// Langzeit-Sicherheitsuntersuchungen
PIONIER
Implementierung und Weiterentwicklung von Stoffmodellen für Tongesteine und Bentonit zur Simulation THM-gekoppelter Prozesse im Rahmen sicherheitsanalytischer Untersuchungen
Der sichere Einschluss der radioaktiven Abfälle beruht im Bewertungszeitraum gemäß § 4 Abs. 2 Endlagersicherheitsanforderungsverordnung auf einem robusten, gestaffelten Barrierensystem, bestehend aus geologischen, geotechnischen und technischen Barrieren. Das Forschungsprojekt PIONIER zielt darauf ab, bestehende Ungewissheiten bzw. Kenntnislücken hinsichtlich der Integrität von geologischen und geotechnischen Barrieren bestmöglich zu reduzieren und legt hierbei den Fokus auf Tongestein als geologische und Bentonit als geotechnische Barriere. Hierfür werden gekoppelte thermische, hydraulische und mechanische Prozesse (sogenannte THM-Prozesse) für Tongestein und Bentonit mit dem numerischen Berechnungscode OpenGeoSys (OGS) implementiert und weiterentwickelt.
Das Forschungsprojekt PIONIER ist fachlich eng mit Arbeiten der BGE in EURAD (European Joint Programme on Radioactive Waste Management) verknüpft. EURAD ist ein gemeinsames Forschungsprogramm der Europäischen Union mit dem Ziel, die sicherheitsorientierte Umsetzung der nationalen Entsorgungsprogramme durch gemeinsame Forschungsaktivitäten zu relevanten und prioritären Fragestellungen im Bereich der Entsorgung radioaktiver Abfälle zu unterstützen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens PIONIER unterstützt die BGE TECHNOLOGY GmbH die BGE in ihren EURAD-Tätigkeiten, insbesondere für die EURAD-Projekte GAS (Mechanistic understanding of gas transport in clay materials) und HITEC (Influence of temperature on clay-based material behavior).
Das Forschungsprojekt 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 sollen die potenziellen Auswirkungen auf die Barrierenintegrität und die Endlagereigenschaften untersucht werden. In Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ, Leipzig) und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR, Hannover) arbeitet die BGE an der Implementierung von Stoffmodellen für den advektiven Transport von Gas in Tonmaterialien. Im Rahmen von Pionier wird zusätzlich ein THM-Stoffmodell für Bentonit entwickelt, mit dem das Quellverhalten von quellfähigen Tonmaterialien unter Temperatureinwirkungen beschrieben werden kann. Die Kombination dieser Stoffmodelle soll später die numerische Behandlung des allgemeinen Zweiphasenflusses und thermomechanischen (TH²M) Verhaltens von Tonen ermöglichen.
Das Forschungsprojekt HITEC untersucht den Einfluss der Temperatur auf das tonbasierte Materialverhalten. Das Hauptziel ist, das Verständnis für das thermo-hydro-mechanische (THM) Verhalten von Tongesteinen und tonigen Baumaterialien bei hohen Temperaturen zu verbessern. Geeignete THM-Modelle für Tongesteine und tonige Baumaterialien sollen abgeleitet werden. In diesem Zusammenhang möchte die BGE ein zeitabhängiges, anisotropes THM-Modell für Tongesteine entwickeln, das die Festigkeits- und Steifigkeitsanisotropie, die zeitabhängige Verformung, die Abhängigkeit der Permeabilität von irreversiblen Spannungen, die hydro-mechanische Kopplung für gesättigte und/oder ungesättigte Verhältnisse sowie die thermomechanische Kopplung berücksichtigt. Dadurch soll die thermisch induzierte Schädigung im Tonstein vorhergesagt werden. Die Validierung des entwickelten THM-Stoffmodells soll basierend auf einem In-situ-Benchmark-Experiment erfolgen. Dadurch soll die Anwendbarkeit des Modells im Endlager-Maßstab geprüft werden.
Kontakt
Forschung und Entwicklung
info@bge-technology.de
Kurzinfos
Laufzeit: 2019 - 2025
Auftraggeber:
Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE)
Publikationen
// Zeitschriftenaufsatz
EURAD state-of-the-art report: thermo-hydro-mechanical behaviour at high temperature of host clay formations
Autor(en): P. Bésuelle, M. Villar, E. Simo, et al.
Sprache: Englisch
Publikationsnummer: DOI: 10.3389/fnuen.2025.1436490
28.03.2025
Bésuelle, P.; Villar, M. V.; Simo, E.; et al. (2025): EURAD state-of-the-art report: thermo-hydro-mechanical behaviour at high temperature of host clay formations. PIONIER: Implementierung und Weiterentwicklung von Stoffmodellen für Tongesteine und Bentonit zur Simulation THM-gekoppelter Prozesse im Rahmen sicherheitsanalytischer Untersuchungen. DOI: 10.3389/fnuen.2025.1436490. EURAD Partneers (EURAD). Frontiers in Nuclear Engineering
// Forschungsbericht
EBS Domain Insight 3.4.1
Autor(en): A. Lommerzheim, M. Jobmann, N. Müller-Hoeppe
Teilbericht des Verbundsprojekt EURAD - Domain Insight
Sprache: Englisch
14.11.2023
Lommerzheim, A.; Jobmann, M.; Müller-Hoeppe, N. (2023): EBS Domain Insight 3.4.1. Teilbericht des Verbundsprojekt EURAD - Domain Insight. PIONIER: Implementierung und Weiterentwicklung von Stoffmodellen für Tongesteine und Bentonit zur Simulation THM-gekoppelter Prozesse im Rahmen sicherheitsanalytischer Untersuchungen.
// Forschungsbericht
Scenario development and FEP analysis, Domain Insight
Autor(en): A. Lommerzheim
Teilbericht des Verbundsprojekt EURAD
Sprache: Englisch
22.09.2022
Lommerzheim, A. (2022): Scenario development and FEP analysis, Domain Insight. Teilbericht des Verbundsprojekt EURAD. PIONIER: Implementierung und Weiterentwicklung von Stoffmodellen für Tongesteine und Bentonit zur Simulation THM-gekoppelter Prozesse im Rahmen sicherheitsanalytischer Untersuchungen.
// Poster
Hydromechanical modelling of the gas transport in Clay samples
Autor(en): A. Hassanzadegan, C. Müller, E. Simo, et al.
8th International Conference on Clays, Clay Conference 2022 held on 13-16 June 2022 in Nancy, France
Sprache: Englisch
13.06.2022
Hassanzadegan, A.; Müller, C.; Simo, E.; et al. (2022): Hydromechanical modelling of the gas transport in Clay samples. 8th International Conference on Clays, Clay Conference 2022 held on 13-16 June 2022 in Nancy, France. PIONIER: Implementierung und Weiterentwicklung von Stoffmodellen für Tongesteine und Bentonit zur Simulation THM-gekoppelter Prozesse im Rahmen sicherheitsanalytischer Untersuchungen. BGE TECHNOLOGY GmbH (BGE TEC). Nancy, France
// Newsletter
BGE TECHNOLOGY NEWS 2024 Q1
Autor(en): T. von Berlepsch, et al.
Erster Newsletter der BGE TECHNOLOGY GmbH im Jahr 2024
- Strengthening of Bonds with Japanese Organisations
- Consultancy for the Sandy Ridge Deep Borehole Research Project
- Project HITEC: Analysis of High Temperature Effects on Clay Host Rocks
- 11th HotBENT Partner Meeting in Brunswick
- Project PRECODE: Quantification of the Dilatancy and Fluid Pressure Criteria in Crystalline Rock Formation
Sprache: Englisch
31.01.2024
// Geschäftsberichte
Geschäftsbericht 2022
Geschäftsbericht der BGE TECHNOLOGY GmbH für das Jahr 2022
Sprache: Deutsch
01.03.2023