Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Endlagerung: Forscher entwickeln erstes virtuelles Untertagelabor

25.06.2012
Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), die DBE TECHNOLOGY GmbH, die Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) und das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) entwickeln im Projekt VIRTUS derzeit das erste virtuelle Untertagelabor der Welt.

VIRTUS ist nicht nur als Instrument zur Bewertung der in einem Endlager ablaufenden Prozesse gedacht. Durch die Möglichkeit, die Prozesse mit dreidimensionalen Animationen sichtbar zu machen, soll die Software-Plattform auch zu einer verständlicheren und transparenteren Information der Öffentlichkeit beitragen. Erste Zwischenergebnisse stellen die Forscher am 28. Juni 2012 auf den 15. IFF-Wissenschaftstagen des Fraunhofer IFF in Magdeburg vor.


Virtuelles Modell eines Untertagelabors in einer 360-Grad-Darstellung im Fraunhofer IFF. Wenn alle Betroffenen die Details vor Augen haben, lassen sich Entscheidungsprozesse einfacher gestalten.
Foto: Dirk Mahler/ Fraunhofer IFF


Ausschnitt aus der Simulation eines Endlagerbergwerks. Im Vordergrund wurden drei virtuelle Abfallbehälter (rot) in eine Strecke eingebracht, um die Ausbreitung der von ihnen ausgehenden Wärme zu simulieren.
Grafik: BGR, DBE TEC, GRS, IFF

In einem Endlager für radioaktive Abfälle laufen verschiedenste physikalische und chemische Prozesse ab. Diese Prozesse – etwa die Erwärmung des Gesteins durch eingelagerte Abfälle, mögliche Gasentwicklung und die Rückhaltung radioaktiver Stoffe – sind komplex. Mehr noch: Sie beeinflussen sich wechselseitig.

Endlagerforscher untersuchen diese gekoppelten Prozesse in sogenannten Untertagelabors „in situ“, d.h. unter natürlichen Bedingungen. Derzeit existieren beispielsweise Untertagelabors in Frankreich, der Schweiz und Belgien. Deutsche Forscher – z. B. die Projektpartner – mussten bislang zu ihren ausländischen Kollegen reisen, um in den dortigen Untertagelabors zu forschen. Mit VIRTUS könnte sich das bald ändern.

VIRTUS als Werkzeug der Forschung
Die Forscher sollen mit VIRTUS die Möglichkeit haben, in einer detailgetreuen Nachbildung von Endlagerbergwerken in realen geologischen Formationen virtuelle Experimente durchzuführen. Die Prozesse und ihre komplexen Wechselwirkungen lassen sich dabei nicht nur detailliert untersuchen, sondern darüber hinaus auch visuell darstellen. Probeweise modellierten die Forscher in einer Vorstudie, wie die von eingelagerten radioaktiven Abfällen ausgehende Wärme die Gesteinstemperatur einer geologischen Salzformation erhöht.

Langfristig sollen Forscher auf der ganzen Welt auf die VIRTUS-Plattform zugreifen, virtuell "experimentieren" und Ergebnisse austauschen können. Für die Forschung ist das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderte Projekt auch deshalb interessant, weil damit in Zukunft ergänzend zu den Arbeiten in Salzgestein auch endlagerrelevante Prozesse in Ton-und Granitgestein veranschaulicht werden können.

In die Entwicklung von VIRTUS sind das Wissen und die Erfahrungen aus über 40 Jahren Endlagerforschung eingeflossen. Die vier an der Entwicklung beteiligten Forschungsinstitutionen haben im Projekt ihre Kompetenzen zusammengeführt: Die BGR hat die geologischen und geomechanischen Daten und Modelle für VIRTUS zur Verfügung gestellt. DBE TECHNOLOY GmbH brachte ihr Wissen in der Endlagerplanung und aus dem Bereich der Simulation von geomechanischen Prozessen mit ein. Die GRS konnte als Projektleiter vor allem ihre langjährige Erfahrung in der Erforschung und Modellierung von gekoppelten Prozessen in Endlagern einbringen. Das Fraunhofer IFF ermöglichte mit seiner Expertise im Digital Engineering und der optischen 3D-Messtechnik die virtuell-interaktive Darstellung der Analyseergebnisse.

Unterstützung der Standortauswahl durch VIRTUS
VIRTUS könnte auch bei der Auswahl eines geologischen Endlagerstandorts eine wichtige Rolle spielen. Will man die Eignung eines möglichen Standorts untersuchen, so muss dazu ein Endlager, d. h. das Endlagerbergwerk mit seinen technischen Einrichtungen und den eingelagerten Abfällen, konzipiert werden. Erst auf dieser Grundlage ist es möglich zu beurteilen und ggf. nachzuweisen, dass an dem betreffenden Standort radioaktive Abfälle über den geforderten Zeitraum von einer Million Jahre von der Biosphäre abgeschlossen gelagert werden können. VIRTUS soll die notwendige Entwicklung eines Endlagerkonzeptes und die Sicherheitsanalysen effizienter und vor allem durch eine Visualisierung nachvollziehbarer gestalten.
Öffentlichkeit durch verständliche Darstellung einbinden
Vor allem die bildliche Darstellung von Experimenten und deren Ergebnissen kann VIRTUS zu einem wichtigen Hilfsmittel bei der Einbindung der Öffentlichkeit in die Suche nach einem Endlagerstandort machen. Das virtuelle Modell ermöglicht auch Laien einen gewissen Sachverstand zu den komplizierten Prozessen zu entwickeln, die in Endlagern ablaufen. Abstrakte wissenschaftliche und nur schwer in ihrer Gänze formulierbare Zusammenhänge lassen sich mit VIRTUS verständlich in Bildern darstellen. Möglich sind beispielsweise virtuelle „Flüge“ durch dreidimensionale Salzstöcke, vorbei an Grubengebäuden und Strecken gefüllt mit Behältern, in denen radioaktive Abfälle lagern. „Für uns Forscher“, so der Projektleiter Tilmann Rothfuchs von der GRS, „hat VIRTUS eine ganz besondere Bedeutung. Wir können unsere Ergebnisse mit VIRTUS auf eine verständliche, nachvollziehbare Weise der Öffentlichkeit zeigen und so einen Beitrag dazu leisten, dass die Menschen Vertrauen in unsere Arbeit gewinnen und Verständnis für Entscheidungen entwickeln.“

Zentraler Pressekontakt für die Projektpartner ist die GRS.

Weitere Informationen:
http://www.grs.de
http://www.iff.fraunhofer.de
http://www.dbetec.de
http://www.bgr.bund.de

Horst May | idw
Weitere Informationen:
http://www.grs.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Müll in den Weltmeeren überall präsent: 1220 Arten betroffen
23.03.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Internationales Netzwerk bündelt experimentelle Forschung in europäischen Gewässern
21.03.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE