Einfluss des Hohlraumquerschnitts auf die Verheilung im Steinsalz - Numerische Untersuchungen zur Entwicklung der Auflockerungszone

Im Zuge der Tiefenlagerung radioaktiver Reststoffe im Steinsalz entsteht an Hohlräumen aufgrund des viskosen Verformungsverhaltens des Wirtsgesteins ein geschädigter Bereich, die Auflockerungszone (ALZ). Durch die Konvergenz des Wirtsgesteins treten in der ALZ dilatante Schädigungen auf, die zu Veränderungen der Permeabilität des Wirtsgesteins führen. Nach erfolgter Einlagerung der radioaktiven Reststoffe werden die entsprechenden Strecken mit einem Abdichtungsbauwerk verschlossen. Dieses stellt mit dem umgebenden Steinsalz eine Barriere zwischen den radioaktiven Reststoffen und dem übrigen Grubengebäude dar. Die Barriere hat die Aufgabe, einen Fluid- sowie Gasaustausch und damit die Ausbreitung radioaktiver Strahlung zu unterbinden. In der ALZ ist die Permeabilität des Wirtsgesteins gegenüber dem intakten Wirtsgestein deutlich erhöht, weshalb die Möglichkeit eines Gas- oder Fluidtransports entlang des Abdichtungsbauwerks erhöht ist. Kriecht das Steinsalz nach Verschluss der Einlagerungskammer auf das Abdichtungsbauwerk auf, verheilen die dilatanten Schädigungen im Wirtsgestein, sodass die Permeabilität der ALZ reduziert wird. Die Verheilung der ALZ stellt daher einen wichtigen Prozess zur sicheren Endlagerung radioaktiver Reststoffe im Steinsalz dar. Die nachfolgenden numerischen Untersuchungen im FDM-Programm FLAC3D ergaben, dass sowohl der Schädigungs- als auch der Verheilungsprozess durch den gewählten Streckenquerschnitt des Hohlraums maßgeblich beeinflusst werden.

Influence of the cross section of a drift on the healing of salt rock.
In the course of deep geological repository of radioactive waste in rock salt, a damaged area, the excavation damaged zone (EDZ), is formed at the contour of cavities due to the viscous deformation behaviour of the host rock. Due to the convergence of the host rock, dilatant damage occurs in the EDZ, which leads to changes in the permeability of the host rock. After the radioactive waste has been stored, the corresponding sections are sealed with a sealing dam. Together with the surrounding rock salt, this represents a barrier between the radioactive waste and the remaining mine building. The barrier has the task of preventing the exchange of fluids and gases and thus the spread of radioactive radiation. In the EDZ, the permeability of the host rock is significantly increased compared to the intact host rock, which increases the possibility of gas or fluid transport along the sealing dam. If the rock salt creeps onto the sealing structure after the storage chamber has been closed, the dilatant damages in the host rock heal, so that the permeability of the EDZ is reduced. The healing of the EDZ therefore represents an important process for the safe final storage of radioactive residues in rock salt. The following numerical investigations in the FDM program FLAC3D showed that both the damage and the healing process are significantly influenced by the selected section of the cavity.