Deponierung

Verschlusssystem zur Abschirmung untertägig gelagerter gefährlicher Abfälle

In dem Forschungsvorhaben entwickeln die Beteiligten ein mehrgliedriges geotechnisches Dichtesegment, das unter Tage gelagerten, gefährlichen Abfall vor Feuchteeintrag schützt. Die Funktion des Verschlussbauwerks basiert auf einer körnigen Schicht, die zwischen zwei Dichtungselementen durch Kapillaraufstieg Fluide homogen verteilt und so voreilende Feuchtefronten bricht. 

 

Zusammenfassung

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines mehrgliedrigen Verschlusssystems, das unterirdisch gelagerte, gefährliche Abfälle vor inhomogener Feuchteentwicklung schützt und sie somit verlässlich von der Biosphäre abschirmt. Hierfür wird eine geotechnische Barriere aus Bentonit als Dichtesegment (DS) und einem rolligen Material zum hydraulischen Potentialausgleich (z.B. Feinsand) zwischen zwei Dichtesegmenten verwendet. Ein lokal durchdringendes Fluid wird im Äquipotentialsegment (ÄS) flächig verteilt und bildet eine neue homogene Potentialfläche. Dementsprechend muss im ÄS eine hohe Saugspannung für einen ausgeprägten kapillaren Aufstieg und das Brechen von voreilenden Feuchtefronten sowie eine hohe Dränleistung vorliegen. Im Rahmen des Projekts werden in Steig- und Turmversuchen die Feuchteverteilung, die Steiggeschwindigkeit sowie der Einfluss des Salzgehaltes und die Wechselwirkung zwischen ÄS und DS während des kapillaren Aufstiegs untersucht. Parallel zu den Schichten des Barrieresystems werden in der ÄS Sensoren eingebaut, die den Verlauf der Feuchtefront sowie den Druck messen.

 

Ergebnisse:

  • Säulenversuche mit Steinsalzlauge zeigen, dass während des Transports durch das Mineralgemisch kein Salz ausfällt. Lediglich im Säulenfuß ist ein leichter Chromatographieeffekt erkennbar.
  • Der Carbonatgehalt, der den Aufstieg beeinflusst, bleibt über die Säulenhöhe konstant.
  • Der calcium- und magnesiumhaltige Montmorillonit im Bentonit Calcilgel wird durch Durchströmung mit Salzlauge in ein natriumbelegten Smectit umgewandelt.
  • In einem Schachtversuch wurde die DS probeweise geschwächt. An diesen Stellen kann ein präferenzieller Fluss gemessen und die Wirkung der ÄS belegt werden. Durch die ÄS wird zuverlässig die voreilende Laugenfront gebrochen und kapillar über den Querschnitt der ÄS verteilt.
  • Eine Befeuchtung der DS aus der ÄS führt nicht zu einer Salzan- oder -ablagerung aus der Lauge.  
  • Das vorgestellte Verschlusssystem dichtet Schacht-, Strecken- und Bohrlochverschlüsse ab.

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Verschlusssystem mit Äquipotenzialsegmenten für die untertägige Entsorgung (UTD und ELA) gefährlicher Abfälle zur Sicherstellung der homogenen Befeuchtung der Dichtelemente und zur Verbesserung der Langzeitstabilität

Projektnummer: 02C0922

Projektzeitraum: 2002 - 2009

Projektort: Deutschland (Baden-Württemberg)

Projektansprechpartner:

Frau Dr. Datcheva

Herr Prof. Dr.-Ing. Kudla

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Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)