Tonmodelle für radioaktive Barrieren
Als unterirdische Lagerstollen oder Endlager für radioaktive Abfälle kommen nur außerordentlich ausgereifte Baustrukturen in Frage. Aufgrund von Veränderungen bei den Endlagerungskonzepten wurde ist das Konzept entstanden, von dauerhaft versiegelten Endlagern zu aktiv betriebenen Lagerstätten überzugehen. Solche Lagerstätten müssen mit Schutzbarrieren versehen sein, die ein Austreten von radioaktivem Material infolge von Schäden oder Korrosion verhindern. Daneben müssen sie als geeignete Trennbarrieren fungieren, die dafür sorgen, dass weder Feuchtigkeit noch Wasser in das System gelangen können und so den Verfall der Lagerstätte beschleunigen. Die bei dieser Technologie als Barriere vorgeschlagenen Bentonitblöcke bestehen aus vorverdichtetem Bentonit (einem montmorillonitreichen Ton), der einer speziellen Behandlung unterzogen wurde, die ihm optimale Schutzeigenschaften verleiht. Die vorgesehene Barriere besteht aus verdichteten Bentonitblöcken im unteren Teil und einer Bentonitgranulat-Verfüllung im Rest des Stollens. Um dies zu erreichen, musste zunächst ein Verfahren entwickelt werden, das gewährleistet, dass die verwendeten Bentonitblöcke die günstigste Korndichte und Korngrößenverteilung aufweisen. Dies ist erforderlich, um beim Einfüllen des Tones die optimale Packungsdichte zu erzielen. Das Bentonit-Rohmaterial wird bis auf einen bestimmten Wassergehalt getrocknet, damit eine größtmögliche Trockendichte der Mischung von nahezu 1,5g/cm3 garantiert ist. Neben der Dichte und dem Trockenheitsgrad des Tones wurden im Projekt auch verschiedene andere Faktoren untersucht, die Auswirkungen auf die Gesamteffizienz des Prozesses haben. Da das umgebende Gestein erheblich mit der Barriere in Wechselwirkung tritt, musste auch ein weiter gehendes Verständnis für die hydromechanischen Verhältnisse erarbeitet werden. In Studien zum Design der Barrieren, die sich unter anderem mit möglichen Wasser-Strömungspfaden beschäftigten, mussten der Salzgehalt des Wassers und seine korrosive Wirkung berücksichtigt werden. Ebenfalls zu berücksichtigen waren geophysikalische Eigenschaften wie z.B. die Volumenzunahme der Pufferzone im Bereich der Injektionspunkte sowie das im Hydrationssystem verwendete Komponentenmaterial. Im Zuge des Trends zum Übergang von "permanenten" zu "nachhaltigen" unterirdischen Lagerstätten fällt der Frage der Isolation eine immer wichtigere Rolle zu, da die Langlebigkeit von Lagerfässern und -containern fraglich ist. Angesichts der verschiedenen Gefährdungen für Lagersysteme und die systemimmanenten Unzulänglichkeiten der Lagerungseinrichtungen müssen sie je nach Bedarf modifiziert, gewartet und repariert werden. Tone werden daher zu einem wichtigen Hilfsmittel, wenn es darum geht, schlüssige Antworten auf das höchst schwierige Problem der Endlagerung von radioaktiven Abfällen zu geben.
