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Endlagerung 3D: Endlagerforscher entwickeln Prototyp des ersten virtuellen Untertagelabors der Welt

06.07.2015

Gemeinsam mit ihren Projektpartnern, der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), der DBE Technology GmbH (DBE TEC) und dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und Automatisierung (IFF), hat die GRS einen Prototyp des weltweit ersten virtuellen Untertagelabors VIRTUS entwickelt. Die Plattform soll neben der weiteren Erforschung der in einem Endlager stattfindenden Prozesse und Wechselwirkungen auch einen Beitrag zur Endlagersuche leisten und zum besseren Verständnis in der Öffentlichkeit beitragen. Wesentliche Ergebnisse der bisherigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden jetzt in einem Bericht http://www.grs.de/publikation/grs-354 veröffentlicht.

Mit dem im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums entwickelten „Virtuellen Untertagelabor im Steinsalz (VIRTUS)“ lassen sich Endlagerprozesse in geologischen Formationen dreidimensional darstellen.


Zur Untersuchung der Eignung eines Standorts benötigt man neben geologischen Daten auch ein Endlagerkonzept. Mit VIRTUS lässt sich ein virtuelles Endlagerbergwerk schnell und anschaulich entwickeln.

GRS


Behälter mit hochradioaktiven Abfällen geben in einem Endlager Wärme an das umgebende Gestein ab. VIRTUS erlaubt die Visualisierung von Simulationen der Wärmeausbreitung in drei Dimensionen.

GRS

Dazu greift VIRTUS auf geowissenschaftliche Daten aus über 30 Jahren Endlagerforschung zurück und verarbeitet diese mithilfe von externen Berechnungsmodellen. Die Ergebnisse stellt VIRTUS visuell dar, beispielsweise in Form einer dreidimensionalen geologischen Struktur eines Endlagersystems.

Das Projektteam hat drei prototypische Anwendungen von VIRTUS getestet. Dazu wurden Simulationen zur Strecken- und Bohrlochlagerung radioaktiver Abfälle in einem hypothetischen Endlager im Steinsalz durchgeführt.

Bei dem hypothetischen Endlager handelt es sich um einen fiktiven Standort, der real zwar nicht existiert, aber in seinen Eigenschaften denen eines typischen Salzstocks in einer zuvor festgelegten Region entspricht. Die prototypischen Simulationen zeigen unter anderem, wie sich die Wärme von einem eingelagerten Behälter über unterschiedliche Gesteinsschichten hinweg ausbreitet.

Welchen Beitrag kann VIRTUS bei der Endlagersuche leisten?

VIRTUS wurde zwar als virtuelles Untertagelabor im Steinsalz entwickelt, es kann jedoch zur Visualisierung von Endlagerkonzepten in beliebigen geologischen Formationen herangezogen werden, beispielsweise auch für Tonstein. Diese Flexibilität kann insbesondere dann von Nutzen sein, wenn in einem Auswahlprozess für ein zukünftiges Endlager mehrere Standorte in unterschiedlichen Wirtsgesteinen miteinander verglichen werden sollen.

Dann wird über die geologische Eignung eines Standorts hinaus auch der Vergleich ganzer Endlagersysteme notwendig sein. Das Endlagersystem umfasst dabei sowohl die geologischen Gegebenheiten des Standorts als auch die Infrastruktur des Grubengebäudes, die Einlagerungshohlräume, Zugangstrecken und Verschlusssysteme.

Erst auf Grundlage des Endlagersystems ist es möglich zu beurteilen und ggf. nachzuweisen, dass am betreffenden Standort radioaktive Abfälle über den geforderten Zeitraum von einer Million Jahre von der Biosphäre abgeschlossen gelagert werden können.

VIRTUS ermöglicht die Entwicklung von Modellen solcher Endlagersysteme per Mausklick und kann die darin ablaufenden Prozesse für Forscher im Zeitraffer sichtbar machen. Dass diese Prozesse bildhaft dargestellt werden können, dient aber nicht nur Forschungszwecken, sondern trägt auch zur verständlicheren transparenteren Information der Öffentlichkeit bei.

Wie geht es weiter mit VIRTUS?

Neben der Möglichkeit, VIRTUS zur Visualisierung von Endlagersystemen in beliebigen Wirtsgesteinen zu nutzen, ist es ein generelles Ziel der Forscher, die Plattform noch bekannter und besser nutzbar zu machen. Wissenschaftler aus aller Welt sollen in Zukunft auf die Plattform zugreifen können, dort virtuell experimentieren und ihre Ergebnisse untereinander austauschen können. Dazu soll nach dem Wunsch der Forscher eine eigene Website eingerichtet werden. Auch in technischer Hinsicht sollen die Anwendungsmöglichkeiten erweitert werden.

Endlagerforschung bei der GRS

In ihrem Endlagerforschungszentrum in Braunschweig forscht die GRS zu allen wesentlichen Aspekten einer dauerhaft sicheren Endlagerung radioaktiver Abfälle: angefangen bei Untersuchungen zu grundlegenden Eigenschaften von potenziellen Wirtsgesteinen bis hin zur Entwicklung von Methoden für einen Langzeitsicherheitsnachweis für ein Endlager und für den Vergleich unterschiedlicher Endlagerstandorte. Ein Teil der Forschungsarbeiten wird im eigenen geowissenschaftlichen Labor durchgeführt. Fachkollegen sind aber auch in Experimenten in Untertagelaboren in der Schweiz, Frankreich und Schweden tätig.

Weitere Informationen zu den GRS-Projekten im Bereich Endlagerung sind unter http://www.grs.de zu finden.

Pressekontakt:

Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS)gGmbH
Sven Dokter
Telefon: 0221 2068-654
sven.dokter@grs.de

Verena Güllmann
Telefon: 0221 2068-861
verena.guellmann@grs.de

Verena Güllmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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