Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Bereich Endlagerung durchgeführt. Im Vorhaben SUSE werden sicherheitsanalytische Untersuchungen zu Endlagersystemen in Kristallingesteinen durchgeführt. Diese Untersuchungen umfassen die Erarbeitung von Verschlusskonzepten, der Charakterisierung der Klüftung kristalliner Gesteine sowie die Durchführung hydrogeologischer Strömungs- und Transportberechnungen. In Abstimmung mit den russischen Kollegen werden zudem Laborexperimente zu den mechanischen Eigenschaften an geklüfteten, wieder mineralisierten Wirtsgesteinen sowie zum Radionuklid-Rückhaltevermögen an kristallinen Kernproben (Gneiss, Dolerit, Kluftminerale) aus dem Untersuchungsgebiet Yeniseysky in Russland durchgeführt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird das geologische Standortmodell für das Untersuchungsgebiet Yeniseysky aktualisiert und hinsichtlich des Kluft- und Störungszonennetzwerkes präzisiert. Auf dieser Grundlage werden mit den Programmen d3f++ und RepoTREND Strömungs- bzw. Transportmodelle aufgebaut und Berechnungen durchgeführt. Durch die Rechnungen können Aussagen über die Robustheit der Sicherheitsfunktionen gewonnen und damit Konsequenzen für die Langzeitsicherheit abgeschätzt werden. Die Planung gliedert sich in sechs Arbeitspakete: AP 1: Bemessung des geotechnischen Verschlusssystems AP 2: Gesteinseignungsklassifikationen als Positionierungskriterien für Dichtelemente, Bohrlöcher und Auffahrungen im Kristallin AP 3: Charakterisierung eines Kluft- und Störungszonennetzwerkes am Beispiel des Standortes Yeniseysky AP 4: Erhebung zusätzlicher Daten an Probenmaterial aus dem Gebiet Yeniseysky AP 5: Regionale 3D-Strömungs- und Transportmodelle AP 6: Bewertung und Dokumentation.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBE TECHNOLOGY GmbH durchgeführt. Grundlage des Projektes SUSE ist die 2001 zwischen dem früheren russischen Ministerium für Atomenergie Minatom (jetzt Rosatom) und dem BMWi getroffene Vereinbarung für eine deutsch-russische Kooperation zur internationalen Forschungs- und Entwicklungsarbeit hinsichtlich der Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Kristallingesteinen. In den vergangenen 15 Jahren wurden gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die sich auf die Ergebnisse von Erkundungsarbeiten auf mehreren Kristallinstandorten im Nishnekansker Gebiet (nahe Krasnojarsk) stützen und sich seit 2006 auf Untersuchungen des Standortes Yeniseysky konzentrieren, durchgeführt. Im Vorhaben SUSE werden die sicherheitsanalytischen Untersuchungen zu Endlagersystemen in Kristallingesteinen am Standort Yeniseysky weitergeführt. Die Untersuchungen umfassen die Erarbeitung von Verschlusskonzepten, der Charakterisierung der Klüftung kristalliner Gesteine sowie die Durchführung hydrogeologischer Strömungs- und Transportberechnungen. In Abstimmung mit den russischen Kollegen werden zudem Laborexperimente zu den mechanischen Eigenschaften an geklüfteten, wieder mineralisierten Wirtsgesteinen sowie zum Radionuklid-Rückhaltevermögen an kristallinen Kernproben aus dem Untersuchungsgebiet durchgeführt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird das geologische Standortmodell für das Untersuchungsgebiet Yeniseysky aktualisiert und hinsichtlich des Kluft- und Störungszonennetzwerkes präzisiert.
Das Projekt "Entwicklung von Monitoring-Konzepten in Anlehnung an Sicherheits- und Nachweiskonzepte sowie Ableitung von Entscheidungsgrößen und Reaktionsoptionen (MONTANARA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBE TECHNOLOGY GmbH durchgeführt. Ein erstes Teilziel ist es, die konzeptionellen Überlegungen zum Monitoring eines Endlagers in einer Steinsalzformation aus dem MoDeRn Projekt zu einem ganzheitlichen Monitoring-Konzept weiter zu entwickeln. Dieses Monitoring-Konzept soll dem aktuellen Sicherheits- und Nachweiskonzept aus der VSG und auch dem zeitlichen Verlauf des Einlagerungsprozesses Rechnung tragen. Ein zweites Teilziel ist die Neuentwicklung von Monitoring-Konzepten für ein Endlager in einer Tonformation in Deutschland. Diese Monitoring-Konzepte soll entwickelt werden auf der Basis des Monitoring Workflows, der im Rahmen des MoDeRn-Projektes erarbeitet wurde. Das Monitoring-Konzept soll so ausgerichtet sein, dass es möglich ist, im Zusammenspiel mit dem Einlagerungskonzept bzw. der zeitlichen Abfolge der Einlagerung, die Möglichkeiten und Grenzen einer Überwachung nach Verschluss des Endlagers noch während der Betriebsphase zu bewerten. Ein weiteres Teilziel ist die Entwicklung von sogenannten 'Trigger Values'. Das sind Werte von Messgrößen oder zeitliche Entwicklung von Messgrößen, die, wenn sie erreicht werden, darauf hindeuten, dass das Endlagersystem möglicherweise nicht mehr der erwarteten Entwicklung also dem 'Referenzszenario' entspricht. Es sollen mögliche Handlungsoptionen bei Erreichen von Trigger Values erarbeitet werden. Am Ende des Vorhabens soll eine Einschätzung hinsichtlich der Effektivität eines Monitoring-System gegeben werden unter Berücksichtigung des notwendigen technischen Aufwandes, der Unsicherheiten und Risiken sowie dem jeweiligen Informationsgewinn der als Grundlage für Entscheidungsprozesse dann zur Verfügung stehen wird. Das Vorhaben startet mit der Entwicklung von Monitoring-Konzepten. Anschließend werden synthetische Monitoring-Daten erzeugt, die sowohl die normale als auch alternative Entwicklungen von Endlagerkomponenten beschreiben. Auf dieser Basis werden dann mögliche Handlungsoptionen im Falle alternativer Entwicklungen abgeleitet und bewertet.
Das Projekt "Überprüfung des perkolationsgetriebenen Transports von Fluiden im Wirtsgestein Steinsalz unter relevanten Bedingungen für ein Endlager (PeTroS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFG Institut für Gebirgsmechanik GmbH durchgeführt. Die Perkolation von Fluiden in Salzformationen wurde aufgrund einer neuen Forschungsarbeit (Ghanbarzadeh et al. 2015, Science, Vol. 350) seit 2015 in den Medien, von der Kommission Lagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe und in der Fachwelt kontrovers diskutiert. Die Autoren der Forschungsarbeit kamen zu der Schlussfolgerung, dass Fluide in endlagerrelevanten Teufen mobiler sein könnten als bisher angenommen. Diese Interpretation wurde von verschiedenen Institutionen fachlich in Frage gestellt. Die Kritik bezog sich hauptsächlich auf die Übertragbarkeit der verwendeten Messwerte und der experimentellen Parameter auf endlagerrelevante Bedingungen. Kürzlich publizierte experimentelle Untersuchungen mit polykristallinem Steinsalz zeigen, dass Perkolation bei 95 °C unter relevanten Druck (P)- (und Temperatur (T))-Bedingungen nicht auftritt. In der Vergangenheit entwickelte Endlagerkonzepte sahen jedoch Temperaturen bis zu 200 °C im Umfeld der Einlagerungsbehälter vor. Höhere Temperaturbereiche wurden experimentell bisher noch nicht betrachtet. Das möglicherweise größere Ausmaß von Perkolation in Salzgestein, wie es seit 2015 diskutiert wird, wurde bisher somit noch nicht bei allen relevanten P- und T-Bedingungen nachweislich ausgeschlossen. Das Vorhaben soll überprüfen, ob die diskutierte hohe Mobilität von Fluiden in Salzformationen bei Temperaturen zwischen 100 °C und 200 °C experimentell nachgewiesen bzw. ausgeschlossen werden kann. Dabei sind relevante Bedingungen für ein mögliches Endlager in Steinsalz zu berücksichtigen.
Das Projekt "DBI: 'Einfluss von CO2 Begleitkomponenten auf die Auslegung und die Gestaltung des Transportnetzes und der Obertageanlage'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Es soll als Modellszenario ein repräsentativer regionaler Cluster unterschiedlicher CO2-Quellen (Zementindustrie, Kraftwerk etc.) betrachtet werden, dessen abgeschiedene CO2-Ströme verschiedene Begleitstoffe enthalten. Diese CO2-Ströme sollen in einem Pipelinenetz zusammengefasst transportiert und in einen geologischen Speicher injiziert werden. Für dieses Szenario soll ein mathematisches Gesamtmodell erstellt werden, das es erlaubt, für verschiedene CO2-Reinheiten und CO2-Strom-Mischungen verlässliche Aussagen zur Machbarkeit von Transport, Injektion und geologischer Speicherung zu treffen Es wird ein regionales Cluster definiert, in dem verschiedene CO2-Emmittenten hinsichtlich Massenstrom und Zusammensetzung variierende CO2-Ströme einspeisen. Auf dieser Basis kann ein mathematisches Gesamtmodell des Transportnetzes erstellt werden, welches z.B. Einspeisepunkte und -mengen enthält. Die technische Auslegung des Transportmodells ermöglicht dann Aussagen zu Druck- und Fließverhalten. Mit dem Transportnetzmodell werden verschiedene Szenarien der Einspeisung simuliert, so dass die Grenzen der Flexibilität des Netzes und der zugehörigen Peripherie ermittelt werden. Die Injektion setzt ebenfalls einzuhaltende Randbedingungen (Druckabfall, Auswirkungen bei Stillstand), so dass in einer ersten Stufe das thermodynamische Verhalten des CO2-Mix in der Bohrung berechnet werden und daraus schlussfolgernd Grenzen für die Gemischzusammensetzung und Volumenschwankungen definiert werden.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bergbau und Spezialtiefbau durchgeführt. Vertiefte Untersuchung der Chancen und Risiken der Option Endlagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe in Tiefen Bohrlöchern in technischer und sicherheitstechnischer Hinsicht. Dabei sollen insbesondere die bisher getroffenen Annahmen und Randbedingungen in aktuellen Studien und Forschungsvorhaben im Ausland und Inland analysiert und bewerten werden. Mögliche Defizite sollen identifiziert sowie Lösungsansätze zu deren Verbesserung erarbeitet werden. Das Arbeitsprogramm beinhaltet dazu eine kritische Analyse der Eckpunkte der Endlageroption 'Tiefe Bohrlöcher' hinsichtlich der zu erfüllenden Anforderungen und getroffenen Annahmen. Dazu werden zunächst die getroffenen Annahmen und Anforderungen zusammengestellt und auf Plausibilität und Belastbarkeit im Sinne einer technisch-wissenschaftlichen Herangehensweise untersucht. Es wird dabei auch überprüft, inwieweit die getroffenen Annahmen und Randbedingungen mit den geltenden gesetzlichen Grundlagen und Verordnungen für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle und ausgedienter Brennelemente in Deutschland eingehalten sind.
Das Projekt "BGR: Potenzielle Auswirkungen von zeitlich variierenden CO2-Strömen auf injektionsrelevante Prozesse im Speicher und Prognosen zu möglichen Verformungen der Geländeoberfläche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe durchgeführt. Im BGR-Projektteil werden mögliche Auswirkungen von zeitlich variierenden CO2-Strom-Zusammensetzungen auf injektionsrelevante Prozesse im geologischen Speicher betrachtet. Zudem werden Prognosen zu möglichen Verformungen der Geländeoberfläche erstellt, die durch zeitlich variierende Injektionsströme und damit verbundene Druckentwicklungen im Untergrund bedingt werden. Dazu werden zum einen die Beeinflussung der Fluid-Gesteinswechselwirkungen durch wechselnde Begleitstoffe und die daraus resultierenden Veränderungen injektionsrelevanter Gesteinseigenschaften in unterschiedlicher Entfernung von der Injektionsbohrung anhand von Laborexperimenten und numerischen Modellberechnungen untersucht. Die experimentellen Untersuchungen umfassen sowohl Einlösungsversuche von CO2 und Begleitstoffen in wässrige Salzlösungen als auch Batch- bzw. Mixed-Flow- und Durchflussversuche. Zum anderen werden thermisch-hydraulisch-mechanisch gekoppelte Modellberechnungen zur Fluiddynamik und Druckentwicklung im Speicher durchgeführt, um damit die Beeinflussung der Gesteinsintegrität sowie die möglichen Verformungen der Geländeoberfläche abzuschätzen. Ziel des Verbundprojekts CLUSTER insgesamt ist es, Empfehlungen zu Kriterien für eine Einschränkung der Bandbreite und der Variabilität der CO2-Strom-Zusammensetzung sowie der Massenströme abzuleiten. Die Ergebnisse des BGR-Projektteils werden nicht direkt wirtschaftlich vermarktbar sein, da es sich um grundsätzliche generische Studien ohne konkreten Standortbezug handelt. Die im Verbundvorhaben erarbeiteten Empfehlungen zur Definition von Kriterien für 'Mindestzusammensetzungsschwellen' und zur Ableitung entsprechender Schwellenwerte sollen Behörden, Politik und Unternehmen fundierte Grundlagen für Konzepte zu (über-)regionalen CO2-Pipelinenetzen liefern. Die Empfehlungen sollen in die laufenden CCS-Normungsprozesse eingebracht werden und die Erstellung technischer Regelwerke unterstützen.
Das Projekt "ENTRIA: Bildung einer Forschungsplattform Entsorgungsoptionen für radioaktive Reststoffe: Interdisziplinäre Analysen und Entwicklung von Bewertungsgrundlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Teilprojekte AP 3.4.4 'Radionuklidquellterme für verschiedene Entsorgungsoptionen' und AP 3.4.5 'Individuelle Dosimetrie für Beschäftigte in Entsorgungsanlagen'.1.Ziel: AP 3.4.4: Radionuklidquellterme für Endlager für hochradioaktive Abfälle (HAW) in Steinsalz und Tongestein sowie für Langzeitzwischenlager werden zusammengestellt und verglichen. AP 3.4.5: Bewertung der möglichen individuellen radiologischen Belastung von Beschäftigten im Falle von Endlagerkonzepten mit der Option Rückholbarkeit und bei der Langzeitzwischenlagerung von HAW durch Simulation von Strahlenfeldern und individueller Tätigkeitsabläufe. 2. Arbeitsplanung: AP 3.4.4; Nach der Abstimmung von Szenarien und Randbedingungen werden Radionuklidquellterme für generische tiefengeologische Endlager im Steinsalz und Tongestein festgelegt. Radionuklidquellterme aus den verschiedenen Lagerkonzepten werden verglichen und zusammen mit den Informationen aus geochemischer Ausbreitungsmodellierung mit Biosphärenmodellen zusammengeführt. AP 3.4.5: Nach der Erstellung von Modellen generischer Endlager mit der Option Rückholbarkeit bzw. von Langzeitzwischenlager und der Zusammenstellung von Daten zu Behältern mit HAW werden repräsentative Strahlenfelder simuliert. Dosimetriemodelle für typische Arbeitsabläufe werden erstellt, daraus individuelle Dosisbeiträge modelliert und Optimierungsvorschläge für den Strahlenschutz in HAW-Lagern vorgeschlagen.
Das Projekt "Sicherheitsanalytische Untersuchungen für ein Endlager für r.a. Abfälle in einer diagenetisch überprägten Tonformation in der Nachbetriebsphase (SAnToS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBE TECHNOLOGY GmbH durchgeführt. Von Seiten des russischen Projektpartners ist geplant, ein oberflächennahes Endlager in der Region Sosnovy Bor innerhalb einer Tonsteinformation zu errichten. Das Endlager soll für schwach- und mittelaktive Abfälle Verwendung finden. Die angedachte Wirtsformation liegt in einer Tiefe von etwa 100 m und ist von zwei Grundwasserleitern im Hangenden und Liegenden eingeschlossen. Der Hauptzugang zum Endlager soll über eine Rampe erfolgen. Im Rahmen dieses Vorhabens soll eine Sicherheitsanalyse erarbeitet werden, anhand derer die sicherheitstechnische Bewertung des geplanten Standortes vorgenommen werden kann. Als erstes wird ein Review der geologischen Gesamtsituation durchgeführt. Darauf aufbauend soll ein geologisches Standortmodell erstellt werden, das als Grundlage sowohl für die Entwicklung eines Verschlusskonzeptes, als auch für die Prognose der geologischen Langzeitentwicklung dient. Ausgehend von der Strukturierung des FEP-Kataloges, der im FuE-Vorhaben AnSichT erarbeitet wurde und dem OECD-NEA-Katalog, soll ein für die Region spezifischer FEP-Katalog entworfen und die Prozesse selektiert werden, die für eine Endlagerung in den Tonsteinformationen der Region relevant sind. Es wird die Konsistenz und Plausibilität der in Sicherheitsbetrachtungen getroffenen Annahmen und Randbedingungen mit dem technisch Realisierbaren überprüft und eine Vorgehensweise für die Behandlung von FEPs und Szenarien entwickelt, die nicht auf deren Phänomenologie, sondern auf die Führung eines Sicherheitsnachweises ausgerichtet ist. Um alle relevanten FEPs identifizieren zu können, bedarf es eines Einlagerungskonzeptes sowie eines Verfüll- und Verschlusskonzeptes, das im Rahmen dieses Vorhabens entwickelt werden soll. Abschließend soll mittels Berechnungen zur Radionuklidausbreitung die Isolationswirkung der Gesamtsystems bestehend aus der geologischen und den geotechnischen Barrieren analysiert und bewertet werden.
Das Projekt "Sicherheitsanalytische Untersuchungen für ein Endlager für r.a. Abfälle in einer diagenetisch überprägten Tonformation in der Nachbetriebsphase (SAnToS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Fachbereich Endlagersicherheitsforschung durchgeführt. In der Region Sosnovy Bor nahe St. Petersburg, innerhalb einer Tonsteinformation, soll für schwach- und mittelaktive Abfälle ein oberflächennahes Endlager errichtet werden. Dafür werden sicherheitstechnische Teilaspekte erarbeitet, die später zu einer Bewertung des geplanten Standortes beitragen können. Erstes Teilziel ist ein Review der geologischen Gesamtsituation, im Rahmen dessen die Kenntnisse zur Standortgeologie, zur geologischen Entwicklung der Region und zu den Barriereeigenschaften der Tonformationen zusammengefasst werden. Auf Basis existierender russischer Modellvorstellungen soll ein geologisches Standortmodell erstellt werden, das Grundlage für die Entwicklung eines Verschlusskonzeptes und für die Prognose der geologischen Langzeitentwicklung sein soll. 2. Teilziel ist, ausgehend von der Strukturierung des lokationsspezifischen FEP-Katalogs und dem OECD-NEA-Katalog, die Prozesse zu selektieren, die für eine Endlagerung in dieser Tonsteinformationen relevant sind. Abschließend soll mittels Berechnungen zur Radionuklidausbreitung die Isolationswirkung des Gesamtsystems mit geologischer und geotechnischer Barriere analysiert und bewertet werden. Die Planung gliedert sich in sechs, z.T. unterstrukturierte Arbeitspakete: AP1 Projektkoordination, AP2 Review der geologischen Gesamtsituation und ergänzende Gesteinsuntersuchungen, AP3 Systemanalyse mit Ap3.1 Abfallspezifikation, Ap3.2 Ableitung relevanter Transportpfade, Ap3.3 Erstellung eines FEP-Katalogs, AP4 Verschlusskonzept und Nachweisführung mit Ap4.1 Randbedingungen und Anforderungen, Ap4.2 Konzeptentwicklung, Ap4.3 Nachweis d. Zuverlässigkeit und Wirksamkeit. AP5 Berechnungen z. RN-Ausbreitung mit Ap5.1 Indikative Berechnungen mit generischen Modellen, Ap5.2 Berechnung mit präzisierten Modellen, Ap5.3 Variationsrechnungen und abschließend AP6 Berichtswesen. Die GRS ist in den AP2 bis AP6 eingebunden, und hat ihre Schwerpunkte in den AP4 bis AP6. Im AP5 ist sie federführend.
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