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Description
(Text)
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.
(Table of content)
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
(Text)
The recommendation shows a methodology for the integrity verification of the barrier rock for a permanent disposal site for highly radioactive waste in accordance with legal requirements, including the German Ordinance on Safety Requirements and Preliminary Safety Investigations.
Contents
Abbildungsverzeichnis xi
Tabellenverzeichnis xv
0 Zusammenfassung 1
1 Einführung 2
1.1 Vorbemerkung 2
1.2 Zweck / Anwendungsbereich 3
1.3 Integritätsnachweis - regulativer Rahmen 4
2 Geologische Rahmenbedingungen 7
2.1 Wirtsgestein / Gesteinsformationen / Teilgebiete 7
2.1.1 Wirtsgestein Steinsalz 7
2.1.2 Wirtsgestein Tongestein 9
2.1.3 Wirtsgestein Kristallingestein 10
2.2 Geologisches Modell 11
2.3 Anforderungen an das geologische Modell 12
3 Einschluss- und Endlagerkonzepte 14
3.1 ewG-Konzept / Sicherer Einschluss 14
3.2 Mindestanforderungen Barrieregestein 15
3.3 Endlagerkonzepte 16
3.3.1 Grundgedanken 16
3.3.2 Endlagerkonzepte für Steinsalz 18
3.3.2.1 Endlager in steil stehenden Salzformationen 20
3.3.2.2 Endlager in flach lagernden Salzformationen 21
3.3.3 Endlagerkonzepte für Tongestein 22
3.3.4 Endlagerkonzepte für Kristallingestein 23
3.4 Standsicherheit von Hohlräumen 25
4 Einwirkungen und Szenarienanalysen 27
4.1 Einführung 27
4.2 Einwirkungen und Schädigungsprozesse 27
4.2.1 Geogener Ausgangszustand 27
4.2.1 Geomechanisch induzierte Einwirkungen und Schädigung 28
4.2.2 Bergbau- und betriebstechnisch induzierte Einwirkungen 29
4.2.3 Thermisch-mechanisch induzierte Einwirkungen 30
4.2.4 Fluiddruck-induzierte Einwirkungen 31
4.3 Ableitung von Lastfällen - Szenarienanalyse 32
5 Kriterien für die Integritätsbewertung 35
5.1 Vorbemerkung - Physikalisches Prozessverständnis 35
5.2 Kriterien 37
5.2.1 Dilatanzkriterium 37
5.2.1.1 Hintergrund 37
5.2.2 Fluiddruck- oder Minimalspannungskriterium 41
5.2.2.1 Hintergrund 41
5.2.3 Temperaturkriterium 44
5.2.3.1 Hintergrund 44
5.2.3.2 Anwendung / Relevanz 45
5.2.4 Advektionskriterium 45
5.2.4.1 Hintergrund 45
5.2.4.2 Anwendungsbereich / Relevanz 46
6 Geotechnische Eigenschaften der Wirtsgesteine 48
6.1 Vorbemerkungen 48
6.2 Vorgehensweise Homogenbereichsausweisung 49
6.3 Datenbasis Salzgesteine 49
6.3.1 Vorbemerkung 49
6.3.2 Referenzdatensätze: Steinsalz - Flache / Steile Lagerung 50
6.4 Datenbasis Tongestein 53
6.4.1 Vorbemerkung 53
6.4.2 Referenzdatensätze 54
6.5 Datenbasis Kristallingestein 58
6.5.1 Vorbemerkung 58
6.5.2 Referenzdatensätze 59
7 Gebirgsmechanisches Nachweis- und Prognosemodell 60
7.1 Ziele und Anforderungen 60
7.2 Konzeptuelles Vorgehen 61
7.3 Numerische Modellierung 65
7.3.1 Simplifizierung der realen Verhältnisse 65
7.3.2 Modellierungskonzept / Teilmodelle 65
7.3.3 Gekoppelte Prozesse 67
7.4 Stoffmodelle 71
7.4.1 Einführung 71
7.4.2 Steinsalz 72
7.4.3 Tongesteine 74
7.4.4 Kristallingestein 76
7.5 Auswertung der Berechnungen 78
7.6 Sensitivitätsanalysen 78
8 Bewertung der Integrität der geologischen Barriere 79
8.1 Vorbemerkung 79
8.2 Anforderungen an den sicheren Einschluss 80
8.3 Konsequenzen einer Integritätsverletzung 81
8.3.1 Konsequenzen einer Verletzung des Dilatanzkriteriums 81
8.3.2 Konsequenzen einer Verletzung des Fluiddruckkriteriums 82
8.3.3 Konsequenzen einer Verletzung des Temperaturkriteriums 82
8.3.4 Advektionskriterium 83
Anhang A Beispiele zu Integritätsanalysen für Salzgestein in flacher Lagerung und Tongestein 85
A. 1 Vorgehensweise Integritätsnachweis 85
A. 2 Salzgesteine: „Flache Lagerung - Salzkissen" 85
A.2. 1 Referenzmodell - Geologische Situation / Einlagerungskonzept 86
A.. 2 Vorgehensweise Integritätsanalyse 87
A.2. 3 Berechnungsergebnisse 87
A.2. 4 Zusammenfassung / Bewertung der Barriereintegrität 90
A. 3 Tongesteine mit hoher Mächtigkeit 91
A.3. 1 Geologisches Modell 91
A.3. 2 Modellierungskonzept 92
A.. 3 Ergebnisse 93
A.3.3. 1 Thermisch 93
A.3.3. 2 Hydraulisch 93
A 3 Mechanisch 93
A.3.3. 4 Indikator Dilatanz 97
A.3.3. 5 Indikator Fluiddruck 97
A.3.3. 6 Indikator Temperatur 99
A.3.3. 7 Indikator Advektion 99
A.3.3. 8 Diskussion der Ergebnisse 101
Literatur 105
Abkürzungen 113
Abkürzungen Forschungsvorhaben 115
![The Diversity of Irony (Cognitive Linguistics Research [CLR] 65) （2022. VIII, 307 S. 48 b/w and 16 col. ill., 8 b/w tbl. 230 mm）](../images/goods/ar/work/imgdatak/31107/3110777517.jpg)
