Ein neuer Ansatz zur Sicherheitsbewertung eines HAW-Endlagersystems im Kristallingestein – Projekt CHRISTA III
Probe eines Kristallingesteins, eines der in Deutschland betrachteten Wirtsgesteine für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle.
Die Sicherheitsbewertung eines Endlagersystems beruht auf einer umfassenden Beschreibung des Systems durch einen FEP-Katalog sowie auf einer Prognose seiner zukünftigen Entwicklung durch eine Szenarienentwicklung. In Deutschland wurden entsprechende Methodiken für Sedimentgesteine entwickelt. Aufgrund spezifischer Unterschiede in den Gesteinseigenschaften und in der Sicherheitsstrategie sind diese jedoch nicht unmittelbar auf Kristallingestein übertragbar.
Daher wurde von der BGE TECHNOLOGY GmbH (BGE TEC), der BGR und der GRS gGmbH in den Forschungs- und Entwicklungsprojekten CHRISTA II und III eine angepasste Methodik entwickelt. Die Projekte wurden vom Projektträger Karlsruhe im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) gefördert. Der neue Ansatz wurde an einem generischen Datensatz erprobt, der ein geologisches Modell, eine Sicherheitsstrategie, ein Endlagerkonzept und einen FEP-Katalog umfasst.
Geklüftetes Kristallingestein weist deutlich verringerte Einschlusseigenschaften auf. Das Sicherheitskonzept beruht daher auf langzeitstabilen Abfallbehältern, die durch einen Bentonitversatz geschützt werden. Da sich Fertigungsfehler und Fehler bei deren Detektion bei der industriellen Herstellung großer Stückzahlen von Abfallbehältern nicht vollständig ausschließen lassen, sind Behälter mit unentdeckten Fehlern auch in der erwarteten Systementwicklung zu berücksichtigen. Die Methodik der Szenarienentwicklung setzt an den Hauptbarrieren an sowie an den Prozessen, die die Barrierefunktion beeinträchtigen und/oder die Radionuklidmobilisierung und den Radionuklidtransport beeinflussen. Um den Einfluss der hydraulischen Eigenschaften des Wirtsgesteins auf die Barrierefunktion und auf den Grundwasserfluss zu berücksichtigen, wurde das Nahfeld der Barrieren in Initialgruppen beschrieben. Für die erwarteten Szenarien wurden spezifische Annahmen (z. B. ein Klimamodell), wahrscheinliche Ausprägungen der Komponenten und wahrscheinliche Intensitäten der Prozesse zugrunde gelegt. Alternative Szenarien lassen sich aus Abweichungen von den spezifischen Annahmen, aus weniger wahrscheinlichen Eigenschaften der Komponenten und aus abweichenden Prozessintensitäten ableiten. Für diese Szenarien wurden numerische Werkzeuge für Sicherheitsbewertungen erfolgreich erprobt.
Der vorgeschlagene systematische und transparente Ansatz zur Szenarienentwicklung erhöht die Nachvollziehbarkeit und unterstützt damit die Kommunikation zwischen Vorhabenträgern und Stakeholdern.