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Technical Report NTB 19-01

Grimsel Test Site: Revisiting the site-specific geoscientific knowledge

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Bentonit ist ein häufig verwendetes Naturmaterial, das sich vielfältig einsetzen lässt. Aufgrund seines guten Abdichtungsvermögens ist kompaktierter Bentonit in mehreren Ländern als Verfüll­material für Lagerstollen in Tiefenlagern für hochaktive Abfälle vorgesehen. Die wichtigsten Sicherheitsfunktionen der Bentonitverfüllung sind (i) Schutz und Isolierung der Endlagerbehälter, die die radioaktiven Abfälle einschliessen, und (ii) Rückhaltung und Verzögerung der Radio­nuklide nach Behälterversagen.

Aktuelle Lagerkonzepte verwenden kompaktierten Bentonit (Grundlage: Nagra 2016):

  • in Form von kompaktierten Bentonitblöcken und Bentonitgranulaten als BE/HAA-Endlager­behälter umschliessende Verfüllung
  • in Form einer Sand-/Bentonitmischung im "Engineered Gas Transport System" (EGTS)
  • in Form von Bentonitgranulat und/oder -blöcken in weiteren Versiegelungs- und Ver­schluss­bauwerken des Lagers

Das Hauptziel des vorliegenden Berichts ist es, die Auswirkungen der lagerbedingten geochemi­schen Prozesse und Phänomene auf die sicherheitsrelevanten Eigenschaften des Bentonits zu beurteilen. Der Bentonit muss Anforderungen erfüllen, die anhand sicherheitsrelevanter Verfül­lungseigenschaften und der bevorzugten Parameterwerte, die diese Eigenschaften quantifizieren, formuliert werden.

Der Bericht hält abschliessend fest, dass es umfangreiche wissenschaftliche Nachweise gibt und dass die Bentonitverfüllung eine effiziente hydraulische, mechanische und chemische Barriere bildet, die die Endlagerbehälter schützen und die Freisetzung der Radionuklide verringern wird. In den letzten Jahrzehnten sind die Eigenschaften von Bentonit gründlich untersucht worden: in klein- bis grossmassstäblichen Laborexperimenten, unter realistischen Bedingungen in Fels­labo­ren, in Naturanalogstudien sowie basierend auf theoretischen Erwägungen einer grossen inter­nationalen Fachwelt. Nach Prüfung dieser Ergebnisse lässt sich zusammenfassend sagen, dass unter den erwarteten Lagerbedingungen die geforderten Eigenschaften wie hoher Quelldruck, geringe hydraulische Durchlässigkeit etc. in der Regel erhalten bleiben.

Eine eventuelle Beeinträchtigung des Bentonitverhaltens an den Übergängen zum Zementausbau und zum Endlagerbehälter lässt sich nicht ausschliessen. Basierend auf den heutigen Erkennt­nissen wird Bentonit deswegen als Verfüll- oder Versiegelungsmaterial jedoch nicht in Frage gestellt.

Der vorliegende Statusbericht führt auch Empfehlungen für die weitere Reduktion verbleibender Ungewissheiten auf, die die Entwicklung der Bentonitbarriere unter lagerrelevanten Bedingungen betreffen.

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