BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

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Aktuelles

9. Internationale Konferenz zu tonhaltigen Wirtsgesteinen und Barrieren in der Endlagerung radioaktiver Abfälle in Hannover: Fristverlängerung für die Abstract-Einreichung, 25.03.2024

Die Frist für die Einreichung von Abstracts für die 9. Clay Conference wurde bis Freitag, den 5. April 2024 verlängert.
Die Anforderungen an die Abstracts und das Einreichungsformular, die Themen-Topics, detaillierte Informationen und Updates zur Clay Conference 2024 finden Sie unter www.clayconference2024.de/abstracts.Die Benachrichtigung der Autoren erfolgt im Juli 2024. Die Teilnehmer der Clay Conference 2024 sind auch eingeladen, Manuskripte für Sonderausgaben der Konferenz einzureichen.

Abschlussbericht des Projektes KOMPASS-II zu Salzgrus als geotechnische Barriere ist veröffentlicht, 08.03.2024

Hochradioaktive Abfälle müssen für Zeiträume bis zu einer Million Jahre sicher in tiefen geologischen Formationen eingeschlossen bleiben. Deshalb verfolgen viele Staaten ein Mehrbarrierenkonzept für den Bau eines Endlagers. Neben der technischen Barriere – dem Behälter – und der geologischen Barriere – dem Wirtsgestein – dient die geotechnische Barriere dazu, die verbleibenden Hohlräume nach der Einlagerung der Behälter im Bergwerk zu schließen und potenziell austretende Nuklide zurückzuhalten.

Für ein Endlager in einer Salzformation untersuchte die BGR dazu Salzgrus als Verfüllmaterial. In lockerer Schüttung weist es zunächst eine hohe Durchlässigkeit und eine geringe Stützwirkung auf. Sowie das umgebende Salzgebirge die Grubenhohlräume kriechend schließt, kompaktiert das Salzgrus zusehends, baut einen Gegendruck auf, wird undurchlässig und umschließt den radioaktiven Abfall dicht. Die Evolution der Porosität und des Stützdrucks wurde in KOMPASS-II (Compaction of Crushed Salt for Safe Containment – Phase 2) näher untersucht.

Dazu wurden Salzgrusproben speziell synthetisiert und unter verschiedenen Umgebungsbedingungen belastet. Ihr Verformungsverhalten wurde aufgezeichnet und zur Kalibrierung von Prognoserechnungen genutzt, welche die Evolution der Porosität und des Stützdrucks auf geologische Zeiträume abschätzten. Außerdem wurde gezeigt, dass drei verschiedene Herstellungsverfahren Proben synthetisierten, die eine nicht unterscheidbare Mikrostruktur aufwiesen, da das Ausgangsmaterial bereits eine deutliche mikrostrukturelle Vorschädigung erfahren hatte.

Erkenntnisse zur zeitlichen Entwicklung der Kompaktion sowie zum qualitativen Zusammenspiel der verschiedenen mikrostrukturellen Deformationsmechanismen blieben unvollständig. Dies ist vor allem auf die stark nicht-linearen Einflüsse der Umgebungsparameter zurückzuführen, was weitere, aufwendige Testreihen bedingt.

Mit der Veröffentlichung des Abschlussberichtes (grs-751.pdf) ging nun das Projekt KOMPASS-II zu Ende. Die BGR beteiligte sich mit umfangreichen Laborexperimenten, mit Mikrostrukturuntersuchungen sowie in der numerischen Modellierung. Der Start eines Nachfolgeprojekts ist noch für dieses Jahr anberaumt.

Die Verbundpartner sind auch darin – neben der BGR – die BGE Technology (BGE-TEC), die niederländische COVRA (Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval), das Institut für Gebirgsmechanik Leipzig (IfG), die Sandia National Laboratories, die Technische Universität Clausthal (TUC) und die Utrecht University (UU). Verbundkoordinator ist die Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS).

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Abschlussbericht zum Projekt „Suchtiefe“ liegt vor, 01.12.2023

Subglaziale Erosion während möglicher zukünftiger Eiszeiten stellt eine große Herausforderung für die Langzeitsicherheit von Endlagern in tiefen geologischen Formationen dar. Im vorliegenden Abschlussbericht des Projektes „Suchtiefe“ wird ein Ansatz vorgestellt, der die potenzielle zukünftige Erosionstiefe bei der Festlegung der Mindesttiefe eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle berücksichtigt. Das Projekt „Suchtiefe“ wurde im Auftrag der Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) durchgeführt.

In Norddeutschland erreichen pleistozäne subglaziale Rinnen Tiefen von über 500 Meter. Basierend auf den vorhandenen Daten wurde eine neue Karte der Verläufe und Tiefen der subglazialen Rinnen in Norddeutschland erstellt. Die pleistozänen subglazialen Rinnen zeigen eine deutliche regionale Gliederung in Zonen ähnlicher maximaler Tiefe. Da der geologische Aufbau des Untergrunds ein wichtiger Kontrollfaktor der Rinnenbildung ist, ist zu erwarten, dass die Verteilung zukünftiger subglazialer Rinnen und ihrer maximalen Tiefen den pleistozänen Tiefenzonen ähneln wird. Die regionale Verteilung der pleistozänen subglazialen Rinnen liefert eine Grundlage zur Abschätzung der potenziellen zukünftigen subglazialen Erosion. Die Ausweisung regional variabler Mindesttiefen für den einschlusswirksamen Gebirgsbereich eines zukünftigen Endlagers kann sich an den in dieser Studie vorgestellten Tiefenzonen orientieren.

9. Internationale Konferenz zu tonhaltigen Wirtsgesteinen und Barrieren in der Endlagerung radioaktiver Abfälle vom 25.- 28.11.2024 in Hannover, 17.11.2023

Die Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) richtet in Kooperation mit der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) die “9th International Conference on Clays in Natural and Engineered Barriers for Radioactive Waste Confinement” (kurz: Clay Conference) 2024 in Hannover aus. Erstmals 2002 von der französischen Vorhabenträgerin ANDRA (Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs) ausgerichtet, bietet die internationale Tagung in einem zweieinhalb jährlichen Turnus Expertinnen und Experten aus aller Welt und aus verschiedenen Disziplinen und Organisationen eine wissenschaftliche Plattform, sich mit verschiedenen Aspekten tonhaltiger Wirtsgesteine und Barrieren bei der Entsorgung radioaktiver Abfälle in Ton und Tongesteinen zu befassen und sich über den Fortschritt der Forschung auf diesem Gebiet auszutauschen. Ziel der Clay Conference Konferenzreihe ist es, die aktuellen Forschungsergebnisse zu Eigenschaften und Eignung von tonigen Wirtsgesteinen und tonhaltigen geotechnischen Barrieren zu diskutieren, Kenntnisse international zu vergleichen und kontinuierlich weiter zu vertiefen.

Im Mittelpunkt der Konferenz vom 25. bis 28. November 2024 im Hannover Congress Centrum (HCC) stehen Vorträge und Posterpräsentationen. Für den 24. und 29. November ist ein ergänzendes Rahmenprogramm mit Workshops und Exkursionen geplant.

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Ergebnisbericht zur quantitativen Beschreibung von Kluftnetzen in kristallinem Wirtsgestein, 10.11.2023

Im Projekt DaFNe (Strukturinventar, Stoffbestand und Eigenschaften von Störungszonen und Kluftnetzwerken in magmatischen Gesteinen) wurde ein prototypischer und kosteneffizienter Arbeitsablauf zur Beschreibung natürlicher Kluftnetze entwickelt.

In kristallinem Wirtsgestein stellen wasserwegsame Klüfte und Störungszonen nach allgemeiner Auffassung die Hauptwegsamkeit für Fluide und damit für den Austrag von Radionukliden aus dem einschlusswirksamen Gebirgsbereich eines geologischen Tiefenlagers dar. Da die tatsächliche räumliche Verteilung der in einem gegebenen Gesteinsvolumen enthaltenen wegsamen Trennflächen in der Praxis meist nicht oder nur unzureichend ermittelt werden kann, ist die Verwendung diskreter dreidimensionaler Kluftnetzmodelle zur numerischen Simulation von Strömung und Stofftransport im Kontext der geologischen Tiefenlagerung für hochradioaktive Abfälle üblich.

Für die Bestimmung der Kluftnetzeigenschaften wurden beispielhaft Trennflächenparameter mittels terrestrischer Fotogrammetrie in Oberflächenaufschlüssen ermittelt. Die so gemessenen aussagekräftigen Basisdaten können für die Modellierung von Kluftnetzen nach dem Discrete-Fracture-Network-(DFN)-Ansatz verwendet werden.

Das Verfahren ist im Ergebnisbericht „Aufnahme von Kluftnetzeigenschaften in Oberflächenaufschlüssen mittels terrestrischer Fotogrammetrie zur Quantifizierung von Trennflächenparametern für diskrete Kluftnetzwerkmodelle“ dokumentiert.

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Neue BGR-Berichte zur Zusammenstellung von Erkundungsmethoden für die übertägige Erkundung bei der Standortauswahl, 06.11.2023

Im Auftrag der Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) erstellt die BGR in den Arbeitspaketen GeoMePS und ZuBeMErk u. a. eine Datenbank mit geeigneten Methoden für die übertägige geowissenschaftliche bzw. geophysikalische Erkundung gemäß § 16 des Standortauswahlgesetzes (StandAG). Zudem werden die Inhalte der Datenbank analysiert, um allgemeine Vorschläge und Hinweise für die übertägige Erkundung zu erarbeiten.

In dem jetzt vorliegenden Ergebnisbericht wird die Benutzung der Web-Oberfläche der Datenbank für die Recherche in Bezug auf die Methoden und Erkundungsziele beschrieben. Ein ergänzender Kurzbericht enthält in der Anlage eine umfangreiche Übersicht aller in der Datenbank abgelegten Erkundungsmethoden. In einem weiteren Ergebnisbericht wird die Vorgehensweise bei der Erarbeitung von Abfolgen von Erkundungsmethoden mit Vorschlägen für die übertägige Erkundung im Standortauswahlverfahren erläutert.

Weitere Informationen zu den Arbeiten erhalten Sie auf der Projektseite „Erkundungsmethoden für die übertägige Erkundung bei der Standortauswahl“.

BGR-Kurzbericht: „Beschreibung glazialer Prozesse für die Standortauswahl“, 11.10.2023

Für die Bewertung der Langzeitsicherheit eines Endlagers für radioaktive Abfälle über den Nachweiszeitraum von einer Million Jahren müssen unter anderem die Auswirkungen potenzieller zukünftiger Kaltzeiten mit Eisvorstößen betrachtet werden. Die in diesem Kurzbericht beschriebenen kaltzeitlichen Prozesse sind der Vorstoß und Rückzug von Eisschilden und Gletschern, die Bildung subglazialer Rinnen und glazitektonische Deformation. Diese Prozesse wurden ausgewählt, weil sie für kaltzeitliche Entwicklungen von grundlegender Bedeutung sind beziehungsweise eine besonders große Tiefenwirkung erreichen können.
Die Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) hat die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) gebeten, ausgewählte Prozesse zu beschreiben, die während zukünftiger Kaltzeiten für die Sicherheit eines Endlagers relevant werden können. Diese Beschreibungen sollen als Grundlage für den durch die BGE im Rahmen der repräsentativen vorläufigen Sicherheitsuntersuchen erstellten FEP (Features, Events, Processes) - Katalog dienen.

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Ergebnisbericht zeigt deutschlandweite Karten zur Differenzierung von Gebieten zukünftig möglicher vulkanischer Aktivität, 10.10.2023

Für ein sicheres Endlager für hochradioaktive Abfälle sind zukünftig mögliche Prozesse, darunter vulkanische Aktivität, die Auswirkungen auf dessen Langzeitstabilität haben können, kritisch zu bewerten. Die BGR hat für die Prognose einer vulkanischen Aktivität in Deutschland einen semi-quantitativen multikriteriellen Ansatz gewählt, bei dem verschiedene geowissenschaftliche Indikatoren berücksichtigt und mittels quantifizierbarer Parameter beschrieben und ausgewertet werden.

Im Zuge des Projektes „Magmatismus“ konnten bereits 15 der 30 vorgeschlagenen Indikatoren (Bartels et al. 2020; May 2019; Rummel et al. 2021) quantifizierbare Parameter zugeordnet werden, die unter Verwendung von definierten Schwellenwerten und Pufferbereichen ausgewertet werden können (Bartels et al. 2022). Die sich daraus ergebende räumliche Ausprägung der Parametereigenschaften dient als Basis der in diesem Ergebnisbericht dargestellten deutschlandweiten Karten zur Differenzierung von Gebieten zukünftig möglicher vulkanischer Aktivität.

Dokumentation über känozoischen Vulkanismus in Deutschland – Stand der Forschung zur Geodynamik und Magmengenese, 10.10.2023

Die Dokumentation gibt einen Überblick des aktuellen Kenntnisstandes über die geodynamischen Prozesse, die dem känozoischen Vulkanismus in Deutschland und Mitteleuropa zugrunde liegen. Neben den Prozessen werden zudem wichtige Parameter und Phänomene beschrieben, die nicht nur mit den vergangenen magmatischen Erscheinungen, sondern möglicherweise auch mit einer zukünftigen vulkanischen Aktivität zusammenhängen können. Im Weiteren werden die Bedingungen und möglichen Modelle der Magmengenese und -entwicklung aufgezeigt sowie die Eigenschaften der Vulkanfelder in Deutschland und deren Gesteine beschrieben. Für die Suche nach einem Endlager für hochradioaktive Abfälle ist das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland hinsichtlich einer zukünftig möglichen vulkanischen Aktivität zu bewerten. Plausible Prognosen für den Vulkanismus setzen das Verständnis der magmatischen und geodynamischen Prozesse in der Lithosphäre und im Erdmantel voraus. Die heute in Mitteleuropa bekannten Vulkanfelder bilden hierbei jedoch nur die Spitze eines weitaus größeren und langfristigeren geodynamischen Systems, welches im Verlauf des Känozoikums wiederholt zu Vulkanausbrüchen führte.

Download: Dokumentation

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BGR-Abteilungsleiter Gerhard Enste geht in den Ruhestand, 01.09.2023

Gerhard Enste, Leiter der Abteilung „Unterirdischer Speicher- und Wirtschaftsraum“ in der BGR, tritt zum 31. August 2023 in den Ruhestand. Der Geologe steht seit 2018 an der Spitze der Fachabteilung (160 Beschäftigte), zu deren Aufgaben Forschung und Beratung in den Themenfeldern „Endlagerung radioaktiver Abfälle“ und „Nutzung des tieferen Untergrundes“ gehören.

„Herr Enste hatte mit seiner Führungsarbeit erheblichen Anteil daran, dass nach der Novellierung des Standortauswahlgesetzes im Jahr 2017 der Rollenwechsel der BGR zur beratenden Fachinstitution der Vorhabenträgerin im Standortauswahlverfahren gut gelungen ist und die Zusammenarbeit mit der Bundesgesellschaft für Endlagerung heute einen hohen und qualifizierten Stand erreicht hat. Daneben hat er das Engagement der BGR in der internationalen Community für Endlagerforschung weiter gestärkt und maßgeblich dazu beigetragen, dass die BGR einer der wichtigsten Akteure der internationalen Tonsteinforschung im Schweizer Felslabor Mont Terri ist", würdigte BGR-Präsident Prof. Dr. Ralph Watzel die Arbeit des scheidenden Abteilungsleiters.

Gerhard Enste war 2001 nach verschiedenen Tätigkeiten bei der Stadt Bochum sowie bei der Deutschen Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH (DBE) zur BGR gekommen. Vor der Übernahme der Abteilungsleitung arbeitete er bei der BGR im Bereich der Endlagerforschung als Referats- sowie Fachbereichsleiter. In letzterer Funktion verantwortete der Geologe u.a. wissenschaftlichen Arbeiten zur Geologie von Barrieren und Wirtsgesteinen. Mehr als 15 Jahre vertrat Gerhard Enste die BGR zudem in der Expertengruppe Schweizer Tiefenlager (ESchT) des Bundesumweltministeriums. Als Abteilungsleiter verantwortete er fachlich auch die Neupositionierung der BGR bei den Themen Erdwärmenutzung und Kohlendioxid-Speicherung.

BGR-Methodenbericht zur Quantifizierung von Indikatoren für die Prognose einer vulkanischen Aktivität in Deutschland, 25.05.2023

Die BGR hat Indikatoren erarbeitet, die für die Anwendung einer Methode zur Prognose eines zukünftigen Vulkanismus in Deutschland herangezogen werden können und in einem Methoden-Bericht zusammengestellt. Für 15 der insgesamt 30 vorgeschlagenen Indikatoren wird eine Quantifizierung mittels 22 zugewiesenen Parametern vorgestellt und deren räumliche Ausprägung, Datenverfügbarkeit sowie -bearbeitung detailliert beschrieben.

Ungewissheiten, die sowohl die Datengrundlage als auch die zugrundeliegenden weiträumigen Prozesse betreffen, werden in Sicherheitszonen mit abnehmenden Parameterwerten berücksichtigt. Die dargestellten Parameter bilden so die Grundlage einer möglichen deutschlandweiten, multikriteriellen Bewertung der zukünftigen vulkanischen Aktivität, welche im weiteren Verlauf des Projektes „Magmatismus“ erarbeitet wird.

Basis für den Bericht war eine Kurzstudie von May (2019) sowie

zwei Expertenbefragungen (Bartels et al., 2020; Rummel et al., 2021):

  1. Dokumentation und Auswertung einer Expertenbefragung zur langfristigen Vorhersage vulkanischer Aktivität in Deutschland
  2. Dokumentation und Auswertung einer zweiten Expertenbefragung zur langfristigen Vorhersage vulkanischer Aktivität in Deutschland.

Download: Bericht

BGR-Ergebnisbericht zu Methode und Berechnungen zur Integritätsanalyse der geologischen Barriere im Tongestein, 21.04.2023

Tongestein kommt neben Steinsalz und Kristallingestein grundsätzlich für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle als Wirtsgestein in Betracht. Im Rahmen des Verbundprojektes ANSICHT-II wurde von den Autorinnen und Autoren eine Methode zur Analyse der Integrität eines einschlusswirksamen Gebirgsbereichs im Tongestein weiterentwickelt. Hierzu werden thermisch-hydraulisch-mechanisch gekoppelte zwei- und dreidimensionale Modellberechnungen verwendet und exemplarisch auf einen generischen Standort, der eine typische geologische Situation in Norddeutschland widerspiegelt, angewendet. Das vorgestellte Modellierungskonzept umfasst stochastische Methoden zur Quantifizierung von Auswirkungen der Ungewissheiten in den Eingangsparametern sowie vergleichende Berechnungen zu Auswirkungen von großen Inhomogenitäten im Wirtsgestein.

Download: Bericht

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