Methodische Bewertung der Integrität der geologischen Barriere für Endlager

Die Empfehlung beschreibt die methodische Vorgehensweise zum Integritätsnachweis des Barrieregesteins für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle, entsprechend den gesetzlichen Vorgaben des Standortauswahlgesetzes (StandAG) und der aktualisierten Verordnung über Sicherheitsanforderungen und vorläufige Sicherheitsuntersuchungen für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle (EndlSiAnfV). Der Begriff Integrität bedeutet das Vorliegen und den Erhalt der für den sicheren Einschluss der radioaktiven Abfälle relevanten Eigenschaften der geologischen Barrieren des Endlagersystems.
Wegen der unterschiedlichen geologischen Randbedingungen der potenziellen Barrieregesteine müssen bei der Nachweisführung die auf diese Eigenschaften jeweils zugeschnittenen, technischen Endlagerkonzepte inklusive eines Verfüll- und Verschlusskonzeptes berücksichtigt werden. Ausgehend von den identifizierten thermisch-hydraulisch-mechanischen Einwirkungen sowie der darauf basierenden Szenarienanalyse werden allgemein gültige thermische, hydraulische und mechanische (THM-) Prüfkriterien definiert. Da die drei Wirtsgesteinstypen sehr unterschiedliche THM-Eigenschaften aufweisen, erfordert der Integritätsnachweis eine den Anforderungen an die Nachweisführung entsprechend qualifizierte, jeweils gesteins- und gebirgsspezifische Datenbasis. Diese stellt die Grundlage für das gebirgsmechanische Nachweis- und Prognosemodell und für die Entwicklung hierfür erforderlicher materialspezifisch geeigneter Stoffmodelle zur Untersuchung des Trag- und Dichtigkeitsverhaltens der anstehenden Formationen dar. Die Bewertung von Integrität und Robustheit der geologischen Barriere für den Nachweiszeitraum von 1 Mio. Jahren erfolgt durch eine Gegenüberstellung der Untersuchungsergebnisse zum Trag- und Dichtigkeitsverhalten der geologischen Barriere mit den Prüfkriterien und ihren zugeordneten Grenzwerten. Die praktische Umsetzung des geotechnischen Integritätsnachweises wird an Beispielen aus Forschungsvorhaben für Salinarformationen (VSG, KOSINA) und Tonstein (ANSICHT) gezeigt.

Autorentext
Der Arbeitskreis (AK) 3.8 "Geotechnik in der Endlagerung radioaktiver Abfälle" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT) befasst sich mit der Erarbeitung von Empfehlungen zu geotechnischen, gebirgsmechanischen und -hydraulischen Themen in der Endlagerung von Wärme entwickelnden radioaktiven Abfällen. Der AK 3.8 wurde im Jahr 2019 gegründet. Mitglieder und ständige Gäste vertreten die Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) sowie die BGE Technology GmbH, die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), die Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS), das Institut für Gebirgsmechanik GmbH (IfG), die ILF Beratende Ingenieure AG, das Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG), die TU Bergakademie Freiberg, die TU Braunschweig und die TU Clausthal.

Inhalt
1 Einführung
2 Geologische Rahmenbedingungen
3 Einschluss- und Endlagerkonzepte
4 Einwirkungen und Szenarienanalysen
5 Kriterien für die Integritätsbewertung
6 Geotechnische Eigenschaften der Wirtsgesteine
7 Gebirgsmechanisches Nachweis- und Prognosemodell
8 Bewertung der Integrität der geologischen Barriere
Anhang: Beispiele zu Integritätsanalysen für Salzgestein in flacher Lagerung und Tongestein