Wirtsgestein Kristallin
Seit über 40 Jahren erforscht die BGR die Eignung von Kristallingestein für die Endlagerung radioaktiver Abfälle in internationalen Untertagelabors. Umfangreiches Wissen über dessen Eigenschaften als Wirtsgestein ist ein Grundbaustein für die Endlagersuche in Deutschland.
Aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit, Hitzebeständigkeit und geringen Löslichkeit werden kristalline Gesteine wie Granit in vielen Ländern als potentielles Wirtsgestein für die Endlagerung radioaktiver Abfälle vorgesehen. Gemäß Standortauswahlgesetz (StandAG) werden in Deutschland die drei potentiellen Wirtsgesteine Steinsalz, Tongestein und Kristallingestein untersucht. Einen weiteren Aspekt stellt die Untersuchung des Verhaltens von geotechnischen Barrierematerialien (Bentonite und Salzgrus) dar.
Neben der Bearbeitung spezifischer Fragestellungen, die sich aus der Umsetzung des StandAG ergeben, führt die BGR bereits seit vielen Jahren Forschungsarbeiten im kristallinen Wirtsgestein in nationaler und internationaler Zusammenarbeit durch. Ziele dieser Zusammenarbeit sind die geologische und hydrologische Charakterisierung, die Gewinnung von Materialkennwerten und Prozessverständnis sowie deren Einbindung und Umsetzung in numerischen Simulationen.
Der Schwerpunkt der Arbeiten der BGR zum Wirtsgestein Kristallin liegt in der:
- Charakterisierung des klüftigen Gesteins aus geologischer und geotechnischer Sicht,
- Beschreibung von Strömungs- und Stofftransportprozessen in Kluftnetzwerken,
- Charakterisierung des Nahfeldes von Grubenräumen und der Wechselwirkungen zwischen geotechnischer Barriere und Auflockerungszone des Gebirges,
- Ermittlung der Zweiphasenströmung in geklüfteten Medien,
- Optimierung numerischer Rechencodes zur Charakterisierung des kristallinen Wirtsgesteins und der geotechnischen Barrieren im Hinblick auf ihre Wechselwirkungen sowie zur Abbildung der Strömungs- und Stofftransportprozesse,
- Entwicklung von Sicherheits- und Nachweiskonzepten für die Endlagerung in kristallinen Wirtsgesteinen.
Viele der BGR-Forschungsarbeiten sind in internationale Forschungsprojekte (Grimsel, Schweiz und Äspö, Schweden) eingebettet oder werden in Kooperationen durchgeführt (China).