¶ Risk-based Assessment of Salt Domes as Disposal Sites for Nuclear Waste
¶ Einleitung
Das RADON-Projekt ist eine innovative Forschungsinitiative mit dem Ziel, die Machbarkeit und Sicherheit der Nutzung von Salzstöcken als Endlagerstätten für nukleare Abfälle zu evaluieren. Salzstöcke sind von Interesse aufgrund ihrer geringen Durchlässigkeit, hohen Wärmeleitfähigkeit, langfristigen geologischen Stabilität und ihrer Fähigkeit, gefährliche Stoffe zu isolieren. Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung fortschrittlicher Methoden zur Risikobewertung, wobei Unsicherheiten in hydrogeologischen Prozessen sowie im Stoff- und Wärmetransport berücksichtigt werden, die die Sicherheit von Endlagern in Salzstöcken beeinflussen.
Das Hauptziel des RADON-Projekts besteht darin, ein zuverlässiges Rahmenwerk zur Bewertung von Risiken im Zusammenhang mit tiefengeologischen Endlagern in Salzstöcken bereitzustellen. Dabei werden insbesondere die Auswirkungen variabler Dichte und Viskosität im Grundwasserfluss, bedingt durch Temperatur- und Salzgehaltsunterschiede, berücksichtigt. Durch die Integration numerischer Modellierung, Unsicherheitsquantifizierung und Bayes‘scher Netzwerke verfolgt das Projekt einen ganzheitlichen Ansatz zur Risikobewertung.
Das RADON-Projekt ist eine gemeinsame Initiative zweier Partner an der Leibniz Universität Hannover (LUH). Das Institut für Risiko und Zuverlässigkeit (IRZ) ist für die Entwicklung des probabilistischen Rahmens zuständig, während das Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen (ISU) die numerischen Simulationen durchführt.
¶ Forschungsziele
Das Projekt konzentriert sich auf drei zentrale Forschungsbereiche:
- Erweiterte Bayes’sche Netzwerke (eBN): Entwicklung eines probabilistischen Rahmens zur Bewertung von Ausfallwahrscheinlichkeiten von Endlagern in verschiedenen Szenarien unter Berücksichtigung sowohl präziser als auch unpräziser Unsicherheiten.
- Gekoppelte Strömungs- und Transportmodellierung: Simulationen des Grundwasserflusses unter dichteabhängigen Bedingungen unter Einbeziehung von Stoff- und Wärmetransport.
- Unsicherheits- und Sensitivitätsanalysen: Bewertung wesentlicher Transportparameter (z. B. Dispersivität, Diffusionskoeffizienten) durch Analyse ihrer Auswirkungen auf Modellvorhersagen.
¶ Fazit
Das RADON-Projekt hat eine robuste Methodik zur Risikobewertung von Salzstöcken als Endlager für nukleare Abfälle entwickelt. Die Integration erweiterter Bayes’scher Netzwerke und gekoppelter Strömungsmodelle ermöglicht ein umfassendes Rahmenwerk zur:
- Quantifizierung der Auswirkungen unsicherer Transportparameter,
- Simulation realistischer Szenarien zur Beeinflussung der Radionuklidmigration,
- Verbesserung der Sicherheitsbewertung von Endlagern in Salzstöcken unter unterschiedlichen Umweltbedingungen.
Zentrale Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung einer präzisen Abschätzung von Transportparametern wie Dispersivität und Diffusionskoeffizienten sowie die Berücksichtigung ihrer Unsicherheiten für eine zuverlässige Risikobewertung.
¶ Ausblick
Zukünftige Forschungsrichtungen umfassen:
- Erweiterung des Modellgebiets auf benachbarte geologische Schichten und großskalige hydrogeologische Prozesse.
- Einbeziehung des Wärmetransports zur Untersuchung thermohaliner Strömungen in geklüftet-porösen Medien.
- Entwicklung fortschrittlicher Methoden zur Auflösung rechentechnischer Schleifen bei der Bewertung unpräziser Wahrscheinlichkeiten zur Verbesserung von Effizienz und Skalierbarkeit.
Das RADON-Projekt ebnet den Weg für sicherere Lösungen zur Entsorgung nuklearer Abfälle durch den Einsatz modernster Modellierungs- und Unsicherheitsquantifizierungsmethoden zur Bewältigung komplexer geologischer Herausforderungen.
¶ Literaturverzeichnis
Suilmann, J., Molson, J., & Graf, T. (2025). Effect of mixing on groundwater age and life expectancy simulations in density-dependent flow. Accepted for publication in Hydrogeology Journal