Die Auswahl geologischer Standortgebiete
|
Schritt 1: Zuteilung der Abfälle
Das Entsorgungskonzept geht von zwei Tiefenlagern aus: einem HAA- und einem SMA-Lager. Als erster Schritt müssen die Abfälle diesen Lagern zugeteilt werden. Für die Abfallzuteilung werden die Volumen, die Eigenschaften der Abfälle (z. B. Halbwertszeiten und Radiotoxizität), die Materialeigenschaften der Abfallgebinde und die möglichen Auswirkungen der Abfälle auf das Wirtgestein berücksichtigt.
|
Schritt 2: Sicherheitskonzept und Sicherheitsbarrieren
Die Sicherheit eines geologischen Tiefenlagers wird durch gestaffelte Sicherheitsbarrieren erreicht. Ziel ist es, die radioaktiven Substanzen sicher einzuschliessen und damit eine unerwünschte Freisetzung in den Lebensraum zu verhindern. Das Sicherheitskonzept ist so ausgelegt, dass sich die technischen Barrieren und das Wirtgestein als geologische Barriere gegenseitig ergänzen. Damit lassen sich die Anforderungen an die Qualität der Wirtgesteine und deren Anordnung, Tiefenlage und Mächtigkeit bestimmen.
|
Schritt 3: Geeignete Grossräume
Kriterien
Erosion, Beständigkeit der Standort- und Gesteinseigenschaften, Prognostizierbarkeit der Langzeitveränderungen und Explorierbarkeit der räumlichen Verhältnisse.
Im dritten Schritt geht es um die geologische Langzeitstabilität. Ausgehend von den Kenntnissen zur Geodynamik und Tektonik lässt sich die Schweiz in bestimmte geologisch-tektonische Grossräume gliedern. Die zu betrachtenden Zeiträume liegen für ein Tiefenlager SMA bei 100 000 Jahren und für ein Tiefenlager HAA bei 1 Million Jahren.
In dieser Zeit zerfällt die Radioaktivität auf natürliche Werte. Gesucht werden Grossräume, in denen bis dann keine grossräumigen Veränderungen zu erwarten sind, welche die Sicherheit des Lagers generell in Frage stellen könnten. Die Alpen und der Faltenjura sind komplex verfaltet und eng mit Störungen durchsetzt. Der Alpenraum hebt sich heute mit bis zu 1,5 Millimeter pro Jahr. Im westlichen Tafeljura sind die Gesteinsschichten zwar flach gelagert, aber eng mit Störungen durchsetzt. Das Molassebecken zwischen Alpen und Jura ist gering deformiert und die Schichten sind im Allgemeinen flach gelagert. Allerdings gibt es Unterschiede: Der nördliche Bereich in der Nähe des Faltenjuras zeigt eine erhöhte tektonische Komplexität, insbesondere im Westen. Im westlichen Molassebecken gibt es vergleichsweise häufiger kleinräumige Störungen. Die ruhigsten Gebiete mit wenigen Störungen sind der östliche Tafeljura und das östliche Molassebecken.
HAA: Nach Anwendung der Kriterien verbleiben für das Tiefenlager HAA die Grossräume östlicher Tafeljura, Molassebecken und der nordöstliche Bereich in der Nähe des Faltenjuras. Die andern Grossräume erfüllen die Anforderungen nicht.
SMA: Für das Tiefenlager SMA mit kürzerem Betrachtungszeitraum erfüllen alle Grossräume die Kriterien des Sachplans. Daher wird hier die ganze Schweiz weiter betrachtet.
|
Schritt 4: Wahl bevorzugter Wirtgesteine
Kriterien
Räumliche Ausdehnung, hydraulische Barrierenwirkung, Freisetzungspfade, geochemische Bedingungen, Beständigkeit der Standort- und Gesteinseigenschaften, lagerbedingte Einflüsse, felsmechanische Eigenschaften und Bedingungen, Charakterisierbarkeit der Gesteinseigenschaften und Explorierbarkeit der räumlichen Verhältnisse.
Im vierten Schritt werden die Gesteinsschichten in den verbleibenden Grossräumen nach den Kriterien des Sachplans bewertet. Zuerst werden Mindestanforderungen verwendet, um potenzielle Wirtgesteine zur Aufnahme der Tiefenlager zu identifizieren.
Dann werden die Anforderungen verschärft und bevorzugte Wirtgesteine bestimmt. Dabei sind die Anforderungen an Wirtgesteine für ein HAA-Lager höher.
Die bevorzugten Wirtgesteine
- Der Opalinuston entstand vor rund 180 Millionen Jahren als marines Sediment. Zu den besonderen Merkmalen des Opalinustons zählen die über weite Strecken bestehende Homogenität sowie seine Quellfähigkeit und damit dauerhaft hohe Wirksamkeit als hydraulische Barriere.
- Der Braune Dogger besteht aus einer tonreichen Abfolge gering durchlässiger Sedimentgesteine, die über dem Opalinuston im Jurameer abgelagert wurden. Die Tongesteinsabfolge Brauner Dogger zeichnet sich durch eine gute Barrierenwirkung aus, primär durch den substanziellen Gehalt an quellfähigen Tonmineralien.
- Die Effinger Schichten bestehen aus zirka 160 Millionen Jahre alten marinen Tonmergeln bis Mergelkalken, die über dem Braunen Dogger im Jurameer abgelagert wurden. Innerhalb der tonreichen Mergelschichten sind örtlich Kalkbänke eingeschaltet. Trotzdem zeichnen sich die Effinger Schichten in geeigneter Lage durch eine geringe Wasserdurchlässigkeit aus.
- Die Mergel-Formationen des Helvetikums aus der Zeit vor rund 135 Millionen Jahren bestehen aus feinsandigen, schiefrigen Ton- und Kalkmergeln. Im Laufe der Alpenbildung führten tektonische Bewegungen zu örtlichen Anhäufungen dieser Mergel-Formationen. In geeigneter Lage haben sie ebenfalls eine geringe Wasserdurchlässigkeit.
|
Schritt 5: Identifikation von geologischen Standortgebieten
Kriterien
Räumliche Ausdehnung, hydraulische Barrierenwirkung, Freisetzungspfade, Erosion, Nutzungskonflikte, felsmechanische Eigenschaften und Bedingungen, untertägige Erschliessung und Wasserhaltung, Beständigkeit der Standort- und Gesteinseigenschaften, Prognostizierbarkeit der Langzeitveränderungen, Charakterisierbarkeit der Gesteinseigenschaften und Explorierbarkeit der räumlichen Verhältnisse.
Im fünften Schritt werden geologische Standortgebiete für die Tiefenlager innerhalb der als geeignet eingestuften Grossräume für die bevorzugten Wirtgesteine festgelegt. Auch in diesem Schritt wird mehrstufig vorgegangen: Zuerst werden Bereiche identifiziert, welche die Mindestanforderungen erfüllen. Mit verschärften Anforderungen werden bevorzugte Bereiche bestimmt. Diese werden einzeln bewertet und priorisiert. Ausgehend von den prioritären Bereichen werden unter teilweisem Einbezug der übrigen bevorzugten Bereiche die geologischen Standortgebiete abgegrenzt. Die raumbezogenen Einengungen und Abgrenzungen wurden mit Hilfe eines geografischen Informationssystems (GIS) ausgeführt.
Wichtige Anforderungen waren beispielsweise:
- Genügende Minimaltiefe und Mächtigkeit sowie Maximaltiefe der Wirtgesteine.
- Ausweichen von Störungen und Brüchen mit genügendem Sicherheitsabstand.
- Ausschluss von tiefen Erosionsrinnen, die während der letzten Eiszeiten stellenweise unter dem Eis im Fels entstanden sind.
- Ausschluss von nutzungswürdigen Rohstoffvorkommen unterhalb der Wirtgesteine.
Die am Schluss resultierenden geologischen Standortgebiete müssen gemäss Sachplan nach der Werteskala mit «sehr geeignet», «geeignet», «bedingt geeignet» und «weniger geeignet» bewertet werden.
Bewertung der geologischen Standortgebiete nach Sachplan
|
HAA
Für das Tiefenlager HAA resultieren drei geologische Standortgebiete.
Sehr geeignet:
- Zürich Nordost (ZH, TG / Opalinuston)
- Jura Ost (AG / Opalinuston)
Geeignet:
- Nördlich Lägern (ZH, AG / Opalinuston)
|
SMA
Für das Tiefenlager SMA resultieren sechs geologische Standortgebiete.
Sehr geeignet:
- Südranden (SH / Opalinuston)
- Zürich Nordost (ZH, TG / Brauner Dogger, Opalinuston)
- Jura Ost (AG / Opalinuston)
Geeignet:
- Nördlich Lägern (ZH, AG / Brauner Dogger, Opalinuston)
- Jura-Südfuss (SO, AG / Effinger Schichten, Opalinuston)
- Wellenberg (NW, OW / Mergel-Formationen des Helvetikums)
|
Option Kombilager
Die folgenden geologischen Standortgebiete, welche sich sowohl für HAA als auch für SMA eignen, kommen auch für ein Kombilager in Frage:
- Zürich Nordost (ZH, TG / Opalinuston für HAA, Brauner Dogger und Opalinuston für SMA)
- Nördlich Lägern (ZH, AG / Opalinuston für HAA, Brauner Dogger und Opalinuston für SMA)
- Jura Ost (AG / Opalinuston für HAA und SMA)
