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Der Stollen des Versuchslabors Mont Terri, in dem der Langzeit-Heizversuch mit drei Kanistern stattfindet. Bild: Holger Kroker

Forschung für sichere Endlager

Europa sucht nach Endlagern für den strahlenden Müll von bislang rund 60 Jahren friedlicher Nutzung der Kernenergie. Auch Staaten wie Deutschland und die Schweiz, die in absehbarer Zeit aus dieser Form der Energieerzeugung aussteigen, müssen sich um die langfristige Sicherung der Hinterlassenschaften kümmern. Im Felslabor Mont Terri im gebirgigen Teil des Schweizer Kantons Jura erforschen daher Wissenschaftler aus neun Nationen, wie solch ein sicheres Endlager aussehen kann.

Mont Terri ist in Opalinuston gebaut, neben Salz und Granit eines von drei in Europa verfügbaren Gesteinen, die für Endlager in Frage kommen. Deutschland verfügt über alle drei, untersucht aber nur Tongestein und Salz, weil man dem klüftigen Granit mißtraut. Die Schweiz hat Tongestein und Granit und hat sich aus denselben Gründen für Tongestein entschieden. "Opalinuston ist sehr dicht und hält die meisten Radionuklide zurück", erläutert Laborleiter Paul Bossart vom Schweizer Geologischen Dienst Swisstopo. Dafür ist das Gestein schlecht in der Ableitung der Wärme, die der radioaktive Abfall zumindest in den ersten paar Dutzend Jahren entwickelt.

Dichtigkeit und Temperaturverhalten stehen daher im Zentrum von zwei Langzeitexperimenten, die die Endlagersituation in einem Opalinuston-Bergwerk simulieren. Zwischen 2002 und 2012 wurde getestet, ob die Einlagermethode tatsächlich so dicht wie gedacht ist. Denn für die Kanister, in denen der strahlende Müll im Endlager deponiert wird, werden ja Stollen gegraben, die später wieder mit einem anderen Tonmaterial, Bentonit, gefüllt werden. Das Auffahren der Stollen führt zu Rissen und Klüften in einer rund zwei Meter breiten Auflockerungszone um den Stollen herum, der Bentonit wird als Granulat eingefüllt. Wasserundurchlässig ist Opalinuston aber  nur, wenn er ein festes Gestein ohne Risse und Klüfte bildet.

Bentonit hielt dicht

Die Erwartung trog offenbar nicht. "Am Ende des Experiments war der Bentonit genauso dicht wie ein normaler Opalinus-Ton und der Druck, den er aufbaute, hat die Auflockerungszone, die man vorher beobachtete, wieder geschlossen", resümierte Markus Furche, Geophysiker bei der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover das Ergebnis des Experiments. Der Effekt entsteht, weil das stark getrocknete Bentonitgranulat enorm viel Wasser zieht, dadurch immens aufquillt und gegen die Stollenwände drückt. Das Wasser entzieht er dem umgebenden Opalinuston, der zwischen fünf und neun Volumenprozent Porenwassergehalt hat. Unter normalen Umständen hätte allein dieser Prozess Jahrzehnte gedauert, doch im Experiment leiteten die Wissenschaftler Wasser in das Bentonitgranulat, so dass es schon nach fünf Jahren mit Wasser gesättigt war. Mehr erfahren...

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