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Von Klüften und Konzepten – aktuelle Forschung zu Kristallin als Wirtsgestein für ein Endlager

Seit dem Neustart der Standortsuche kommt als Wirtsgestein für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle auch Kristallingestein in Betracht, wie es beispielsweise in Bayern oder Sachsen anzutreffen ist. Aktuell arbeiten Fachleute des Endlagerforschungszentrums der GRS in mehreren Forschungsprojekten daran, das Verständnis grundlegender Eigenschaften des Wirtsgesteins zu vertiefen und Konzepte für die Bewertung der Sicherheit eines Endlagers in Kristallingestein zu entwickeln – in eigenen Laborversuchen, in Kooperation mit ausländischen Forschungspartnern und eingebunden in Versuche im Schweizer Untertagelabor Grimsel.

Vor wenigen Wochen wurde an der Westküste Finnlands mit der Errichtung des weltweit ersten Endlagers für hochradioaktive Abfälle aus der zivilen Nutzung der Kernenergie begonnen. Auch Schweden hat sich bereits auf einen Endlagerstandort festgelegt. Beide Endlager werden in Kristallingestein gebaut – landläufig oft auch als „Granit“ bezeichnet. Auch in Deutschland kommt nach dem Standortauswahlgesetz Kristallingestein neben Steinsalz und Tongestein als Wirtsgestein für ein Endlager in Betracht. Entsprechende Vorkommen, die im gegenwärtig laufenden Auswahlverfahren für einen Endlagerstandort mit betrachtet werden, finden sich vor allem in Bayern und Sachsen.

Im Endlagerforschungszentrum der GRS beschäftigen sich Fachleute seit mehr als 25 Jahren mit unterschiedlichsten wissenschaftlichen Fragestellungen zur Sicherheit von Endlagern – angefangen von Untersuchungen grundlegender Eigenschaften möglicher Wirtsgesteine bis hin zur Entwicklung von Methoden für die Standortauswahl und den Nachweis der Sicherheit eines Endlagers. Nachdem der Schwerpunkt der Endlagerforschung in Deutschland über lange Zeit vor allem auf Steinsalz, aber auch auf Tongestein lag, hat mit dem Neustart der Standortauswahl die Forschung zum Kristallingestein an Bedeutung gewonnen.

Konzept zur Darstellung und Prüfung der Sicherheit 

So entwickelt die GRS gemeinsam mit der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und der BGE Technology GmbH (BGE TEC) in einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt ein Konzept zur Darstellung und Prüfung der Sicherheit eines Endlagers im Kristallingestein. In einem derartigen Konzept wird dargelegt, wie die radioaktiven Stoffe aus den eingelagerten Abfällen so in einem definierten Bereich im Untergrund – dem sogenannten „einschlusswirksamen Gebirgsbereich“ (kurz: ewG) – eingeschlossen werden, dass sie über einen Zeitraum von einer Million Jahre nicht oder allenfalls in unbedenklichen Mengen an die belebte Umwelt gelangen. Eine entscheidende Rolle spielen dabei verschiedene Eigenschaften des jeweiligen Wirtsgesteins.

Für Steinsalz und Tongestein wurden entsprechende Konzepte bereits entwickelt. Diese lassen sich für Kristallingestein allerdings nicht übernehmen, da sich die Wirtsgesteine in zentralen Eigenschaften stark unterscheiden, wie Dr. Judith Flügge, Leiterin der Abteilung Standortauswahl der GRS, erklärt: „Während die als Wirtsgestein in Frage kommenden Steinsalz- und Tongesteinsformationen in dichten, homogenen Einheiten anzutreffen sind, kann Kristallingestein auch im tiefen Untergrund stark geklüftet sein. Durch solche Klüfte – bildlich gesprochen: Risse im Gestein – könnte Grundwasser durch den Untergrund zu den Abfallbehältern gelangen.“ Dies wiederum könnte dazu führen, dass die Behälter durch Korrosion undicht werden und radioaktive und andere Stoffe in den Untergrund freigesetzt werden; in den geplanten Endlagern in Finnland und Schweden soll dies durch eine korrosionshemmende Kupferschicht um die Abfallbehälter verhindert werden. Mehr erfahren...

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Erdölförderung im Emsland (Foto: Wintershall Holding GmbH)