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Inhalt archiviert am 2024-05-15
A large scale in situ demonstration test for repository sealing in an argillaceous host rock - phase II

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Tools zur mathematischen Modellierung des Atommüll-Managements

Für eine sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle in tiefen unterirdischen Endlagern muss eine Vielzahl von wissenschaftlichen und technischen Aspekten berücksichtigt werden. Dazu gehört ein breites Spektrum von Phänomenen, die im Allgemeinen miteinander in Wechselwirkung stehen. Voraussetzung für ein eingehendes Verständnis dieser Aspekte und deren sichere Kontrolle ist die Anwendung geeigneter Software-Tools, die in der Lage sind, die erwarteten Prozesse realistisch zu reproduzieren. Nur mit Hilfe einer realitätsnahen Modellierung wird man zu einem guten Verständnis des Verhaltens des Endlagers und seiner unterschiedlichen Komponenten gelangen.

In diesem Kontext wurde eine Reihe von Software-Tools entwickelt oder umkonfiguriert, nämlich ABAQUS, CODE_BRIGHT, COMPASS und CASTEM 2000. Diese Pakete wurden zur Simulation einer Reihe von "In-situ"-Experimenten eingesetzt, die in verschiedenen unterirdischen Forschungslaboratorien durchgeführt wurden. Dieselben Tools eignen sich auch zum Erstellen von lang- und kurzfristigen Prognosen zum künftigen Verhalten der Lagersysteme. Die entwickelten Codes basieren auf der Finite-Elemente-Methode und sind in der Lage, in zwei oder auch drei Dimensionen kombinierte thermo-hydromechanische Analysen zur Lösung von Problemen mit porösen Medien durchzuführen. Sie gewährleisten die Massenerhaltung der verschiedenen betrachteten Arten wie auch die Energie- und Impulserhaltung. Das generalisierte Verhalten der Materialien bei Änderungen von Temperatur, relativer Feuchte und Materialbeanspruchungen werden mit Hilfe von Stoffgesetzen beschrieben, die auf die in den einzelnen Analysen betrachteten Materialien anwendbar sind. Durch numerisches Lösen der relevanten Gleichungen kann die zeitliche Variation der elementaren thermo-hydromechanischen Variablen leicht ermittelt werden. Die Codes wurden in der Analyse groß angelegter In-situ-Tests verwendet, die als Teil einer ganzen Reihe von EU-finanzierten Projekten wie z.B. RESEAL, BAMBUS, FEBEX, PROTOTYPE und EB durchgeführt wurden. Darüber hinaus wurden sie im Rahmen mehrerer Benchmark-Projekte wie CATSIUS-CLAY und EVEGAS überprüft, verglichen und validiert.