Wirtsgestein Ton
Analyse und Bewertung von Tonsteinformationen
Quelle: BGR
Im Standortauswahlverfahren (StandAG) sollen auf Empfehlung der Endlagerkommission die potenziellen Wirtsgesteine Salz, Ton und Kristallin berücksichtigt werden. Die Art, Zusammensetzung und Eigenschaften dieser Gesteine an den Endlagerstandorten bestimmen, wie gut diese natürliche Barriere die Umwelt vor Strahlung schützt.
Tongesteine werden in zahlreichen Ländern für die Endlagerung radioaktiver Abfälle als Wirtsgesteine und/oder als Barrieregesteine in Betracht gezogen und untersucht. Ähnlich wie bei Salzformationen erfüllen Tonsteine sowohl Anforderungen an ein Wirtsgestein als auch Anforderungen an eine natürliche geologische Barriere. Günstige Barriereeigenschaften besitzen Tonsteine wegen ihrer oft geringen bis sehr geringen Permeabilität bzw. einer entsprechend geringen Gebirgsdurchlässigkeit, wegen der für sie teilweise typischen Plastizität sowie wegen ihrer chemischen Pufferwirkung und ihrer Rückhaltekapazität für Schadstoffe und Radionuklide. Diese günstigen Barriereeigenschaften gehen nicht zwangsläufig einher mit günstigen Wirtsgesteinseigenschaften, für die besondere mechanische und thermische Eigenschaften bestimmend sind.
Ton und Tonsteine variieren – abhängig von ihrer Entstehung – vom plastischen Ton mit Übergangsformen bis zum stark verfestigten und geklüfteten Tonstein. Entsprechend groß sind die Unterschiede im Mineralbestand, Verformungsverhalten, der Temperaturempfindlichkeit und der Gebirgsstabilität. Ein Verständnis der Prozesse und ihres Zusammenwirkens kann nur durch umfangreiche Forschungsarbeit erreicht werden. Die BGR erforscht insbesondere die Eigenschaften des Wirtsgesteins, die Verwendbarkeit von Ton (Bentonit) als geotechnische Barriere sowie die Langzeitsicherheit eines Endlagers in Tonstein. Sie beteiligt sie sich auch in internationalen Untertagelabors, vor allem in Mt. Terri (Schweiz) und in Bure (Frankreich), mit eigenen Experimenten. Dabei werden Methoden und Geräte für die geowissenschaftliche Erkundung von potenziellen Endlagerstandorten entwickelt und getestet. Ein weiteres Ziel der Arbeiten ist es, die Erkenntnisse aus den gemeinsamen internationalen Projekten auf gleichartige geologische Formationen in Deutschland zu übertragen.
Das BGR-Faktenblatt gibt einen Kurzüberblick über die Ton- und Tonsteinforschung der BGR für die Endlagerung radioaktiver Abfälle.
Der Stand der Wissenschaft zum Langzeit-Verformungsverhalten von Tonstein ist im BGR-Ergebnisbericht zum rheologischen Langzeitverhalten der im Endlager Konrad aufgeschlossenen Tonsteine umfassend dargestellt.
Ausgewählte Projekte:
Arbeiten der BGR im Mont Terri Rock Laboratory
Kooperation mit dem Untertagelabor Bure in Frankreich
In-situ-Gaspermeabilitätsmessung in Tonsteinen
Hydrogeologische Charakterisierung gering durchlässiger Sedimente als Endlagermedium
Hydromechanische Modellierung Tonstein
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