Stoffmodellentwicklung für Tonmaterialien (EURAD-Projekt)
Groß maßstäbliches Gas Injektionstest (LASGIT) für die Kalibrierung von numerischen Modellen im Rahmen des EURAD-Projektes, Arbeitspaket GAS (Quelle: British Geological Survey – BGS)
Das "European Joint Programme on Radioactive Waste Management", kurz EURAD, umfasst ein gesamteuropäisches Forschungsprojekt, dessen Ziel es ist, Forschungsaktivitäten zu offenen Fragen im Bereich der Endlagerung radioaktiver Abfallstoffe in tiefen geologischen Formationen zu koordinieren und zu fördern. Das Forschungsprojekt basiert auf den abgestimmten Prioritäten gemeinsamer Interessen zwischen den europäischen Endlagerorganisationen, technischen Fachorganisationen und Forschungsinstitutionen. Unsere Muttergesellschaft, die BGE, ist Mitglied des EURAD-Projektes und beteiligt sich u. a. an den Arbeitspaketen GAS und HITEC. Die BGE TECHNOLOGY wurde beauftragt, im Rahmen dieser Arbeitspakete Stoffmodelle für Tonmaterialien zu entwickeln. Das entwickelte Modell wird in dem Prozess-Code OpenGeoSys frei zugänglich sein. OpenGeoSys ist ein parallelisiertes numerisches Programm für gekoppelte THM-Prozesse unter einer offen zugänglichen Quell-Lizenz.
Das Arbeitspaket GAS hat das Ziel, das Verständnis zum Thema Gastransportprozesse in Tongesteinen und tonigen Baustoffen zu verbessern und die Gastransportprozesse, die in einem geologischen Endlagersystem auftreten können, zu bewerten. Außerdem sind die potentiellen Auswirkungen auf die Barrierenintegrität und die Endlagereigenschaften zu untersuchen. In diesem Arbeitspaket plant BGE TECHNOLOGY GmbH gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ, Leipzig) und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR, Hannover) Stoffmodelle für den advektiven Transport von Gas in Tonmaterialien zu entwickeln. Die entwickelten Modelle werden mit existierenden thermo-hydro-mechanischen Modellen für quellfähigen Tonmaterialien kombiniert, um das allgemeine 2-Phasen-Fluss-und thermomechanische (TH²M) Verhalten von Tonen zu beschreiben. Die Ergebnisse werden das Vertrauen in modell-basierten Langzeitsicherheits- und Integritätsnachweise für das geotechnische Barrierensystem erhöhen.
Das Arbeitspaket HITEC behandelt den Einfluss der Temperatur auf das tonbasierte Materialverhalten. Das Hauptziel ist die Verbesserung des Verständnisses für das thermo-hydro-mechanische (THM) Verhalten von Tongesteinen und tonigen Baumaterialien bei hohen Temperaturen. Es sollen geeignete THM Modelle für Tongesteine und tonigen Baumaterialien abgeleitet werden. in diesem Zusammenhang will BGE TECHNOLOGY GmbH ein zeitabhängiges, anisotropes THM Modell für Tongesteine entwickeln, das die Festigkeits- und Steifheitsanisotropie, die zeitabhängige Verformung, die Abhängigkeit der Permeabilität von irreversiblen Spannungen, die hydro-mechanische Kopplung für gesättigte und/oder ungesättigte Verhältnisse und die thermo-mechanische Kopplung berücksichtigt. Dadurch soll die thermisch induzierte Schädigung im Tonstein vorher gesagt werden. Die Validierung des entwickelten THM Stoffmodells soll basierend auf einem in situ Benchmark Experiment erfolgen. Dadurch soll die Anwendbarkeit des Modells auf Endlager-Maßstab geprüft werden.