// Langzeit-Sicherheitsuntersuchungen

VerA, Phase II

Vergütung der Auflockerungszone im Salinar (VerA) Phase II - Generierung von Risssystemen einer Auflockerungszone im Korngrößenmaßstab und Überführung der Ergebnisse auf die Makroebene zur Simulation eines Injektionsvorganges

Die Auflockerungszone (EDZ) ist ein Bereich, in dem hauptsächlich durch Mikrorisse eine mikrostrukturelle Schädigung auftritt, die die Permeabilität des ursprünglich dichten Steinsalzes erhöht und somit die Abdichtungsfunktion der geotechnischen Barriere beeinträchtigt. Es wird erwartet, dass die Permeabilität durch Abdichtungs- bzw. Heilungsprozesse abnimmt. Diese Prozesse können jedoch weder hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit noch hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Permeabilität quantifiziert werden. Daher ist die Verbesserung der Auflockerungszone durch Verpressung zwingend erforderlich, um die Anforderungen an die Abdichtungsfunktion zu erfüllen. Der Inhalt des Projekts ist somit direkt mit der ersten Phase des Projekts VerA verknüpft, das darauf abzielt, die Schadensprozesse und die damit verbundene erhöhte Permeabilität in der EDZ mithilfe numerischer Modelle zu simulieren. Diskontinuumsmodelle wurden verwendet, die auf der Mikrostruktur von Steinsalz basieren und mechanische und hydraulische Prozesse im Kornmaßstab simulieren können. In der aktuellen Phase sollen die Diskontinuumsmodelle hinsichtlich ihrer Genauigkeit verbessert werden. Allgemein soll das mechanische Verhalten des Diskontinuumsmodells verbessert, realistische Rissnetzwerke, die in der EDZ auftreten, generiert und die aus dem Diskontinuumsmodell gewonnenen Informationen hochskaliert werden. Kombinierte akustische Emissions- und einaxiale Druckversuche wurden durchgeführt, um das makroskopische Verhalten mikromechanisch zu zerlegen und eine Grundlage für die Parameterkalibrierung zu schaffen. Auf diese Weise konnten die relevanten Verformungs- und Rissprozesse simuliert und realistische Rissnetzwerke zumindest in einem kleinen Bereich der Streckenkontur erzeugt werden. Zusätzlich wurde der hydraulische Leitfähigkeitstensor der bereits generierten Rissysteme untersucht, indem der Fluss unter verschiedenen hydraulischen Kopfrichtungen simuliert wurde. Dies ermöglicht erstmals die Spezifikation richtungsabhängiger (anisotroper) Permeabilitätswerte, die als Eingabeparameter für großskalige Modellierungen verwendet werden können. Ein weiterer Teil der Studie befasst sich mit der Langzeitstabilität von mit flüssigem Silikat verbessertem Steinsalz. Es konnte gezeigt werden, dass das Silikat in einer salzhaltigen Umgebung in gesättigten Sole unlöslich ist, sich im Laufe der Zeit in stabile kristalline SiO2-Phasen umwandelt und in Gegenwart von Mg2+ stabile MOC-Phasen bildet. Laborexperimente zur Überprüfung der Eignung von Silikat als chemische Barriere gegenüber für das Endlager relevante Elemente zeigen, dass amorphes Silikat in einer salzhaltigen Umgebung als chemische Barriere für spezifische Elemente wirken kann.