Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Bereich Endlagerung durchgeführt. Bisher ist es nicht hinreichend zuverlässig gelungen, alle relevanten experimentellen Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der unabhängig voneinander agierenden Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik der Bentonite. Im Speziellen sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften (Quelldruck, Permeabilität) kompaktierter Bentonite unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. Chemische und mineralogische Analysen von vier Bentoniten. Dialyse der Bentonite für definierte einheitliche Startbedingungen für die nachfolgenden Reaktionen mit zwei Formationslösungen. Herstellung einer NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung und einer Opalinustonporenlösung - Kompaktion der Bentonite und Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit NaCl-CaSO4-gesättigter Lösung und Opalinuston-Porenlösung. Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck und Permeabilität vor Beginn der Reaktion mit den Formationslösungen - Batchversuche in verschweißten Glasampullen mit ca. 200 g dialysiertem Bentonit, Schüttelung mit ca.400 mL Formationslösung über 12und 24 Monate - Nach Ende der Reaktionszeit öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung der reagierten Bentonite. Kompaktion der reagierten und dialysierten Bentonite und erneute Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit der NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung und der Opalinustonporenlösung. Bestimmung der Auswirkung der Reaktion auf Quelldruck und Permeabilität. - Chemische Analytik von dialysierten Feststoffen und Reaktionslösungen aus den Glasampullen nach Ende Reaktionszeit-/Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte auf die Alteration von Bentoniten durch Reduktion von Fe(III) zu Fe(II) bei 25 °C, 60 °C und 90 °C - Zusammenfassung Messergebnisse und Berichterstattung.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Greifswald, Geowissenschaften, Institut für Geographie und Geologie durchgeführt. Bisher ist es nicht hinreichend zuverlässig gelungen, alle relevanten experimentellen Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der unabhängig voneinander agierenden Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik der Bentonite. Im Speziellen sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften(Quelldruck, Permeabilität) kompaktierter Bentonite unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. Phasenanalyse an 15 Bentoniten; definierte einheitliche Startbedingungen für Reaktionen mit zwei Formationslösungen (NaCl-CaSO4-gesättigte Lösung, Opalinustonporenlösung); Kompaktion der Bentonite und Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck & Permeabilität vor der Reaktion; Batchversuche in verschweißten Glasampullen bei 25°C, 90°C und 120°C über 12 und 24 Monate; Danach öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung der reagierten Bentonite; Kompaktion der reagierten und dialysierten Bentonite und erneute Bestimmung von Quelldruck & Permeabilität mit den Lösungen; Analytik von Feststoffen und Reaktionslösungen; Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte (Fe-Effekt); Entwicklung einer quantenmechanisch unterstützten Modellvorstellung zur Tonmineralumwandlung in Bentonit; Zusammenfassung der Ergebnisse und Berichterstattung.
Das Projekt "UMB-V: Umwandlungsmechanismen in Bentonitbarrieren - Vorprojekt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Fachbereich Endlagersicherheitsforschung durchgeführt. Vorhabensziel: Ziel der Arbeiten des Gesamtprojektes ist die Entwicklung eines abgesicherten Prozessverständnisses für die geochemisch-mineralogische Umwandlung von Bentoniten und darauf aufbauend die Ableitung objektiver Kriterien zur Auswahl geeigneter Bentonite für den Einsatz in Endlagern für wärmeentwickelnde Abfälle in Tonformationen. Hauptziel des Vorprojektes ist es zu zeigen, dass die neuen, von den Kooperationspartnern gemeinsam festgelegten, Vorgehensweisen zur Untersuchung der Wechselwirkungen von Bentoniten mit Lösungen bei erhöhten Temperaturen durchführbar sind und zu den erhofften Ergebnissen führen. Arbeitsplanung: - Dialyse eines von der BGR zur Verfügung gestellten Bentonits - Herstellung einer NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung - Kompaktion des Bentonits und Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit der NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung. Damit wird der Ausgangswert von Quelldruck und Permeabilität vor Beginn der Reaktion mit der Formationslösung bestimmt - Batchversuche mit dem Bentonit und der Lösung bei 60GradC und 90GradC in verschweißten Glasampullen in denen ca. 200 g dialysierter Bentonit mit ca. 0,4 Liter Formationslösung über 3 Monate geschüttelt wird - Nach Ende der Reaktionszeit öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung des reagierten Bentonits - Kompaktion des reagierten und dialysierten Bentonits und erneute Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit der NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung. Damit wird die Auswirkung der Reaktion auf Quelldruck und Permeabilität bestimmt - Chemische Analytik von dialysierten Feststoffen und Reaktionslösungen aus den Glasampullen am Ende der Reaktionszeit.
Das Projekt "Experimentelle und numerische Untersuchungen des Langzeitverhaltens von Abschlussbauwerken im Salinar mit Bentonitgemischen als Dichtelement" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen, Institut für Geotechnik durchgeführt. Das Vorhaben hat die Untersuchung des mechanisch-hydraulischen Verhaltens eines Abschlussbauwerks im Salinar, unter Beruecksichtigung der physikalisch-chemischen Effekte, und auf dieser Basis die Entwicklung neuer Verfahren zur numerischen Modellierung des Langzeitverhaltens von Verschlussbauwerken unter realistischen Bedingungen und Beanspruchungen, zum Ziel. Es sollen vorhandene Grundkonzepte der Verschlussbauwerke analysiert und wenn erforderlich modifiziert werden. Es werden sowohl Laborexperimente an Bentonit (Weimar) zur Charakterisierung des Einflusses der Teilsaettigung als auch des Quelldrucks (Braunschweig) duchgefuehrt. Daneben wird ein numerisches Modell (Tuebingen) aufgebaut und verifiziert. Die Hauptergebnisse des FuE-Vorhabens sollen den Nachweis erbringen, bei welchen Bedingungen man langzeitstabile, fluessigkeitsdichte und standsichere Verschlussbauwerke im Salinar mit Dichteelementen aus Bentonit realisieren kann. Die zu erwartenden Ergebnisse des vorliegenden FuE-Vorhabens erweitern somit massgeblich das fundamentale Verstaendnis bezueglich des gekoppelten mechanisch-hydraulisch-chemisch-physikalischen (Langzeit-)Verhaltens von Abschlussbauwerken im Salinar.