physikalischer, mechanischer und hydrologischer Größen sowie zur Rückholbarkeit von radioaktiven Abfallstoffen und ausgedienten Brennelementen.

Bei den im ehemaligen Salzbergwerk Asse durchgeführten In-situ-Studien wurde das komplexe Verhalten von Verfüllmaterial und Steinsalz während und nach Abwicklung des Großexperiments „Thermische Simulation der Streckenlagerung“ analysiert. Ein Teil dieses Experiments bestand in der elektrischen Erwärmung zweier simulierter Endlagerstrecken. Beide wurden mit Hilfe von Endlagerbehälter-Attrappen auf etwa 170 bis 200 Grad Celsius erhitzt. Bei einer dieser Streckenlagerungen wurden Proben des Salzgebirges und das verdichtete Verfüllmaterial in Laboratorien untersucht, um Aussagen über die Eignung des Salzstocks als Endlager zu gewinnen.

Die Labortests konzentrierten sich besonders auf die Verhältnisse bei den In-situ-Experimenten. Besondere Aufmerksamkeit wurde den Eigenschaften der extrahierten Gebirgsproben sowie den Materialeigenschaften der mehr als 280 möglichen Lagerbehälter im Hinblick auf mögliche Korrosionserscheinungen nach mehr als zehn Jahren Einwirkungszeit gewidmet. Durch Auswertung der geophysikalischen Eigenschaften von Gebirgsproben konnten sich die Forscher eine Übersicht über das Verhalten des Gebirges in fortgeschrittenen Kompaktions- und Deformationsstadien verschaffen.

In theoretischen Studien schließlich wurde versucht, die zur Rückholbarkeit von radioaktiven Abfallstoffen notwendigen Randbedingungen zu ermitteln und zu einem Verständnis der daraus folgenden Konsequenzen zu gelangen. Diese Arbeiten sind ein weiterer Beitrag zur künftigen Auslegung und Entwicklung von Endlagersystemen.

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Werner Bechthold
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