Untersuchungen zum Permeationsverhalten von Salzlaugen in Steinsalz bei der Endlagerung wärmeentwickelnder nuklearer Abfälle

• Main Author: Elliger, Clemens
• Format: Others
• Language: German; de
• Published: 2005
• Online Access: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/572/1/Elliger_dissertation.pdf; Elliger, Clemens <http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/view/person/Elliger=3AClemens=3A=3A.html> (2005): Untersuchungen zum Permeationsverhalten von Salzlaugen in Steinsalz bei der Endlagerung wärmeentwickelnder nuklearer Abfälle.Darmstadt, Technische Universität, [Online-Edition: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000572 <http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000572> <official_url>],[Ph.D. Thesis]

In der Bundesrepublik Deutschland ist die Endlagerung nuklearer Abfälle in tiefen geologischen Formationen im Wirtsgestein Steinsalz vorgesehen. Anlagen zur sicheren Verwahrung von nuklearen Abfällen sollen auf dem Gebiet der Bundesrepublik ab dem Jahr 2030 genutzt werden. Im Rahmen der Sicherheitsbetrachtungen für ein Endlager für radioaktive Abfälle in Steinsalzformationen sind Untersuchungen zum Durchlässigkeits-verhalten der bergmännisch aufgefahrenen und wieder verfüllten Hohlräumen gegenüber Flüssigkeiten von besonderer Bedeutung. Ein wichtiges Szenario in den Sicherheitsanalysen für ein Endlager für radioaktive Abfälle in Steinsalz stellt der nicht völlig auszuschließende Störfall Wasser- und Laugeneinbruch in ein Endlager dar. Als Basis für die in dieser Arbeit durchgeführten experimentellen Untersuchungen wird unterstellt, dass der Wasser- und Laugeneinbruch in den Bereich von wärmeentwickelnden, nuklearen Abfällen erfolgt. Die Permeabilität der bergmännisch aufgefahrenen, wieder verfüllten und kompaktierten Hohlräume ist eine der maßgeblichen Parameter für den Stofftransport aus einem Endlager nach einem solchen möglichen Störfall. Im Rahmen der Sicherheitsbetrachtungen für ein Endlager für radioaktive Abfälle in Salzformationen sind deshalb Untersuchungen zum Durchlässigkeitsverhalten von besonderer Bedeutung. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten experimentellen Untersuchungen sollen dabei den Temperatureinfluss auf (a) die zeitliche Porositätsänderung durch Kompaktion, (b) die zeitliche Permeabilitätsänderung und (c) die Permeabilitäts- und Porositätskorrelation quantifizieren. Da Veränderungen des Durchlässigkeitsverhaltens in einer Veränderung der Porenstruktur zu suchen sind, wurden parallel zu den Durchlässigkeitsuntersuchungen Laboruntersuchungen zum Porenraum und der Gefügestruktur durchgeführt. Dabei interessierte in erster Linie die Änderung des Porenraums während des Durchströmens mit Salzlauge. Durch die verschiedenen Untersuchungsmethoden (Quecksilberporosimetrie, optische Untersuchungen) kann ein Einblick in diese Vorgänge erhalten werden. Ferner wird in dieser Arbeit die Laboranlage zur Durchführung der Durchströmungs-experimente vorgestellt, mit deren Hilfe sich die Permeabilität und die isostatische Kompaktion von Salzkernen bis zu einer Temperatur von 150°C und einem Überlagerungsdruck bis 200 bar bestimmen lässt.