Überblick über das EURAD Projekt – Workpackage GAS
Beitrag zum Projekt:
Komplexe, thermo-mechanisch-hydraulische gekoppelte Prozesse werden in einem Endlager durch die Einlagerung von wärmeentwickelnden Abfällen und durch die Korrosion metallischer Komponenten ausgelöst
Quelle: Grunwald et al. 2021
Durch das Einbringen von wärmentwickelnden radioaktiven Abfällen in ein Endlager in tiefen geologischen Formationen können verschiedene, komplexe thermisch-hydraulisch-mechanisch gekoppelte Prozesse ausgelöst werden. So wird durch die Korrosion eingebrachter metallischer Komponenten (z. B. Abfallbehälter, strukturelle Komponenten) Wasserstoffgas freigesetzt, wodurch es zu einem Gasdruckaufbau kommen kann. So könnte eine Gasmigration entgegen des Gasdruckgradienten durch die geologische und geotechnische Barriere ausgelöst werden. Bei hohen Gasdrücken bzw. hohen Gasdruckaufbauraten kann das Gestein der Barriere mechanisch stark beansprucht werden und sich Mikrorisse mit potentiell ungünstigen Implikationen für die Barrierenintegrität bilden. Um das Verständnis dieser Prozesse zu verbessern, arbeiten im Workpackage GAS des European Joint Programme for Radioactive Waste Management (EURAD) experimentell arbeitende Teams mit numerischen Modellierteams eng zusammen. Der Fokus der Arbeiten der BGR liegt hierbei auf der Entwicklung von Permeabilitätsmodellen, die die oben beschriebenen hydraulisch-mechanischen Kopplungen berücksichtigen. Numerische Modelle und Modellvorstellungen werden hierbei anhand der im Arbeitspaket durchgeführten Experimente motiviert und validiert. Dabei wird von der BGR der Open-Source Finite-Elemente-Code OpenGeoSys (Versionen OGS-5 und OGS-6) eingesetzt (www.opengeosys.org). Für die Entwicklung und Anwendung dieses Codes arbeitet die BGR eng mit der Bundesgesellschaft für Endlagerung GmbH (BGE), dem Umweltforschungszentrum Leipzig (UFZ) und der TU Bergakademie Freiberg (TUBAF) zusammen.
Projektbeitrag als Zusammenfassung (in englischer Sprache):
Coupled HM effects induced by gas injection and transport processes – modelling and validation against experiments
Projektbeitrag als Powerpoint-Präsentation (in englischer Sprache):
Coupled HM effects induced by gas injection and transport processes – modelling and validation against experiments (WP GAS)
(EURAD Annual Event, March 17th 2021, Pitz, M.; Ziefle, G.; Grunwald, N.; Maßmann, J.; Nagel, T.)
