Forschung und Entwicklung

Forschung und Entwicklung (FuE) sind wichtige Bestandteile zur erfolgreichen Umsetzung der Suche nach einem Endlagerstandort und der Entwicklung von Endlagerkonzepten für Wärme entwickelnde hochradioaktive Abfälle. Die Suche nach einem geeigneten Endlagerstandort in Deutschland ist gesetzlich durch das Standortauswahlgesetz (StandAG) geregelt.

Im Standortauswahlverfahren werden durch die Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) als Vorhabenträgerin relevante FuE-Fragen identifiziert, FuE-Bedarfe formuliert und FuE-Vorhaben durchgeführt, welche in der Standortauswahl Forschungsagenda und zugehöriger Forschungs-Roadmap aufgeführt sind. Die Standortauswahl Forschungsagenda (siehe unten) gliedert sich in die folgenden fünf Forschungsfelder.

Forschungsfelder

Forschungsfeld 1: Inventar radioaktiver Abfälle und deren radiotoxische und chemotoxische Eigenschaften
Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen

Die Priorisierung der FuE-Bedarfe ergibt sich aus der Dringlichkeit, also dem Zeitpunkt, an dem die jeweiligen Ergebnisse in dem mehrphasigen Standortauswahlverfahren benötigt werden, sowie der Bedeutung für das Verfahren.

Bildcollage mit Motiven aus Hannover, darunter befinden sich etwa das neue Rathaus, das neue Schloss Herrenhausen sowie eine Figur der Künstlerin Niki de Saint Phalle. Auf der Collage befindet sich die Aufschrift "25-28 November 9th Clay Conference".

Agenda und Roadmap

Forschungs- und Entwicklungsstrategie der BGE (PDF, 2,2 MB)
Forschungsagenda Standortauswahl 2021 (PDF, 833 KB) (PDF, 0,81MB)
Roadmap zu Forschung und Entwicklung Standortauswahl (PDF, 642 KB) (PDF, 0,63MB)

Einen Überblick über die Forschungsarbeiten im Bereich Standortauswahl bietet dieser Vortrag (PDF, 24,9 MB) aus Juni 2022.

Aktuelle Forschungsaufrufe

Wir möchten verschiedene wissenschaftliche Fragestellungen durch Partner aus Forschung und Wissenschaft bearbeiten lassen.

Zu den Aufrufen

Forschungskooperationen und -projekte des Bereichs Standortauswahl der BGE

Der Bereich Standortauswahl der BGE initiiert, begleitet und führt FuE-Vorhaben durch. Die BGE tauscht sich in nationalen und internationalen Kooperationen zu Stand und Anwendung von Wissenschaft und Technik aus und beteiligt sich an nationalen und internationalen Forschungsvorhaben zur Unterstützung der Implementierung des Standortauswahlverfahrens. Einige der FuE-Aktivitäten sowie der wissenschaftliche Austausch werden auch im Rahmen von Kooperationen mit anderen Vorhabenträgerinnen (Waste Management Organisationen) durchgeführt, so zum Beispiel im Rahmen der Implementing Geological Disposal of radioactive waste Technology Platform (IGD-TP). Darüber hinaus hat die BGE bilaterale Kooperationsverträge geschlossen mit Andra (externer Link) (Frankreich) seit Juni 2018, SKB (externer Link) (Schweden) seit April 2020, Nagra (externer Link) (Schweiz) seit Mai 2020, NDA (externer Link) und NWS (externer Link) (Großbritannien) seit September 2020 sowie mit NUMO (externer Link) und RWMC (externer Link) (Japan) seit 2018.

Beteiligungen der BGE für den Bereich Standortauswahl an internationalen Kooperationen

IGD-TP (Implementing Geological Disposal of radioactive waste Technology Platform)

Die IGD-TP ist eine Forschungskooperation von europäischen Vorhabenträgern zur Unterstützung der Umsetzung der nationalen Entsorgungsprogramme zur tiefengeologischen Endlagerung radioaktiver Abfälle. Das Gremium wurde im November 2009 auf Initiative der Europäischen Kommission und europäischer Vorhabenträger gegründet.

Die Aktivitäten der IGD-TP richten sich nach den Bedarfen und Interessen der beteiligten Waste Management Organisationen (WMO), die für die Umsetzung des Endlagerprogramms und/oder für das Forschungsprogramm zur Errichtung eines Endlagers verantwortlich sind. Seit Oktober 2019 beteiligt sich die BGE als deutsche WMO als eines der elf Vollmitglieder in der Steuerungsgruppe (Executive Group).

Die Mitglieder der IGD-TP teilen wissenschaftliches und technisches Knowhow und arbeiten gemeinsam an der Lösung wissenschaftlicher, technologischer und sozialer Herausforderungen, um die europäischen Endlagerprogramme zu unterstützen. Außerdem strebt die IGD-TP an, das Vertrauen in die gewählten Endlagerkonzepte zu erhöhen, redundante Arbeiten zu minimieren, Einsparungen in Forschungs- und Umsetzungskosten zu ermöglichen sowie Fachkompetenzen und Forschungsinfrastruktur besser nutzbar zu machen. Mehr Informationen zu den Aktivitäten finden Sie auf der Website der IGD-TP (externer Link).

Zum Start ihrer Tätigkeiten in 2009 formulierte die IGD-TP ihre Vision, dass bis 2025 zumindest in einem Mitgliedsland ein tiefengeologisches Endlager für Brennstäbe sowie hoch- und mittelradioaktive Abfälle errichtet wird. Sie sieht sich als Plattform, die den nationalen WMOs die notwendige Infrastruktur bietet sich auszutauschen und gemeinsam zu forschen, um dieses Ziel zu erreichen. Sie erarbeitete erforderliche Schritte um den Weg zur Realisierung der Vision zu bereiten. Die großen Fortschritte in Frankreich sowie mit den nun laufenden Genehmigungsverfahren in Schweden und Finnland rückt die Erreichung des gesteckten Zieles in greifbare Nähe. Aus diesem Grund kam 2019 die Steuerungsgruppe der IGD-TP zusammen um sich neue Ziele zu stecken und eine neue Vision 2040 zu formulieren.

Die Vision 2040 (externer Link) beschreibt die Entwicklung einer generischen Planungs- und Implementierungsstrategie für die Endlagerung radioaktiver Abfälle in Europa bis 2040. Sie berücksichtigt hierbei (1) den sicheren Betrieb der ersten europäischen Endlager, (2) die Optimierung und die Durchführung der Planung, Konstruktion und den Betrieb der Endlager und (3) die Anpassung von Lösungen an nationale Gegebenheiten. Im Zuge dessen wurde außerdem die Strategic Research Agenda (SRA) aktualisiert. Die SRA ist das Dokument zur Kommunikation der von den WMOs gemeinsam ermittelten Forschungsbedarfen und deren Priorisierung. Sie dient dazu Synergien zu identifizieren, internationale Kooperationen durchzuführen und gemeinsame Aktivitäten zu koordinieren.

Die BGE leitet und beteiligt sich aktuell an folgenden FuE-Aktivitäten im Rahmen der IGD-TP:

Nuclear Waste Disposal and Sustainability (NuSalSus)
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens

Die Umsetzung und der Betrieb von Endlagern für radioaktive Abfälle ist mit Aspekten ökologischer, ökonomischer und sozialer Nachhaltigkeit verbunden. Das IGD-TP-Projekt Nuclear Waste Disposal and Sustainability (NuSalSus) widmet sich allgemeinen und spezifischen Fragen zur praktischen Umsetzung von Nachhaltigkeitsaufgaben. Dazu gehören unter anderem zunächst eine Definition von Nachhaltigkeit in der Realisierung und Betrieb von Endlagern, die konkreten Aufgaben für Waste Management Organisations sowie die daraus abzuleitenden Maßnahmen zur nachhaltigen Gestaltung des Prozesses. Ziele des von der BGE geleiteten Projektes sind der Austausch verschiedener Ansätze und Konzepte zu Nachhaltigkeitsfragen, die Entwicklung eines gemeinsamen Verständnisses der Rolle von Nachhaltigkeit und die Ermittlung künftiger Forschungsaktivitäten. In einem ersten Schritt fand im Juni 2024 ein von der BGE organisierter Online-Workshop mit zwölf Teilnehmer*innen von sieben IGD-TP-Mitgliedern statt. Neben einer grundsätzlichen Einführung in die Thematik wurden verschiedene Aspekte und Herausforderungen der Nachhaltigkeit in den verschiedenen Prozessen der Endlagerung radioaktiver Abfälle vorgestellt und diskutiert – beispielsweise Maßnahmen zur Senkung des Treibhausgasausstoßes, die Einbindung der Zivilgesellschaft oder Ansätze einer Circular Economy. In einem nächsten Schritt erfolgt die Identifizierung und Priorisierung von spezifischen Themen und Fragestellungen zur Zuordnung zur gemeinsamen Bearbeitung in kleineren Gruppen.
Site Characterisation
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens

Das IGD-TP Projekt Site Characterisation hat den fachlichen Austausch zwischen WMOs in Bezug auf die Standortbeschreibung mittels über- und untertägiger Erkundung zum Ziel. Dabei sollen insbesondere fortschrittliche Technologien und Lösungsansätze im Vordergrund stehen. Ein weiterer Aspekt des Projekts ist die Übertragbarkeit von Geoinformationen und –daten von einer Umgebung auf eine andere sowie auch von der Oberfläche in die Tiefe.
Die BGE leitet gemeinsam mit SURAO, der tschechischen Waste Management Organisation, das Projekt Site Characterisation. Im November 2022 fand ein online Kick-Off-Meeting statt, um den Umfang und die inhaltliche Ausrichtung des Projekts mit allen Partnerorganisationen abzusprechen. Am 08.03.2023 folgte ein ganztägiger Workshop mit Präsentationen aller Partnerorganisationen und Diskussionen zu Anforderungen, Stand des Prozesses der Standortbeschreibung, technischen Herausforderungen und Lösungen, sowie Plänen für die Zukunft. Ein jährlicher Erfahrungsaustausche soll folgen und mögliche weitere spezialisierte Arbeiten in kleineren Expertengruppen werden sondiert.
CCSC (Climate change in the safety case)
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens

Das Projekt CCSC schafft ein Netzwerk, in dem die BGE sich mit anderen europäischen Waste Management Organisationen (WMO) (Nagra, SKB, Posiva, ANDRA, NWS, ONDRAF/NIRAS, COVRA, SURAO) zu Themen des Klimawandels und den damit einhergehenden möglichen Auswirkungen für die Sicherheit eines Endlagers wissenschaftlich austauscht. Die Partnerschaft im CCSC-Projekt bietet den Mitgliedern die Möglichkeit, Informationen über die Klimaprogramme anderer WMOs und deren Strategien im Umgang mit möglichen Auswirkungen auf die Endlagersicherheit zu erlangen. Außerdem können die eigenen Ansätze und Fragestellungen geteilt, angewandte Methoden und Ungewissheitsabschätzungen diskutiert und Ergebnisse ausgetauscht werden. Das Projekt startete im November 2021 und läuft zeitlich unbefristet.
PCCS (Post-closure criticality safety)
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens

Das Projekt PCCS schafft ein Netzwerk, in dem sich verschiedene Waste Management Organisationen (WMO) zum Thema Langzeitsicherheit eines atomaren Endlagers austauschen und damit eine einheitliche Informationsbasis schaffen. Während einige Fragestellungen direkt mit den nationalen Endlagerkonzepten verknüpft sind, haben doch alle WMOs auch ähnliche Aspekte zu berücksichtigen. Zum Beispiel ist die Kritikalitätssicherheit über lange Zeiträume nach Verschluss eines Endlagers eine Fragestellung, mit der sich alle WMOs befassen. Die Plattform erlaubt es, das Wissen und Ansätze zu teilen und dabei verwendete Methoden, vorhandene Wissenslücken und Ergebnisse zu diskutieren. Dies hat zudem den Vorteil, dass die Evaluierung der nationalen Sicherheitskonzepte durch den internationalen Wissensstand gestützt wird. Das Projekt startete im Februar 2022 und ist auf eine Laufzeit von 5 Jahren ausgelegt.
Technical aspects of retrievability
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens

Fragestellungen in Bezug auf Ansätze und technische Lösungen der Waste Management Organisationen (WMO) für die Rückholbarkeit aus geologischen Endlagern wurden während eines einmaligen Workshops am 17.05.2021 adressiert. Hintergrund dafür war, dass im Rahmen der Tätigkeiten der IGD-TP die Rückholbarkeit als Thema der Vision 2040 Strategic Research Agenda (SRA) identifiziert wurde. Ziel des von ONDRAF/NIRAS organisierten Workshops war es, die unterschiedlichen nationalen Ansätze der Anforderungen an die Rückholbarkeit zu erörtern und gegebenenfalls gemeinsame Ansatzpunkte für weitere Zusammenarbeit zu finden.
Seismic hazard assessment
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens

Das Thema der Beurteilung der Erdbebengefährdung wurde im November 2021 aufgegriffen. Während eines ersten Workshops wurden die nationalen Positionen und Erfahrungen ausgetauscht. Es wurde festgestellt, dass alle Waste Management Organisationen (WMO) die gleiche Herausforderung teilen, die Wahrscheinlichkeit für ein sehr unwahrscheinliches seismisches Ereignis über einen sehr langen Zeitraum einzuschätzen. Das Projekt bietet den WMOs die Möglichkeit, gemeinsam Projekte durchzuführen und in Abhängigkeit von Gemeinsamkeiten und Unterschieden in Endlagerkonzepten, regulatorischen Vorhaben und Herangehensweisen die seismische Gefährdung zu beurteilen. Derzeit werden mögliche Kollaborationen und Methoden diskutiert.
LOMIR (Long-term monitoring of ¹⁴C compounds released during corrosion of irradiated metal)
LOMIR ist ein Experiment zur Untersuchung der Freisetzung von ¹⁴C und ⁶⁰Co während der Korrosion von bestrahltem, rostfreien Stahl in einer hochalkalischen sauerstoffarmen Umgebung. Aufgrund der langen Zeitskalen wegen des langsamen Entweichens von ¹⁴C und der langsam fortschreitenden Korrosion ist die Zahl der durchgeführten Experimente klein. Die Fortführung der Experimente soll die Probenzahl erhöhen und damit die Datengrundlage verbessern. Damit sollen (1) ein Anstieg des ¹⁴C Gehalts in der Gasphase und (2) eine konstante Konzentration von wässrigen ¹⁴C-führenden Komponenten nachgewiesen werden sowie (3) die Retention von ⁶⁰Co durch korrodierenden bestrahlten Stahl quantifiziert werden. Das Projekt ist die Fortsetzung eines bestehenden Korrosionsexperiments, dem die BGE am 01.01.2022 beigetreten ist. Das Projekt soll nach dem bisher geplanten Ende am 31. Dezember 2024 zurückgebaut und formal beendet werden.
iCHANCE (Chemotoxic and non-radioactive contaminants evaluation)
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens

Das Projekt iCHANCE hat zum Ziel, die nationalen Vorgehensweisen im Umgang mit den nicht-radiologischen und chemotoxischen Eigenschaften radioaktiven Abfalls zu sammeln und die Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Handhabung zu identifizieren. Auf ein Initial Meeting im November 2021 folgte ein eintägiger Fachworkshop im Herbst 2022 zur Vorstellung und Diskussion der Herangehensweisen und offenen Fragestellungen in den verschiedenen Programmen. Gemeinsame technische Herausforderungen wurden identifiziert zur möglichen weiteren Zusammenarbeit.
Research reactor fuel
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens
Das IGD-TP Projekt Research reactor fuel dient dem fachlichen Austausch zwischen WMOs zum Umgang mit Brennstäben aus Forschungsreaktoren. In einem ersten online Treffen im September 2022 wurde der Umgang mit Brennstäben aus Forschungsreaktoren der beteiligten WMOs vorgestellt und übereinstimmende Interessen sowie Möglichkeiten für die weitere Zusammenarbeit erörtert. Ein weiterer Workshop soll etwa ein Jahr später stattfinden.

DECOVALEX (Development of Coupled models and their Validation against Experiments)

Diese im Jahr 1992 gestartete und derzeit in der achten Phase (Laufzeit 2020 – 2023) laufende internationale Forschungszusammenarbeit besteht aus Organisationen aus dem Bereich der nuklearen Entsorgung (zum Beispiel Vorhabenträger, Regulierungsbehörden, Forschungseinrichtungen, Universitäten). DECOVALEX verfolgt das Ziel, Herausforderungen im Zusammenhang mit gekoppelten THMC-Prozessen (Modellierung gekoppelter thermischer, hydraulischer, mechanischer und chemischer Prozesse) gemeinsam zu bearbeiten, um somit eine Unterstützung bei der Entwicklung von numerischen Simulationen für THMC-Prozesse in geologischen Endlagersystemen zu schaffen. Weiterhin führt DECOVALEX die Untersuchung und Implementierung geeigneter Algorithmen für die THMC-Modellierung sowie einen Vergleich von Modellrechnungen mit Ergebnissen aus Feld- und Laborversuchen durch, um die Entwicklung neuer Experimente zur Unterstützung der Code- und Modellentwicklung zu gewährleisten. Mehr Informationen können auf der Website von DECOVALEX (externer Link) abgerufen werden.

Die BGE und die Technische Universität Bergakademie Freiberg bearbeiten als Team die Thematik der Porendruckentwicklung des Opalinustons im FE (full-scale emplacement) Heater Experiment im Felslabor Mont Terri (Schweiz), für das eine Einlagerungsstrecke aufgefahren und mit Wärmequellen ausgestattet wurde. Dieser Versuchsstand bildet im Maßstab 1:1 das Schweizer Referenz-Endlagerdesign nach. Das Ziel ist die Integritätsbewertung des Verbundes aus geotechnischer und geologischer Barriere unter Wärmeentwicklung, ingenieurstechnischen Faktoren (zum Beispiel Form des Tunnels, Abstützmaterial) und Beschädigung durch den Tunnelbau.

Weitere Informationen zum Heater Experiment finden Sie auf der DECOVALEX-Website (externer Link).

Clubs der OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) NEA (Nuclear Energy Agency)

Die Integration Group for the Safety Case (IGSC) berät das Komitee zum Management radioaktiver Abfälle (Radioactive Waste Management Committee, RWMC) in technischen Fragen zur tiefengeologischen Endlagerung hochradioaktiver Abfälle. Die BGE ist Mitglied in drei Spezialgruppen der IGSC, die sich auf die drei möglichen Wirtsgesteine für die tiefengeologische Endlagerung fokussieren und ihre Ressourcen vereinen, regelmäßig ihr Wissen austauschen und es der Öffentlichkeit zur Verfügung stellen.

Weitere Informationen zur IGSC finden Sie auf der OECD-Website (externer Link).

Salt Club: Ziel des Salt Clubs ist die Weiterentwicklung und der Austausch von wissenschaftlichen Informationen über Steinsalz als Wirtsgesteinsformation für geologische Tiefenlager für hochradioaktive Abfälle zwischen Ländern in unterschiedlichen Stadien ihrer Endlagerungsprojekte sowie die Unterstützung der Ausbildung zukünftiger Experten.

Weitere Informationen zum Salt Club finden Sie auf der OECD-Website (externer Link).

Clay Club: Ziel des Clay Clubs ist die Charakterisierung, das Verständnis und die Beschreibung der Eignung von Tongesteinen als Wirtsgestein für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle zur Beratung der IGSC insbesondere hinsichtlich des Verständnisses der multi-skalen Charakterisierung, numerischen Simulationen und der Barrierewirkung toniger Materialien.

Weitere Informationen zum Clay Club finden Sie auf der OECD-Website (externer Link).

Crystalline Club: Ziel des Crystalline Clubs ist der Austausch von Wissen und Methoden zwischen Mitgliedern hinsichtlich aller Fragestellungen zu Kristallingesteinen als Wirtsgestein für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle. Detaillierte Themen ergeben sich aus gemeinsamen Interessen der Mitglieder und werden in Diskussionsrunden, Workshops oder über elektronische Medien diskutiert.

Weitere Informationen zum Crystalline Club finden Sie auf der OECD-Website (externer Link).

CatchNet (Catchment transport and Cryo-hydrology Network)

CatchNet wurde 2019 als Forschungsverbund gegründet, der internationale Waste Management Organisationen (WMOs) und akademische Partner aus der Endlagerforschung für radioaktiven Abfall vereint. Zentrale Fragestellungen von CatchNet beschäftigen sich mit hydrologischen Prozessen im periglazialen Landschaftsraum (die Umgebung von Inlandeis und Gletschern betreffend), wobei auch Kopplungen mit anderen Prozessen im Zusammenhang mit dem glazialen und subglazialen System von Bedeutung sind, um das periglaziale hydrologische System abbilden zu können. Enge Verknüpfungen bestehen auch mit der Biogeochemie im Zusammenhang mit dem Transport gelöster Stoffe im Periglazial, wo die Hydrologie einer der Haupttreiber ist. Doktorand*innen bearbeiten diesbezügliche Fragestellungen im Rahmen ihrer Promotionen und profitieren vom internationalen Austausch, den CatchNet ermöglicht.

Aus dem Blickwinkel der Endlagersicherheit sind mehrere Aspekte, die im CatchNet Projekt bearbeitet werden, von großer Bedeutung. Glaziale Prozesse, wie z.B. glaziale Erosion, die Bildung von Gletschern oder die Bildung von Permafrost, können ein Risiko für die Langzeitsicherheit eines Endlagers darstellen. Durch Tau- / Gefrierprozesse des Untergrundes kann die hydraulische Dichtigkeit der geologischen Barriere(n) langfristig nachteilig beeinflusst werden; solange der Untergrund durchgefroren ist, ist die hydraulische Dichtigkeit jedoch sehr hoch. Mit Blick auf die Phase II des Standortauswahlverfahrens, in der neben dem einschlusswirksamen Gebirgsbereich (ewG) auch das Deckgebirge zu bewerten ist sowie im Rahmen der weiterentwickelten vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen erstmalig auch eine Langzeitsicherheitsanalyse durchgeführt werden muss, spielen die wissenschaftlichen Fragestellungen aus dem CatchNet Projekt eine besondere Rolle.

Daher ist seit Mai 2022 auch die BGE, neben anderen WMOs aus Kanada, den Niederlanden, Schweden und UK sowie akademischen Partnern, in CatchNet vertreten.

Im Mai 2024 startete die von der BGE beauftragte Promotionsarbeit im Rahmen von CatchNet (Projekt VOLUME, siehe unten).

Felslabor Mont Terri (Schweiz)

Das Felslabor Mont Terri im Kanton Jura in der Schweiz befindet sich im Opalinuston (Unter-/Mitteljura). Seit 1996 werden im Felslabor Experimente durchgeführt. Derzeit forschen 23 Partner aus Europa, Japan, Kanada, USA und UK gemeinsam an einer großen Anzahl an Experimenten. Die BGE wurde zum Juli 2020 offizieller Partner des Mont-Terri-Projektes. Zentrales Ziel der BGE-Aktivitäten im Felslabor Mont Terri ist es, das generelle Verständnis von Tongestein als Wirtsgestein für hochradioaktive Abfälle sowie die Kenntnisse zu technischen und geotechnischen Barrieren und der Modellierung gekoppelter multi-physikalischer Prozesse zu erhöhen. Daneben soll auch untersucht werden, inwieweit Erkenntnisse aus dem Schweizer Opalinuston auf Tonvorkommen in Deutschland und deren Beurteilung im Rahmen des Standortauswahlverfahrens übertragbar sind. Mehr Informationen zum Felslabor erhalten Sie auf der Mont-Terri-Website (externer Link).

Aktuell beteiligt sich die BGE in Kooperation mit anderen Mont Terri Partnern an den im Folgenden beschriebenen 12 Experimenten.

Um ein besseres Verständnis zur Übertragbarkeit von In-situ-Messungen physikalischer Gesteinsparameter sowie des geomechanischen Gesteinsverhalten im Zuge von Auffahrungen auf andere Gebiete zu gewinnen, untersucht das Experiment „Characterization of EDZ development – focus: sandy facies (GC-A)” die Fazies Abhängigkeit dieser Parameter und dieses Verhaltens. Hierzu werden insbesondere Fazies abhängige Daten (1) zur Konvergenz nach einer Auffahrung, (2) zur Porendruck Entwicklung sowie (3) zum Stressfeld erhoben. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen und dem Thema: Eigenschaften des Wirtsgesteins zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 118 KB) (PDF, 0,11MB)
Das Experiment „Study of the Electrical and Seismic signature of Opalinus clay subjected to desiccation and deformation: a monitoring tool for the EDZ (ES)” zielt auf bessere Abschätzungen und Überwachungen der Wassersättigung und Deformation des Opalinustons mit Hilfe von nicht-intrusiven geophysikalischen Techniken (geo-elektrische und akustische Messungen) ab. Zunächst werden überwachte Messungen im Labor durchgeführt bevor In-situ-Überwachungen in der Auflockerungszone (EDZ) durchgeführt werden sollen. Dabei werden zunächst elektrische und akustische Daten eines Trocknungsexperiments und eines kontrollierten triaxialen Deformationsexperiments erhoben und später analysiert und interpretiert. Beide Experimente sollen durch Entwicklung und Prüfung von felsmechanischen Modellen ergänzt werden, die die zu beobachtenden Phänomene beschreiben. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen und dem Thema: Eigenschaften des Wirtsgesteins zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsprojekt (PDF, 123 KB) (PDF, 0,12MB)
Das Experiment „Differentiation of fractures and rock mass deformation in clay rocks by Machine Learning (ML)“ zielt darauf ab Routinen des Machine Learnings auf geologische Datensätze anzuwenden um, insbesondere im Opalinuston, automatisch Spuren struktureller Charakteristika und Oberflächen zu erkennen und um Diskontinuitätstypen zu unterscheiden. Dabei spielt vor allem die Aufbereitung der Datensätze eine wichtige Rolle. Das Experiment verwendet Datensätze, zum Beispiel digitale Modelle der Wände von Strecken, Bohrlochwänden und Kernbilder, anderer Experimente des Felslabors Mont Terri und orientiert sich an den relevanten Fragestellungen dieser Experimente. Das ML Experiment wird das Kartieren von Brüchen und Rissen beschleunigen, objektivere Probenentnahme ermöglichen, unerkannte oder zu wenig beprobte Strukturen hervorheben und es ermöglichen relevante strukturgeologische Daten aus großen Datensätzen zu extrahieren. Des Weiteren wird das Experiment einen Katalog und Basisdatensätze wichtiger Typen von Brüchen und Rissen in Tongestein sowie ihrer Häufigkeit und Verbreitung in typischen Umgebungen (Streckenwände, Bohrloch, Bohrkern) erarbeiten. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen und dem Thema: Eigenschaften des Wirtsgesteins zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 122 KB) (PDF, 0,12MB) (PDF, 0,12MB)
Im Experiment „Influence of Humidity on the Cyclic and Long-Term Deformation (CD-A)” soll das komplexe Verhalten in Hinblick auf gekoppelte hydraulisch-mechanische Prozesse (gekoppelte HM-Prozesse) des Opalinustons besser verstanden werden. Hierfür werden in zwei nicht zusätzlich stabilisierten Nischen unterschiedliche klimatische Bedingungen erzeugt. In einer abgeschlossenen Nische wird der Einfluss von hoher Feuchtigkeit auf die Auflockerungszone (im Englischen Excavation Damage Zone, EDZ) getestet. In der offenen Nische herrschen Standardbedingungen vor. Durch ein dauerhaftes Monitoring von zum Beispiel Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Deformation und Konvergenz sowie durch numerische Modellierung der physikalischen Effekte soll der Einfluss der unterschiedlichen Bedingungen auf die Stabilität des Opalinustons bewertet werden. Der Vergleich beider Nischen und die daraus resultierenden Erkenntnisse können dazu beitragen, die notwendige Stabilität während der Konstruktionsphase sowie die Integrität des Endlagers zu optimieren. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 126 KB) (PDF, 0,12MB)
Das bereits 2011 gestartete „Full-Scale Emplacement (FE) Experiment” simuliert im Maßstab 1:1 die Konstruktion, die Beladung sowie den Verschluss einer einzelnen horizontalen Einlagerungsstrecke. Drei eingebrachte und mit Bentonit-Granulat verfüllte Heizelemente simulieren die Wärmeproduktion der hochradioaktiven Abfälle. Fest installierte Sensoren zeichnen kontinuierlich Daten zu Temperatur, Feuchte, Druck, Verformungen und Gaszusammensetzung im Bentonit sowie im umliegenden Wirtsgestein auf. Das aktuell laufende „Long-term monitoring of the Full-Scale Emplacement Experiment (FE-M)” dient der kontinuierlichen Aufzeichnung der Monitoringdaten und der Auswertung dieser Daten in Hinblick auf gekoppelte thermo-hydraulisch-mechanische (THM) Effekte. Es hat zudem das Ziel, gekoppelte THM-Modelle und Modellierungen zu validieren. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 98 KB) (PDF, 0,1MB)
Das Experiment „In situ heater test on key THM processes and parameters (HE-E)“ untersucht unter nahezu vollskaligen (1:2) Bedingungen die Wiederaufsättigung des Buffermaterials (reiner Bentonit, Bentonit-Sand Mischung) unter nicht-isothermen Bedingungen, wie sie typischerweise während der frühen Nachverschlussphase eines Endlagers auftreten. Ziel ist es, die Effekte dieser Wiederaufsättigung auf das thermo-hydraulisch-mechanische Verhalten der Buffermaterialien zu bestimmen und Daten zu gewinnen, die eine Validierung der entsprechenden THM Modelle erlauben. Darüber hinaus ist es zudem Ziel, Labordaten zur thermischen Leitfähigkeit der teilgesättigten Buffermaterialien auf den Feldmaßstab zu skalieren. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 107 KB) (PDF, 0,1MB)
Mit dem Experiment „Gases & watersoluble organic compounds in OPA at elevated T/p (HE-F)” sollen in Laborversuchen die verschiedenen Prozesse und Reaktionen identifiziert und quantifiziert werden, die zu einer Freisetzung bzw. Bindung von Gasen und von wasserlöslichen organischen Bestandteilen im Opalinuston führen können. Die Daten zur Gasfreisetzung bzw. -bindung werden eine bessere Prognose und Bewertung geochemisch relevanter Parameter wie pH und Eh erlauben wohingegen die Daten zu den organischen Bestandteilen helfen werden, die Rolle dieser Bestandteile als Liganden/ Komplexbildner für Radionuklide zu verstehen. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 115 KB) (PDF, 0,11MB)
Die beiden Experimente „Microbial activity (MA)“ und „Modular platform for microbial studies (MA-A)“ befassen sich mit der Rolle mikrobieller Aktivitäten im Opalinuston. Sie dienen der Charakterisierung dieser mikrobiellen Aktivitäten sowie der Unterstützung anderer Experimente in Mont Terri mit Bezug auf mikrobiologische Fragestellungen. Die Experimente sind dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben MA (PDF, 106 KB) (PDF, 0,1MB)
Steckbrief zum Forschungsvorhaben MA-A (PDF, 119 KB) (PDF, 0,12MB)
Ziel des Experimentes „Long-term diffusion (DR-B)“ ist es, Daten zur Langzeitdiffusion und damit zum Migrationsverhaltens nicht- oder schwach-sorbierender, sicherheitsrelevanter Nuklide im Tongestein zu gewinnen. Mit den Daten sollen die Unsicherheiten bei der Modellierung des Migrationsverhaltens dieser Nuklide reduziert werden. Hierzu wurde bereits 2017 eine NaI-Lösung in einem zentralen Bohrloch injiziert. In drei benachbarten Beobachtungsbohrungen wird die Konzentration dieses Tracers regelmäßig überwacht und beprobt. Aus der Konzentrationsentwicklung des Tracers in den Beobachtungsbohrungen können dann Rückschlüsse auf das Diffusionsverhalten gezogen werden. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Gewährleistung des sicheren Einschlusses zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 122 KB) (PDF, 0,12MB) (PDF, 0,12MB)
Das Experiment „Heterogeneity of sandy facies by geophysical characterization and diffusion studies (DR-D)“ zielt darauf ab, die sandige Fazies des Opalinustons besser zu verstehen, da die in der sandigen Fazies auftretende fazielle Heterogenität die Diffusivität von Radionukliden stark beeinflussen und somit die Langzeitsicherheit eines Endlagers beeinträchtigen kann. Da im oberen Bereich des süddeutschen Opalinustons ebenfalls mit einer stärker sandigen Ausbildung zu rechnen ist, können die Ergebnisse des Experiments dazu beitragen, das Diffusionsverhalten im süddeutschen Opalinuston generell besser zu verstehen. Bezugnehmend auf Anlage 1 zu § 24 Absatz 3 (StandAG) soll der Transport radioaktiver Stoffe durch Grundwasserbewegungen und Diffusion im einschlusswirksamen Gebirgsbereich (ewG) so gering wie möglich sein. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Gewährleistung des sicheren Einschlusses zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 125 KB) (PDF, 0,12MB)
Während das Experiment „Long-term diffusion (DR-B)“ die Diffusion eines NaI-Tracers in potentiell ungestörtem Tongestein untersucht, will das Experiment „Long term diffusion experiment in fault zone (DR-E)“ diesen Ansatz erweitern und die Diffusion eines NaI-Tracers in einer Störungszone untersuchen. Der experimentelle Ansatz mit einer Injektionsbohrung und drei benachbarten Beobachtungsbohrungen ist analog zum „Long-term diffusion (DR-B)“ Experiment, so dass die Ergebnisse beider Experimente methodisch vergleichbar sein werden und unterschiedliche Ergebnisse hinsichtlich des Diffusionsverhaltens idealerweise auf die unterschiedlichen geologischen Randbedingungen zurückgeführt werden können. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Gewährleistung des sicheren Einschlusses zugeordnet.
Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 102 KB) (PDF, 0,1MB)

Felslabor Grimsel (Schweiz)

Das Felslabor Grimsel im kristallinen Aarmassiv in der Zentralschweiz wurde 1982 (Betrieb seit 1984) als Zentrum für untertägige Forschung und Entwicklung eingerichtet um Forschungsprojekte im Zusammenhang mit der geologischen Lagerung radioaktiver Abfälle zu unterstützen. Es befindet sich circa 450 m unter der Geländeoberkante, umfasst circa 1,1 km Stollen und wird von der Schweizer Vorhabenträgerin Nagra betrieben. Als generisches Felslabor dient es der Forschung zur Durchführung von realitätsnahen Experimenten im Kristallingestein, wird jedoch nicht als Endlager in Betracht gezogen. Das Felslabor Grimsel ermöglicht es, Methoden für die Charakterisierung und Beschreibung von zerklüftetem Gestein sowie technische Barrierensysteme und deren Interaktion mit dem umliegenden Gestein zu testen und zu bewerten sowie generell zur Bewertung von Eigenschaften, Ereignissen und Prozessen (features, events and processes) mit Auswirkungen auf die Endlagersicherheit und -leistung beizutragen.

Internationale Partner, darunter zahlreiche Vorhabenträger, aus Europa, Asien und Nordamerika (derzeit 22 Partner aus 12 Ländern) arbeiten gemeinsam im Felslabor Grimsel an zahlreichen Experimenten. Seit Herbst 2021 beteiligt sich auch die BGE an zwei Experimenten im Felslabor Grimsel (Pressemitteilung) bei:

HotBENT (High Temperature Effects on Bentonite Buffers) ist ein 1:1 Experiment, das das Verhalten von Bentonitpuffern bei hohen Behälteraußenflächentemperaturen (bis 200 °C) und die damit verbundenen Effekte auf die Sicherheitsfunktion des Puffers untersucht. Es ist geplant, eine erste Sektion (Module 3 und 4) nach 5 Jahren Versuchslaufzeit zu exkavieren und In-situ-Proben zu nehmen, während die zweite Sektion (Module 1 und 2) nach ~ 20 Jahren exkaviert werden soll. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 3: Endlagerplanung und dem Thema: Verfüll- und Verschlusskonzept zugeordnet. Weitere Informationen zu HotBENT finden Sie auf der Grimsel-Website (externer Link).

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 108 KB) (PDF, 0,11MB)

CFM (Colloid Formation and Migration) läuft bereits seit 2004 und untersucht die Bildung und Rolle von Kolloiden mit Bezug auf Radionuklid-Transport und –Rückhaltung. Das Experiment ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema: Gewährleistung des sicheren Einschlusses zugeordnet. Weitere Informationen zu CFM finden Sie auf der Grimsel-Website (externer Link).

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 110 KB) (PDF, 0,11MB)

Auf der Website des Felslabors Grimsel (externer Link) finden Sie weitere Informationen zum Felslabor sowie zu allen laufenden und abgeschlossenen Projekten.

Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies (Schweiz)

Das Untertagelabor Bedretto befindet sich 1,5 km unterhalb der Erdoberfläche im Kristallingestein der Schweizer Alpen (Bedretto Fensterstollen) innerhalb eines 5,2 km langen Tunnels, der die Ticino und Furka Eisenbahntunnel verbindet. Der Fokus des Untertagelabors Bedretto liegt auf Experimenten zu geothermischer Energie und Erdbeben-Physik, nicht der Endlagerung radioaktiver Abfälle. Daher ist die BGE lediglich über das FuE-Vorhaben PRECODE (Erforschung der Auswirkungen bergbaulicher Aktivitäten in großen Tiefen auf die Integrität von Kristallingestein im Kontext der Endlagerung hochradioaktiver Abfälle) am Untertagelabor Bedretto beteiligt, in dem geomechanische Daten zum Verhalten der Auflockerungszone (excavation damaged zone, EDZ) in Folge bergbaulicher Tätigkeiten gewonnen werden um die Integrität von Kristallingestein besser beurteilen zu können.

Weitere Informationen erhalten Sie auf der Website des Untertagelabors Bedretto (externer Link).

Horonobe International Project (HIP) im Untertagelabor Horonobe, Japan

Das Untertagelabor Horonobe befindet sich im nördlichen Hokkaido, Japan und wurde in Neogenen sedimentärem Gestein errichtet. Es ist als Forschungs- und Entwicklungslabor für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle eingerichtet, kommt aber nicht als Standort für die tiefengeologische Endlagerung in Frage. Keinerlei radioaktive Materialien oder Abfälle dürfen in das Untertagelabor Horonobe eingebracht oder verwendet werden.

Das Untertagelabor Horonobe wurde/wird seit dem Jahr 2000 geplant, gebaut und betrieben. Im April 2023 ist das Horonobe International Project (HIP) (externer Link) als OECD NUCLEAR ENERGY AGENCY Projekt offiziell gestartet. Dabei beteiligen sich internationale Partner an den Arbeiten im Untertagelabor Horonobe. Das HIP läuft zunächst bis März 2025, mit potenzieller Verlängerung bis 2029. Weitere Informationen zum HIP finden Sie im HIP-Flyer auf englischer Sprache (PDF, 5,5 MB, nicht barrierefrei) (PDF, 5,47MB).

Die Hauptziele des HIP sind:

Fortschrittliche Technologien für Nutzung in der Design-, Betriebs- und Verschlussphase eines Endlagers sowie in realistischen Sicherheitsbewertungen zu entwickeln und zu testen.
Durch das Teilen von umfangreichem Wissen und Erfahrung, das weltweit von einschlägigen Organisationen bereits gewonnen wurde, soll die nächste Generation von Ingenieur*innen und Forscher*innen ermutigt und ausgebildet werden.

Die BGE beteiligt sich an allen drei Tasks des Horonobe International Project:

Task A Solute transport experiment with model testing
Die Migrationsexperimente von Task A untersuchen die kombinierten Effekte von Matrix- und Kluftdiffusion im Tongestein und sind komplementär zu den laufenden Migrationsexperimenten im Felslabor Grimsel (v.a. Klüfte) und im Felslabor Mont Terri (v.a. Matrixdiffusion), an denen die BGE beteiligt ist. Task A ist dem Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und dem Thema 4.5: Gewährleistung des sicheren Einschlusses zugeordnet.
Task B Systematic integration of repository technology options
Task B hat zum Ziel, geophysikalische Erkundungsmethoden sowie Techniken zur Verheilung von Klüften weiterzuentwickeln (komplementär zu den Untersuchungen im Untertagelabor Bedretto) und autonome Systeme für die Nutzung untertage (weiterzu)entwickeln. Task B ist dem Forschungsfeld 3: Endlagerplanung und dem Thema: Endlagertechnik zugeordnet.
Task C Full-scale EBS (Engineered Barrier System) dismantling experiment
In Task C soll ein seit 2014 laufendes 1:1 Experiment einer simulierten Einlagerung ausgebaut und detailliert untersucht werden. Dabei handelt es sich um eine simulierte vertikale Einlagerung mit Bentonitblöcken. Task C liefert umfangreiche Monitoring Daten zur Aufsättigung (bzw. der transienten Phase) des Bentonitbuffers sowie der Temperaturentwicklung. Es ist komplementär zu dem Experiment HotBENT im Felslabor Grimsel, an dem die BGE beteiligt ist und welches eine horizontale Einlagerung mit granularem Bentonit simuliert. Task C ist dem Forschungsfeld 3: Endlagerplanung und dem Thema: Verfüll- und Verschlusskonzept zugeordnet.

Aktuell laufende FuE-Aktivitäten des Bereichs Standortauswahl

Volumenänderung durch Tau-/Gefrierprozesse im Kontext der Endlagersicherheit (VOLUME)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Klimatische Prozesse

Das Promotionsvorhaben Volume an der TU Darmstadt startete am 15. Mai 2024 und läuft bis zum 14. Mai 2027. Ziel der Promotionsarbeit ist die experimentelle und numerische Untersuchung von Volumenänderungen durch Tau- und Gefrierprozesse im Kontext der Endlagersicherheit. Die Promotionsarbeit ist angegliedert an den internationalen Forschungsverbund CatchNet (siehe oben).

Parameter der Freisetzung, Sorption und Löslichkeit (PARFREI)

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen (vSU)
Thema: Gewährleistung des sicheren Einschlusses

Das Forschungsvorhaben startete im September 2023 und wird bis Februar 2025 durch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und dem Forschungszentrum Jülich (FZJ) bearbeitet. Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung belastbarer und robuster quantitativer Daten für die rvSU hinsichtlich der Freisetzung, Löslichkeit und Sorption von Radionukliden unter Berücksichtigung der hydrogeochemischen Milieubedingungen in den verschiedenen Wirtsgesteinen.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 125 KB) (PDF, 0,12MB)

Entwicklung von Endlagerbehälterkonzepten für die geologische Tiefenlagerung von hochradioaktiven Abfällen in Tongestein (ELBTon)

Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Thema: Behälterkonzept

Dieses Vorhaben startete im August 2023 und wird im Januar 2026 enden. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von bis zu drei unterschiedlichen Endlagerbehälterkonzepten für die geologische Tiefenlagerung von hochradioaktiven Abfällen in Tongestein. Die fachliche Bearbeitung der Endlagerbehälterkonzeptentwicklung erfolgt als externe Vergabe durch das Konsortium aus der Orano GmbH und der DMT GmbH & Co. KG.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 105 KB) (PDF, 0,1MB)

Bestimmung eines vereinfachten Nuklidschemas für die Durchführung der repräsentativen vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen (RN-Schema)

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Gewährleistung des sicheren Einschlusses

Das Forschungsvorhaben läuft von Juli 2023 bis November 2024 und zielt im Wesentlichen darauf ab, ein vereinfachtes Nuklidschema für die Modellrechnungen der repräsentativen vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen (rvSU) zu entwickeln, das alle relevanten Radionuklide berücksichtigt. Das Vorhaben wird von einem Konsortium des Karlsruher Instituts für Technologie, des Forschungszentrums Jülich und der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit bearbeitet.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 110 KB) (PDF, 0,11MB)

Endlagerung hochradioaktiver sowie schwach- und mittelradioaktiver Abfälle am gemeinsamen Standort (AbStand)

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems

Dieses Vorhaben startete im Juli 2023 und wird bis Juni 2026 durch das Institut für Nukleare Entsorgung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT-INE), das Öko-Institut e. V. und Amphos21 durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es darzustellen, auf Basis welcher Merkmale und dem damit verbundenen Abstand eine gegenseitige negative Beeinflussung durch die Inventare zweier benachbarter Endlagerbergwerke, ein Endlager mit schwach- und mittelradioaktiven Abfällen und ein Endlager mit hochradioaktiven Abfällen, ausgeschlossen werden kann (§ 1 Abs. 6 StandAG).

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 120 KB) (PDF, 0,12MB)

Geothermielabor im Bergwerk (GeoLaB)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Erkundung

Die BGE beteiligt sich von Januar 2023 bis Dezember 2028 am Forschungsprojekt GeoLaB. Ziel des Vorhabens ist die Errichtung eines Untertagelabors im Kristallin für die geothermische Forschung. Für die BGE bietet sich mit dem Vorhaben die einzigartige Gelegenheit, die Methoden der anstehenden Erkundungsarbeiten in Phase II und III des Standortauswahlverfahrens (Bohrungen, seismische Messungen und Auffahren eines Bergwerks) bereits vorab zu erproben und entsprechende Erfahrungen und Wissen im kristallinen Gestein aufzubauen. Wesentliche Teile der Aktivitäten sind auch für die Erkundung und Auffahrung in anderen Wirtsgesteinen von Relevanz. GeoLaB ist eine Initiative der drei Helmholtz-Zentren Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) und Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Kooperation mit der Technischen Universität Darmstadt und der BGE.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 128 KB) (PDF, 0,12MB)
Zur Projektseite GeoLaB auf BGE.de
Zur Projektseite GeoLaB auf helmholtz.de

Thermische Grundlagendaten für die Bewertung des Temperaturfeldes sedimentärer Teilgebiete im Standortauswahlverfahren (ThermoBase)

Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Thema: Endlagerauslegung und Design

Dieses Vorhaben startete im Januar 2023 und wird bis September 2026 durch die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) sowie das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) durchgeführt. Das Vorhaben dient der Erarbeitung eines vertieften Verständnisses des thermischen Feldes in den sedimentären Teilgebieten Deutschlands und beinhaltet die Erstellung von Temperaturmodellen sowie grundlegender Parameter- und Methodenstudien. In Abhängigkeit von den eingesetzten Modellen werden quantifiziert Aussagen zur Prognosegenauigkeit sowie zu den Parametervarianzen erarbeitet.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 95 KB) (PDF, 0,09MB)

Enhancement of Bentonite Models for High Temperature Ranges up to 200°C (BENTEREST)

Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Thema: Verfüll- und Verschlusskonzept

Dieses Vorhaben startete im November 2022 und wird bis Juni 2027 durch die BGE TECHNOLOGY GmbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung der numerischen Werkzeuge, um relevante THM-Prozesse des Tongesteins und der Bentonitbarrieren bei hohen Temperaturen (bis zu 200°C) im Rahmen des HotBENT Experiments (externer Link) modellieren zu können.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 116 KB) (PDF, 0,11MB)

Entwicklung geophysikalischer Messverfahren und Methodenkombinationen zur Erstellung hochauflösender übertägiger Erkundungsprogramme (GeoMetEr)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Erkundung

Das Forschungsvorhaben „Entwicklung geophysikalischer Messverfahren und Methodenkombinationen zur Erstellung hochauflösender übertägiger Erkundungsprogramme“ (GeoMetEr) startete im Januar 2023 und endet im März 2028. Es dient dem Ziel, die optimale Wahl und Kombination oberflächen-geophysikalischer Erkundungsmethoden zu ermitteln, welche geeignet sind, die aus dem Standortauswahlgesetz (StandAG) abgeleiteten Kriterien und Anforderungen bei der Standortauswahl zu bewerten. Das Vorhaben wird gemeinsam mit den Projektpartnern TU Bergakademie Freiberg, Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Leibniz-Institut für Photonische Technologien, DMT GmbH & Co. KG, terratec geophysical services GmbH & Co. KG, Supracon AG, Solexperts AG und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 119 KB) (PDF, 0,1MB)
Zur Projektseite „GeoMetEr“ auf BGE.de

Entwicklung von Endlagerbehälterkonzepten für die geologische Tiefenlagerung von hochradioaktiven Abfällen in kristallinem Wirtsgestein (ELBRock)

Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Thema: Behälterkonzept

Dieses Vorhaben startete im April 2022 und wird im Juni 2025 enden. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von bis zu drei unterschiedlichen Endlagerbehälterkonzepten für die geologische Tiefenlagerung von hochradioaktiven Abfällen in kristallinem Wirtsgestein. Die fachliche Bearbeitung der Endlagerbehälterkonzeptentwicklung erfolgt als externe Vergabe durch das Konsortium aus der Gesellschaft für Nuklear-Service mbH (GNS) und der BGE TECHNOLOGY GmbH (BGE TEC).

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 104 KB) (PDF, 0,1MB)

Dynamische Modellierung subglazialer Schmelzwassererosion in vergangenen und zukünftigen Vergletscherungen (QUASI)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Klimatische Prozesse

Dieses Vorhaben startete am 1. April 2022 und endet am 30. Juni 2025. Der englische Titel des Vorhabens, welches gemeinsam mit der Aarhus Universitet, Dänemark (Institute for Geoscience) und der Leibniz Universität Hannover (Institut für Geologie) bearbeitet wird, lautet „Dynamical modelling of subglacial meltwater erosion during past and future glaciations“. Ziel des Projektes ist die Abschätzung der Tiefe subglazialer Schmelzwassererosion während zukünftiger Vergletscherungen auf Basis numerischer Simulationen. Dazu werden zunächst geologische 3D-Untergrundmodelle mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden für Nordwestdeutschland erstellt, um möglichst realistische Grundlagen für weitergehende hydraulische Modellierungen zu schaffen, welche die Bildung und Tiefe großer subglazialer Rinnen (Tunneltäler) unter der Annahme von zukünftigen Vergletscherungen simulieren und quantifizieren. Modellunsicherheiten werden quantifiziert und diskutiert.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 128 KB) (PDF, 0,12MB)

Weiterentwicklung geomechanisch-numerischer Modellierungen zur Charakterisierung des tektonischen Spannungszustandes für die Endlagerung radioaktiver Abfälle in Deutschland (SpannEnD 2.0)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Kriterien und Anforderungen nach § 22 bis 24 StandAG

Das Vorhaben SpannEnD 2.0 startete im April 2022 und wird nach einer Laufzeit von 4 Jahren im März 2026 enden. Ziel des Projektes ist die Weiterentwicklung und Bereitstellung eines geomechanisch-numerischen Spannungsmodells für Deutschland, welches aktuelle Strukturmodelle, gesteinsmechanische Daten und Spannungsbeobachtungen einbezieht. Dieses Spannungsmodell kann u.a. für Teilgebiets- und großräumige Regionalvergleiche genutzt werden, liefert aber auch die Randbedingungen für detailliertere Standortmodelle und soll alle erforderlichen Grundlagen und Modellierungswerkzeuge für robuste Prognosen zum In-situ-Spannungszustand in Deutschland bereitstellen. Die Projektpartner sind die Technische Universität Darmstadt (TU DA), das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Weitere Informationen zu SpannEnD 2.0 und Veröffentlichungen finden Sie auf der Projekt-Website (externer Link).

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 104 KB) (PDF, 0,1MB)

Ungewissheiten und Robustheit mit Blick auf die Sicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle (URS)

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Ungewissheiten

Dieses Vorhaben startete am 1.1.2022 und läuft bis Ende 2025. Der Forschungscluster besteht aus insgesamt sechs verschiedenen Forschungsverbünden, die sich mit Blick auf die Sicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle mit unterschiedlichen Fragestellungen hinsichtlich des Umgangs mit im Standortauswahlverfahren auftretenden Ungewissheiten beschäftigen. Die Verbünde sind RADON (Risk-based Assessment of Salt Domes as Disposal Sites for Nuclear Waste), MeQUR (Ungewissheiten in THM-gekoppelten Integritätsbewegungen), ENSURE (Endlagersicherheit: Ungewissheiten und Regulatorische Aspekte), REDUKLIM (Reduzierung von Szenarienungewissheiten durch Klimamodelle), Smart-Monitoring (Verbesserung der prädiktiven Güte endlagerrelevanter Simulationen durch optimale Datenakquise und Smart-Monitoring sowie GeoBlocks (Bausteine zur Quantifizierung von Ungewissheiten in Geologischen Modellen).

In den Verbünden werden unterschiedliche Themen hinsichtlich Ungewissheiten anhand verschiedener Fragestellungen untersucht, um hierdurch die Robustheit und damit die Sicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle zu verbessern. Dies beinhaltet unter anderem die Erweiterung des Kenntnisstandes von Ungewissheiten, aber auch die Entwicklung von Methoden zum Umgang mit Ungewissheiten.

Mehr Informationen über das Forschungscluster URS und die einzelnen Forschungsthemen können auf der URS-Webseite (externer Link) abgerufen werden.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 226 KB) (PDF, 0,22MB)

Gefüge, Textur- und Anisotropie-Messungen von potenziell für die Endlagerung geeigneten Graniten zur Charakterisierung möglicher Fluidwegsamkeiten (GAME)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Eigenschaften des Wirtsgesteins

Das Forschungsvorhaben GAME wird von Januar 2022 bis März 2025 von der Universität Bonn und der TU Bergakademie Freiberg durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist ein besseres Verständnis der Gebirgsdurchlässigkeit durch detaillierte Untersuchungen von möglichen Fluidwegsamkeiten in kristallinem Wirtsgestein. Dazu werden Untersuchungen der finiten Fluidweg-Netzwerke (Klüfte, extensionale Mikrobrüche) mit der Bestimmung der kristallographischen Vorzugsorientierung der gesteinsbildenden Minerale kombiniert, um daraus Rückschlüsse (Analogieschlüsse) auf die mechanischen und magnetischen Eigenschaften (zum Beispiel magnetische Anisotropie und Suszeptibilität, seismische Wellengeschwindigkeit, Young-Modul, lineare Kompressibilität) sowie die primäre und sekundäre Anisotropie der Granite zu ziehen.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben GAME (PDF, 125 KB) (PDF, 0,12MB)

Auswirkungen von Subrosion auf die Barrierewirkung des ewG und des Deckgebirges eines potentiellen Endlagerstandorts für hochradioaktive Abfälle (Subrosion-ewG)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Geowissenschaftliche Prozesse

Das Forschungsvorhaben läuft von 2021 bis Dezember 2024 und wird von dem Projektpartner Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Identifizierung von Faktoren und Randbedingungen, die zur Bildung von Subrosions- und Verkarstungsvorgängen führen. Von besonderem Interesse sind Verbreitung, Entstehungstiefe und Ausmaß dieser Lösungserscheinungen sowie die Auswirkungen von Subrosionsprozessen auf die Barrierewirkung des potentiellen einschlusswirksamen Gebirgsbereichs (ewG) und des Deckgebirges bei den Wirtsgesteinen Tongestein, Steinsalz „in flacher“ und insbesondere Steinsalz „in steiler Lagerung“.

Das Forschungsvorhaben ist zweigeteilt und zielt darauf ab, eine fundierte Grundlage für die im Rahmen der vergleichenden Analysen der Teilgebiete durchzuführende Bewertung des sicheren Einschlusses von Radionukliden im Endlagersystem zu schaffen. Der erste Themenkomplex beschäftigt sich mit einer Bestandsaufnahme bezüglich der Daten und Kenntnisse zu Subrosionserscheinungen. Im zweiten Themenkomplex wird eine systematische Zusammenstellung von an Salzstrukturen ermittelten Subrosionsraten in Deutschland vorgenommen und zukünftige Subrosionsraten an ausgewählten Standorten anhand von hydrogeologischen und geochemischen Modellen abgeleitet.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 139 KB) (PDF, 0,14MB)

Quantifizierung und Prognose von Erosionsprozessen in Deutschland

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Geowissenschaftliche Prozesse

Dieses Vorhaben läuft von April 2022 bis Dezember 2024 und wird von der Eberhard Karls Universität Tübingen (Lehrstuhl: Geologie und Geodynamik) durchgeführt. Die räumliche Variabilität und Stärke der Erosion ist von zentraler Bedeutung für die Endlagersicherheit in Deutschland. Zur Abschätzung der zukünftigen Entwicklung der Erosionsraten und ihrer räumlichen Verteilung sollen zunächst Abtragungsprozesse und deren Geschwindigkeit in der Vergangenheit quantifiziert werden, die in ein Landschaftsentwicklungsmodell einfließen. Auf Basis dieses Modells sowie verschiedener Klimamodelle werden zukünftige Erosionsraten prognostiziert und damit verbundene Ungewissheiten quantifiziert und analysiert.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 108 KB) (PDF, 0,11MB)

Synthese-Plattform für Sicherheitsuntersuchungen im Standortauswahlverfahren (OpenWorkFlow)

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Nachweisführung (Prüfung und Darstellung der Sicherheitsfunktionen)

Das Vorhaben begann im Juli 2021 mit einer Laufzeit von 3,5 Jahren und wird vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Kooperation mit der Technischen Universität Bergakademie Freiberg (TUBAF) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer Synthese-Plattform mit hochentwickelter Spezialsoftware, die an die Anforderungen des Standortauswahlverfahrens in Deutschland angepasst ist und die Durchführung vorläufiger Sicherheitsuntersuchungen sowie später die Führung eines Sicherheitsnachweises unterstützt. Die zu entwickelnde Synthese-Plattform wird gut dokumentiert, qualitätsgesichert und frei zugänglich („Open-Source“) sein wodurch eine stetige Weiterentwicklung ermöglicht und der Transparenzanspruch des Standortauswahlverfahrens gesichert wird. Dieses Vorhaben baut auf der bereits etablierten und vielfältig eingesetzten Software OpenGeoSys auf.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 96 KB) (PDF, 0,09MB)

Einfluss der thermischen Reife auf die gekoppelten hydromechanischen Eigenschaften niedrig-durchlässiger Tonsteine – Feld & Laborskala (MATURITY)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Eigenschaften des Wirtsgesteins

Das Vorhaben wird von der BGE und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert. Es läuft von Juli 2021 bis Mai 2026 und wird von der RWTH Aachen (Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie und dem Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle) sowie der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt. MATURITY zielt darauf ab, unterschiedliche Eigenschaften von Tongesteinen (zum Beispiel gesteinsmechanische und hydraulische Eigenschaften) in Abhängigkeit von der thermischen Reife (Versenkungsgeschichte) zu untersuchen, da zu erwarten ist, dass diese Eigenschaften regional sehr unterschiedlich ausgeprägt sein können. Mit dem Vorhaben sollen Methoden entwickelt werden, die eine Übertragbarkeit von Tongesteinseigenschaften überregional ermöglichen. Damit können die im Vorhaben ermittelten Gesteinseigenschaften als standortunabhängige Datenbasis für belastbare Untersuchungen für Sicherheitsbetrachtungen im Tongestein sowie für numerische Studien zur Langzeitstabilität unter Berücksichtigung thermisch-hydraulisch-mechanischer Prozesse verwendet werden. Dies sind zentrale Aspekte, die im Wirtsgestein Tongestein auf dem Weg zum Endlagerstandort bewertet werden.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben "Einfluss der thermischen Reife auf die gekoppelten hydromechanischen Eigenschaften niedrig-durchlässiger Tonsteine – Feld- & Laborskala" (PDF, 104 KB) (PDF, 0,1MB)

Erforschung der Auswirkungen bergbaulicher Aktivitäten in großen Tiefen auf die Integrität von Kristallingestein im Kontext der Endlagerung hochradioaktiver Abfälle (PRECODE)

Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Thema: Verfüll- und Verschlusskonzept

Das Forschungsvorhaben PRECODE wurde im Juni 2021 gestartet und wird von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH Aachen) in Kooperation mit dem Untertagelabor im Bedretto Fensterstollen (Schweiz) sowie der BGE Technology GmbH (BGE TEC) durchgeführt. Das Vorhaben endet im August 2026 und hat drei Ziele: (1) Verbessertes Verständnis der Entstehung und Bewertung von auffahrungsbedingten Auflockerungszonen (AUZ, im Englischen Excavation Damage Zone - EDZ) im Kristallingestein. Dies geschieht mithilfe einer untertägig aufzufahrenden Strecke sowie einer daran angebundenen Nische, die für mindestens zwei Jahre überwacht werden; (2) Erprobung von Methoden, die mit naturähnlichen Fluidinjektionen Klüfte im Kristallingestein verfüllen und somit die Durchlässigkeit reduzieren und die Einschlusswirksamkeit des Gesteins verbessern; (3) Entwicklung einer Methode zur Bewertung des Dilatanz- und Fluiddruckkriteriums für ein Endlager im Kristallingestein.

Weitere Informationen zu PRECODE finden Sie auf der Projekt-Website (externer Link), im Steckbrief (PDF, 175 KB) (PDF, 0,12MB) sowie im Newsletter 4/2021 (externer Link, PDF, 7,3 MB) und im Newsletter 3/2022 (externer Link, PDF, 5,1 MB) der BGE-TEC.

Fortführung und Weiterentwicklung der thermodynamischen Referenzdatenbasis (THEREDA)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Eigenschaften des Wirtsgesteins

THEREDA (Thermodynamische Referenzdatenbasis) ist ein Verbundvorhaben, an dem die Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Braunschweig, das Karlsruher Institut für Technologie - Institut für nukleare Entsorgung (KIT-INE), die Technische Universität Bergakademie Freiberg (TU-BAF), das Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf-Institut für Ressourcenökologie (HZDR-IRE) und CSD INGENIEURE AG beteiligt sind. Das Ziel ist die Erstellung einer umfassenden und intern konsistenten thermodynamischen Referenzdatenbasis für geochemische Modellrechnungen von wässrigen Elektrolytlösungen insbesondere hoher Ionenstärke. Die Daten sollen sowohl für Langzeitsicherheitsbetrachtungen zu den bestehenden Endlagerprojekten Konrad und Morsleben, der Schachtanlage Asse II als auch künftig für die im Zuge der Standortauswahl in Frage kommenden Standortregionen bzw. Standorte herangezogen werden. Im April 2017 übernahm die BGE die Trägerschaft der Projektförderung.

Das Vorhaben Fortführung und Weiterentwicklung der thermodynamischen Referenzdatenbasis startete im Januar 2020, läuft bis mindestens Mai 2027 und beinhaltet neben der Pflege und Verwaltung der Datenbank auch eine entsprechende Weiterentwicklung zur Erhaltung des Standes von Wissenschaft und Technik.

Mehr Informationen finden Sie auf der THEREDA-Website (externer Link).

Implementierung und Weiterentwicklung von Stoffmodellen zur Simulation THM-gekoppelter Prozesse im Rahmen sicherheitsanalytischer Untersuchungen im Tongestein und Bentonit (PIONIER)

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems

Das Forschungsvorhaben ist im Januar 2020 mit einer Laufzeit von insgesamt 5 Jahren gestartet. Das Vorhaben wird von der BGE Technology GmbH durchgeführt und zielt darauf ab, ein besseres Verständnis für gekoppelte thermische, hydraulische und mechanische Prozesse (THM-Prozesse) für Tongestein und Bentonit zu erarbeiten. Die Vorhabensdurchführung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den Arbeiten in den EURAD-Projekten GAS (Mechanistic understanding of gas transport in clay materials) und HITEC (Influence of temperature on clay-based material behaviour), so dass Ergebnisse aus PIONIER in „GAS“ und „HITEC“ einfließen und umgekehrt.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 115 KB) (PDF, 0,08MB)

Zusammenstellung und Bewertung von geophysikalischen Methoden zur übertägigen Erkundung (ZuBeMErk)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Erkundung

Das Forschungsvorhaben hat im November 2019 begonnen und wird im Auftrag der BGE von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt. Es endet im Dezember 2025. Das Vorhaben zielt darauf ab, für die nach StandAG in Frage kommenden Wirtsgesteine (Kristallingestein, Steinsalz und Tongestein) die oberflächen-, aero- und bohrlochgeophysikalischen Messmethoden nach Stand von Wissenschaft und Technik zusammenzustellen und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile für die Erkundung flacher bis mitteltiefer geologischer Formationen vergleichend zu bewerten sowie deren Grenzen und Ungewissheiten bei der Anwendung darzustellen. Darauf aufbauend erfolgt eine wirtsgesteinsspezifische Analyse und vergleichende Bewertung der Methoden zur übertägigen geophysikalischen Standorterkundung.

Weitere Informationen zu ZuBeMErk und Zwischenberichte finden Sie auf der BGR-Website (externer Link).

Zusammenstellung und Bewertung von geowissenschaftlichen Methoden und Programmen für die übertägige Standorterkundung (GeoMePS)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Erkundung

Das Forschungsvorhaben hat im November 2019 begonnen und wird im Auftrag der BGE von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt. Es endet im Dezember 2025. Das Vorhaben zielt darauf ab, für die nach StandAG in Frage kommenden Wirtsgesteine (Kristallingestein, Steinsalz und Tongestein) die geowissenschaftlichen Methoden (z.B. geologische, geomechanische, hydrogeologische und geochemische Methoden) nach dem Stand von Wissenschaft und Technik zusammenzustellen und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile für die Erkundung flacher bis mitteltiefer geologischer Formationen vergleichend zu bewerten sowie deren Grenzen und Ungewissheiten bei der Anwendung darzustellen. Darauf aufbauend erfolgt eine wirtsgesteinsspezifische Analyse und vergleichende Bewertung der Methoden für die übertägige Erkundung sowie Empfehlungen für übertägige Erkundungsprogramme.

Weitere Informationen zu GeoMePS und Zwischenberichte finden Sie auf der BGR-Website (externer Link).

Numerische Modellierung für Sicherheitsbetrachtungen von Endlagersystemen: „Methodische Vorgehensweisen und Stand der Praxis“

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Nachweisführung (Prüfung und Darstellung der Sicherheitsfunktionen)

Das Projekt wurde von der BGE initiiert und startete im Februar 2019 unter Beteiligung der Technischen Universität Bergakademie Freiberg, der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Braunschweig, der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Köln, der Technischen Universität Clausthal, der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), der Universität Stuttgart, der Leibniz Universität Hannover, dem Institut für Gebirgsmechanik GmbH Leipzig, dem Forschungszentrum Jülich, dem Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf und der BGE Technology GmbH. Das Projekt verfolgt das Ziel, einen Leitfaden für die Durchführung numerischer Modellierungen im Rahmen von vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen zu erstellen.

Abgeschlossene FuE-Aktivitäten des Bereichs Standortauswahl

Auswirkungen von zyklischen Vergletscherungen auf Salzstrukturen als ein potentieller Endlagerstandort für hochradioaktive Abfälle

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Klimatische Prozesse

Diese Vorhaben lief von November 2021 bis März 2024 und wurde von der smartTectonics GmbH und GeoStructures Consultancy durchgeführt. Bei der Suche nach dem Standort für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle mit der bestmöglichen Sicherheit kommt auch das Wirtsgestein Steinsalz in Frage. So hat die BGE beispielsweise in ihrem Zwischenbericht Teilgebiete insgesamt 74 Teilgebiete im Wirtsgestein Steinsalz ausgewiesen. Bei der Betrachtung der Sicherheit eines Standortes müssen auch zwingend zukünftige Entwicklungen und deren Auswirkungen betrachtet werden. So ist in Zukunft auch in Deutschland wieder mehrfach mit Vergletscherungen zu rechnen, wie sie bereits in der Vergangenheit stattgefunden haben. Speziell die Auswirkungen solcher zyklischen Vergletscherungen auf ein potentielles Endlager in Steinsalz wurden im Rahmen dieses Vorhabens untersucht. Der Wechsel der Auflast durch Eismassen könnte beispielsweise Salzbewegungen im Untergrund auslösen sowie eine Kompaktion des Salzdaches, glaziale Erosion, glazioisostatische Ausgleichsbewegungen, eine Reaktivierung von Störungszonen oder Veränderungen der Grundwasserströmung hervorrufen. Geodynamische Modellrechnungen wurden angewandt um unter anderem die Auswirkungen zyklischer Vergletscherungen auf die Salzstrukturen besser zu verstehen und um zu testen ob dadurch mögliche Gebiete innerhalb von Salzstrukturen identifiziert werden können, die sich besonders als Endlagerstandort eignen.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 136 KB) (PDF, 0,13MB)

Neotektonische Aktivität in Mittel- und Süddeutschland

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Kriterien und Anforderungen nach § 22 bis 24 StandAG

Das Vorhaben wurde Februar 2022 bis April 2024 von der Abteilung für Strukturgeologie und Geodynamik der Universität Göttingen durchgeführt. Zielsetzung des Vorhabens war die Erstellung einer Karte mit aktiven Störungszonen in Deutschland sowie die Entwicklung einer Methode zur Bestimmung individueller Sicherheitsabstände, so dass ein bundesweit geowissenschaftlich konsistenter Datensatz von Störungszonen in Form einer Datenbank entsteht. In einem ersten Schritt sollte die für den Zwischenbericht Teilgebiete erstellte Karte mit aktiven Störungszonen in Deutschland weiter präzisiert werden. Parallel dazu sollte ein Konzept zu weitergehenden Identifizierungsmethoden aktiver Störungszonen in deutschen Mittelgebirgsregionen erarbeitet werden (Anwendung für Störungszonen für die wenige oder keine Informationen ermittelt werden konnten). Am Ende sollte eine Karte generiert werden, die die in Deutschland bekannten und während der letzten 34 Millionen Jahre aktiven Störungszonen beinhaltet. Es sollte eine Methode entwickelt werden, die eine individuellere Anpassung des Sicherheitsabstandes um aktive Störungszonen erlaubt. Dabei sollte die Frage untersucht werden, wie groß der Abstand von einer aktiven Störungszone gewählt werden muss, um eine geologische Beeinträchtigung des Endlagersystems und seiner Barrieren ausschließen zu können.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 120 KB) (PDF, 0,25MB)

Atlas der Mineralogischen und Petrophysikalischen Eigenschaften Deutscher Kristalliner Wirtsgesteine (AMPEDEK)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Eigenschaften des Wirtsgesteins

Das Forschungsvorhaben AMPEDEK wurde im Januar 2022 gestartet und endete im Dezember 2023. Das Vorhaben wurde von der Technischen Universität Darmstadt (Institut für Angewandte Geowissenschaften, Fachgebiet Angewandte Geothermie) durchgeführt. Im Rahmen von AMPEDEK wurde eine funktionale Datenbank über petrophysikalische, mineralogische, mechanische und thermophysikalische Eigenschaften kristalliner Wirtsgesteine in Deutschland erstellt, mit der die zum Zwischenbericht Teilgebiete veröffentlichten Referenzdatensätze erweitert werden sollen. Dafür wurden sowohl bereits vorhandene Daten aufgenommen als auch neue Messungen an bestehenden Aufschlussproben und Bohrkernen im Labor durchgeführt.

Steckbrief für Forschungsvorhaben "Atlas der Mineralogischen und Petrophysikalischen Eigenschaften Deutscher Kristalliner Wirtsgesteine (AMPEDEK, PDF, 168 KB) (PDF, 0,16MB)

Entwicklung einer Prognosemethode zum Internbau von Salzstrukturen

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Kriterien und Anforderungen nach § 22 bis 24 StandAG

Dieses Vorhaben startete im März 2022 und endete im Dezember 2023. Ziel des Vorhabens war die Entwicklung einer anwendungsreifen Methode zur Prognose der Komplexität des Internbaus von Salzstrukturen in denen im ersten Schritt des Standortauswahlverfahrens Teilgebiete ausgewiesen worden sind. Die Methode soll als Bewertungsgrundlage im Rahmen der Arbeiten zu § 14 des Standortauswahlgesetzes, der Ausweisung von Standortregionen, dienen. Das Vorhaben wurde durch die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) bearbeitet.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 113 KB) (PDF, 0,11MB)

EURAD (European Joint Programme on Radioactive Waste Management, Laufzeit Juni 2019 - Mai 2024)

EURAD war das gemeinsame Forschungsprogramm der Europäischen Union zu Entsorgung und Management radioaktiver Abfälle. Es handelte sich um ein Co-Funding European Joint Programme (EJP) im Rahmen von Horizon2020 (H2020-Euratom-1.2). Neben der Förderung durch die EU erfolgte die Finanzierung der Projekte zusätzlich durch einen Eigenanteil der beteiligten Partnerorganisationen. Alle Publikationen, die im Rahmen von EURAD entstanden sind, finden Sie auf der EURAD-Homepage (externer Link).

Übergeordnete Ziele des gemeinsamen Forschungsprogramms waren:

Unterstützung der Mitgliedsstaaten bei der Entwicklung und Anwendung ihrer nationalen Forschungs- und Entwicklungsprogramme hinsichtlich eines sicheren Umgangs mit unterschiedlichen Arten von radioaktivem Abfall.
Entwicklung und Festigung von Wissen hinsichtlich eines sicheren Betriebs von Endlagern für radioaktive Abfälle.
Verbesserung des Wissenstransfers zwischen Mitgliedstaaten in unterschiedlichen Projektstadien der Standortsuche für ein Endlager.

Zur Beteiligung an dem gemeinsamen Forschungsprogramm konnte jeder EU-Mitgliedsstaat eine Vorhabenträgerin als Waste Management Organisation (WMO), eine technische Beratungsorganisation als Technical Safety Organisation (TSO) und ein Institut zur Vertretung der Forschungseinrichtungen als Research Entity (REs) als Konsortialpartner entsenden. Mit Mandat vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV), vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) vertrat die BGE als nationale Waste Management Organisation Deutschland in EURAD und beteiligte sich an fünf Projekten (EURAD Work Packages).

GAS (Mechanistic understanding of gas transport in clay materials)
Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems

In diesem Workpackage (WP 6) wurden Daten gewonnen und prozessbasierte Modelle entwickelt, um das Verständnis des Radionuklidtransportes über die Gasphase in Tongestein (geologische Barriere) und Bentonit (geotechnische Barriere) zu verbessern. In begleitenden Experimenten wurde untersucht unter welchen Bedingungen die zuvor definierten möglichen Transporteigenschaften eintreten. Die beiden Kernfragen, die das WP GAS adressierte, waren zum einen, wie sich Gas innerhalb des Endlagers ausbreiten kann und welcher Transportmechanismus von wasserlöslichen und flüchtigen Radionukliden zugrunde liegt. Zum anderen war es die Frage, wie und mit welchem Ausmaß durch Gas induzierte hydromechanische Störungen die Sicherheit des Barrieresystems beeinflussen.

Das Projekt startete am 1. Juni 2019 und endete am 30. Mai 2024. Zum Ende der ersten Phase des Projekts wurde ein SOTA (state-of-the-art) Report (externer Link) veröffentlicht. Weitere Informationen, Berichte und Publikationen zu GAS finden Sie auf der EURAD-Website (externer Link).

HITEC (Influence of temperature on clay-based material behaviour)
Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Integritätsnachweis des Barrierensystems

Dieses Workpackage (WP 7) beschäftigte sich mit der Entwicklung wissenschaftlicher Methoden, um den Einfluss erhöhter Temperaturbedingungen (>100°C) auf Tongestein (geologische Barriere) und Bentonit (geotechnische Barriere) besser zu verstehen. Es behandelte die Fragestellung, ob erhöhte Temperaturbegrenzungen von 100-150°C für wärmeproduzierende Abfälle in verschiedenen geologischen Endlagerkonzepten umsetzbar und sicher sind. Im Fokus stand die Modellierung gekoppelter thermischer, hydraulischer und mechanischer Prozesse (THM-Prozesse), um bewerten zu können, wie sich Temperaturerhöhungen auf die Integrität des Barrierensystems auswirken.

Das Projekt startete am 1. Juni 2019 und endete am 30. Mai 2024. Zum Projektabschluss wurde ein Bericht zum "Updated state-of-the-art on THM behaviour of 1) buffer clay materials and of 2) host clay formations" (externer Link) veröffentlicht. Weitere Informationen, Berichte und Publikationen zu HITEC finden Sie auf der EURAD-Website (externer Link).

UMAN (Uncertainty Management multi-actor network)
Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Ungewissheiten

Dieses Workpackage (WP 10) stellt eine strategische Studie zum Management von Ungewissheiten bei der Entsorgung und im Management radioaktiver Abfälle dar. Es beinhaltete verschiedene Aktivitäten wie den Austausch von Ansichten und Vorgehensweisen im Umgang mit Unsicherheiten sowie das Zusammenfassen von bestehenden Strategien, Vorgehensweisen und Werkzeugen für das Management von Ungewissheiten. Wesentliches Ziel von UMAN war es, unter den verschiedenen Beteiligten (WMOs, TSOs, REs) zusammen mit Vertretern der Zivilgesellschaft (Civil Society Organisation - CSO) das Verständnis zu verschiedenen Sichtweisen und Präferenzen zum Umgang mit Ungewissheiten zu fördern. Im Rahmen der Studie teilten die Projektpartner und Bürgervertreter ihre Einschätzungen und Erfahrungen über Fragebögen, Workshops und Seminare miteinander. Die betrachteten Ungewissheiten umfassen Ungewissheiten in Bezug auf den Standort, in Bezug auf den Faktor Mensch, in Bezug auf die Brennstäbe, in Bezug auf das gesamte Inventar der Abfallstoffe sowie in Bezug auf Ungewissheiten der Prozesse im Nahfeld der Abfälle.

Alle Entscheidungen im Rahmen der Suche nach einem Endlager werden unter der Annahme von reduzierbaren und nicht-reduzierbaren Unsicherheiten getroffen. Zu Beginn des Programms sind die Unsicherheiten größer und werden sukzessive durch Studien und Experimente reduziert. Dennoch werden am Ende immer Unsicherheiten bleiben, die jedoch die Sicherheit des Endlagers nicht beeinflussen dürfen. Daher ist das Abschätzen und Bewerten von Unsicherheiten im Rahmen der Sicherheitsuntersuchungen unerlässlich. Dabei ist das Unsicherheitsmanagement über verschiedene Themen und unterschiedliche Stadien der Endlagerplanung verteilt.

Im Rahmen des WP 10 hatten die Organisationen und Akteure der Mitgliedsstaaten die Möglichkeit, sich über Erfahrungen und Ansichten des Umgangs mit Unsicherheiten auszutauschen und Bedarfe in diesem Bereich zu identifizieren. Damit trug das WP dazu bei, den Mehrwert von FuE bei der Erstellung der Sicherheitsuntersuchungen (als Bestandteil des Safety Case) und im Entscheidungsprozess zu beschreiben. Das Projekt startete am 1. Juni 2019 und endet am 30. Mai 2024. Im März 2022 wurde der Bericht D10.10 (externer Link) als Ergebnis des Subtask 4.1, dessen Leitung die BGE inne hat, veröffentlicht. Weitere Informationen, Berichte und Publikationen zu UMAN finden Sie auf der EURAD-Website (externer Link).

SoK (State-of-Knowledge)
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Transparenz und Ergebnis-/Wissensvermittlung des lernenden Verfahrens

Das Workpackage State-of-Knowledge (WP 11) war wichtiger Bestandteil des EURAD Wissensmanagement-Programms. Für dieses WP hatte die BGE die Projektleitung inne und gestaltete in dieser Rolle maßgeblich mit. Das Ziel war, vorhandenes internationales Expertenwissen auf dem Gebiet der Entsorgung und dem Management radioaktiver Abfälle zu erfassen und den verschiedenen nationalen Entsorgungsprogrammen zugänglich zu machen. Dazu wurden von Experten verschiedene Arten von Dokumenten erstellt und verfügbar gemacht. Die Themen dieser Dokumente orientieren sich an der eigens in EURAD entwickelten thematischen Roadmap/Goals Breakdown Structure (GBS) (externer Link). In WP 11 wurde unter anderem die Erstellung der Dokumente des Typs „Domain Insight“ (DI) und „State-of-the-Art“ organsiert ergänzt durch die Einbindung anderer Arten von Dokumenten in das EURAD Wissensmanagement. Die Dokumente unterscheiden sich jeweils in ihrer Detailtiefe und inhaltlichen Ausrichtung, um einen größtmöglichen Nutzen für die Bedürfnisse der verschiedenen Nutzer zu ermöglichen. Um diese Dokumente verfügbar zu machen und einen inhaltlichen Austausch zu ermöglichen wurde im Rahmen von WP 11 unter anderem ein EURAD Wiki entwickelt. Denn Wissensmanagement ist mehr als das reine Verfassen und zugänglich machen von Dokumenten, sondern lebt von dem Austausch und der Vernetzung von Menschen. Dieses ist auch von EURAD erkannt, weshalb WP 11 eng mit den anderen Wissensmanagement Workpackages (WP 12 Guidance, WP 13 Training & Mobility) sowie den Workpackages zu FuE und strategischen Studien zusammenarbeitete (zum Beispiel WP 6 GAS oder WP 10 UMAN). Insgesamt sollen die Arbeiten im EURAD Wissensmanagement-Programm auch nach dessen Abschluss unter anderem beim Transfer von Wissen zwischen den verschiedenen nationalen Entsorgungsprogrammen in ihren unterschiedlichen Phasen sowie zwischen den verschiedenen Generationen von Mitarbeiter*innen unterstützen (Stichwort: Generationenwechsel). Nach Projektabschluss hat das WP11 unter anderem den „Milestone MS334: Recommendations on integration of feedback mechanism into the KM programme” veröffentlicht. Auf der Website des EURAD Wissensmanagements (externer Link) finden Sie weitere Informationen sowie Berichte und Publikationen zu WP 11.

ICS (Interaction with Civil Society)
Forschungsfeld 5: Transfer und Interaktivität zu soziotechnischen Fragen
Thema: Standortauswahl vor dem Hintergrund gesellschaftlicher Diskussion

Das Projekt ICS stellt begleitende EURAD Aktivitäten dar und beschäftigte sich mit Interaktionen zwischen den WMOs, TSOs, REs und der Zivilgesellschaft und der Übersetzung und Übertragung von wissenschaftlichen und technischen Ergebnissen für die Öffentlichkeit sowie den nötigen Rahmenbedingungen, um Organisationen der Zivilgesellschaft die Möglichkeit zu geben, ihre Erwartungen und Ansichten zu kommunizieren. ICS trug dazu bei, Ideen, Vorschläge und Methoden zu entwickeln, die dem Dialog mit der Zivilgesellschaft zum Thema wissenschaftlicher und technischer Ungewissheiten dienen und die im Umgang mit der Zivilgesellschaft den gemeinsamen Nutzen des vorhandenen Wissens verdeutlichen. Das Projekt arbeitete eng mit dem WP UMAN zusammen. An dieser wichtigen Schnittstelle brachte die BGE sich mit ein. Weitere Informationen, Berichte und Publikationen, die im Rahmen von ICS veröffentlicht werden, finden Sie auf der EURAD-Website (externer Link).

Thermische Integrität von Ton und Tonsteinen – Experiment und gekoppelte THMC-Simulationen (THMC-Sim)

Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Thema: Verfüll- und Verschlusskonzept

Das Forschungsvorhaben startete im Mai 2020 und lief bis Juni 2024. Das Vorhaben wurde von der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH und der Technischen Universität Darmstadt durchgeführt und sollte dazu beitragen, ein grundlegendes Prozess- und Systemverständnis hinsichtlich einer sicheren Endlagerung von radioaktiven Abfällen zu entwickeln. Ziel war es, ein verbessertes Verständnis des Langzeitverhaltens von Tongesteinen bei variablen Umgebungsbedingungen (zum Beispiel Temperatur und Chemismus) zu erhalten. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden Laborexperimente durchgeführt und numerische Modelle angewendet.

Weitere Informationen zu THMC-Sim finden Sie auf der GRS-Website (externer Link).

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 115 KB) (PDF, 0,11MB)

Berücksichtigung subglazialer Erosionsprozesse bei Auswahl eines Standortes für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle (Suchtiefe)

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Klimatische Prozesse

Das Vorhaben wurde von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) zwischen August 2021 und Januar 2023 durchgeführt. Für die Langzeitsicherheit von Endlagern in tiefen geologischen Formationen stellt die Erosion während möglicher zukünftiger Glaziale eine große Herausforderung dar. Das Ziel dieses Vorhabens war die ortsabhängige Festlegung der minimalen Tiefe eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle unter Berücksichtigung der Erosionstiefe zukünftiger glazigener Prozesse, insbesondere subglazialer Rinnen. Es ist zu erwarten, dass auch eine zukünftige glazigene Erosion regional sehr unterschiedlich ausgeprägt sein wird. Innerhalb der anzunehmenden Vereisungsgebiete wurden Regionen nach der potenziellen zukünftigen Erosionstiefe kategorisiert. Kriterien für die Kategorisierung wie die vorhandenen pleistozänen Erosionsstrukturen, die Position einer Region innerhalb der Vereisungsgebiete und der Aufbau des geologischen Untergrunds wurden erarbeitet. Die Plausibilität der Kategorisierung wurde im Hinblick auf das gegenwärtige Prozessverständnis und die bestehenden Ungewissheiten dargelegt. Den Abschlussbericht des Vorhabens Suchtiefe finden Sie auf der BGR-Website (externer Link, PDF, 35,6 MB, nicht barrierefrei).

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 102 KB) (PDF, 0,1MB)

Michigan International Copper Analogue Project (MICA)

Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Thema: Behälterkonzept

Phase I des Projekts MICA startete im Januar 2021 und endete im Mai 2023 mit der Veröffentlichung des Abschlussberichts (externer Link, PDF, 8,5 MB, nicht barrierefrei). Die BGE beteiligte sich an dem Projekt seit Mai 2021. In MICA hat die BGE mit der Nuclear Waste Management Organization (NWMO, Kanada), den Nuclear Waste Services (NWS, Großbritannien), der Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company (SKB, Schweden) und der Nationalen Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra, Schweiz) gemeinsam den Geological Survey of Finland (Geologischer Dienst Finnlands, GTK) mit der Durchführung des Projekts MICA beauftragt. Im Projekt MICA wurden Proben der Keweenaw-Kupferlagerstätte in Nordamerika systematisch untersucht, um Aussagen über die Stabilität und Korrosion von Kupfer unter natürlichen Bedingungen und in langen geologischen Zeiträumen zu treffen. Damit sollten bisherige Einschätzungen zu Kupfer- beziehungsweise Kupfer-Gusseisen-Endlagerbehältern hinsichtlich ihrer Korrosion und damit Standzeit verbessert werden.

Steckbrief zum Forschungsvorhaben (PDF, 121 KB) (PDF, 0,12MB)

Berechnung des teufenabhängigen Flächenbedarfs für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle

Forschungsfeld 3: Endlagerplanung
Thema: Endlagerauslegung und Design

Das Vorhaben startete im Oktober 2020 in Kooperation mit der BGE Technology GmbH und endete im Juni 2021. Das Vorhaben zielte darauf ab, den Flächenbedarf eines Endlagers in unterschiedlichen Teufen und in unterschiedlichen Wirtgesteinsformationen mit Hilfe von thermodynamischen numerischen Simulationen zu ermitteln. Darauf basierend wurde der Zusammenhang von Teufe und Endlagerfläche für jedes der drei Wirtsgesteine Steinsalz, Tongestein und Kristallingestein ermittelt.

Ausschlusskriterien "seismische Aktivität", "aktive Störungszonen" und "Grundwasseralter"

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Kriterien und Anforderungen nach § 22 bis 24 StandAG

Das Forschungsvorhaben zu den drei Ausschlusskriterien startete im Oktober 2019 und wurde im Juni 2020 („aktive Störungszonen“), im September 2020 („Grundwasseralter“) und im Oktober 2020 („seismische Aktivität“) durch die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) abgeschlossen. Weitere Informationen sowie Zwischen- und Abschlussberichte finden Sie auf der BGR-Website (externer Link).

Durch das Ausschlusskriterium „seismische Aktivität“ (§22 Abs. 2 Nr. 4 StandAG) werden Gebiete ausgeschlossen, in denen seismische Einwirkungen die Sicherheit eines Endlagers beeinträchtigen können. Bewertungsgrundlage für die Abgrenzung von erdbebengefährdeten Gebieten in Deutschland bildete die Karte der Erdbebenzonen Deutschlands (DIN 4149) zusammen mit dem Nationalen Anwendungsdokument DIN EN 1998-1/NA:2011-01, die im Auftrag des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) erstellt wurden. Im weiteren Verlauf wurde eine Neueinschätzung der Erdbebengefährdung in Deutschland durch das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) im Auftrag des DIBt und in enger Abstimmung mit Mitgliedern des entsprechenden DIN-Normenausschusses vorgenommen, so dass die entsprechenden neuen Karten der DIN EN 1998-1/NA:2018-10 die vorherige Erdbebenzonierung ersetzen. Daher wurden im Arbeitspaket „seismische Aktivität“ die für die jeweilige DIN genutzten Datenbestände zusammengefasst und Unterschiede herausgearbeitet. Weiterhin wurden die jeweils genutzten Berechnungsmethoden und seismologischen Kenngrößen, unter Berücksichtigung des geologischen Untergrundes, verglichen. Darauf basierend wurde abgeschätzt, ob und wie eine Übertragung der in der DIN EN 1998‑1/NA:2011-01 vorgenommenen Klassifizierung der Erdbebenzonen in die neue DIN EN 1998‑1/NA:2018-10 möglich ist.

Durch das Ausschlusskriterium „aktive Störungszonen“ (§ 22 Abs. 2 Nr. 2 StandAG) werden Gebirgsbereiche, die – einschließlich eines abdeckenden Sicherheitsabstandes – als Endlagerbereich in Betracht kommen, ausgeschlossen, wenn dort aktive Störungszonen vorhanden sind, welche das Endlagersystem und seine Barrieren beeinträchtigen können. Daher verfolgte das Arbeitspaket „aktive Störungszonen“ das Ziel, die Begriffe Störung, Störungszone, Sockelstörung, Scheitelstörung und atektonische Deformationsstrukturen, die die Barriereintegrität beeinflussen können, zu definieren. Weiterhin wurden Methoden zur Bestimmung des Aktivitätszeitraums von Störungen beschrieben und hinsichtlich ihrer Limitierungen diskutiert.

Gemäß § 22 Abs. 2 Nr. 6 StandAG ist ein Gebiet als Endlagerstandort nicht geeignet, wenn in den Gebirgsbereichen, die als einschlusswirksamer Gebirgsbereich (ewG) oder Einlagerungsbereich in Betracht kommen, junge Grundwässer nachgewiesen worden sind. Daher befasste sich das Arbeitspaket „Grundwasseralter“ mit der Erarbeitung von Definitionen und Erläuterungen zu den Begriffen „Grundwasseralter“ und „junge Grundwässer“ in Hinblick auf die Anwendung als Ausschlusskriterium im Standortauswahlverfahren für alle drei möglichen Wirtsgesteine (Kristallingestein, Steinsalz und Tongestein).

Vulkanische Gefährdung in Deutschland

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Kriterien und Anforderungen nach § 22 bis 24 StandAG

Auf das Vorhaben Prognose Vulkanismus folgend, wurde dieses Forschungsvorhaben von der Friedrich-Schiller-Universität Jena (Institut für Geowissenschaften) und der Universität Duisburg-Essen (Fakultät für Biologie, Fachgebiet Geologie) zwischen Dezember 2019 und März 2021 durchgeführt. Gemäß § 22 Abs. 2 Nr. 5 StandAG ist ein Gebiet nicht als Endlagerstandort geeignet, wenn quartärer Vulkanismus vorliegt oder zukünftige vulkanische Aktivität über den Nachweiszeitraum von einer Million Jahren zu erwarten ist. Das Forschungsvorhaben identifizierte zunächst Lokationen, an denen in Deutschland quartärer Vulkanismus existiert bzw. zukünftige vulkanische Aktivität zu erwarten ist. Für Gebiete, in denen zukünftiger Vulkanismus zu erwarten ist, wurden ebenfalls Lokationen betrachtet, die bereits im Tertiär vulkanisch aktiv waren. Für die lokalisierten Standorte wurde untersucht, wie hoch die Eruptionswahrscheinlichkeit innerhalb der nächsten eine Million Jahre ist und wie diese durch räumliche Verlagerung beeinflusst wurde bzw. wird. Basierend auf diesen Informationen wurde für die ausgewiesenen Lokationen ein notwendiger, individueller Sicherheitssaum festgelegt. Den Abschlussbericht können Sie hier (PDF, 50,1 MB) herunterladen.

Grundlagenentwicklung für repräsentative vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und zur sicherheitsgerichteten Abwägung von Teilgebieten mit besonders günstigen geologischen Voraussetzungen für die sichere Endlagerung hochradioaktiver Abfälle (RESUS I)

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Nachweisführung (Prüfung und Darstellung der Sicherheitsfunktionen)

Das Forschungsvorhaben RESUS I startete im Juni 2018 und endete im November 2019. An diesem Vorhaben waren die Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Braunschweig, die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) sowie die BGE Technology GmbH beteiligt. Das Forschungsvorhaben diente der Grundlagenentwicklung für die repräsentativen vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen und zur sicherheitsgerichteten Abwägung von Teilgebieten mit günstigen geologischen Voraussetzungen für die sichere Endlagerung Wärme entwickelnder radioaktiver Abfälle. Ziel war es, eine Vorgehensweise zu entwickeln, mit der eine große Kohärenz zwischen den Ergebnissen von vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen und der sicherheitsgerichteten geowissenschaftlichen Abwägung erreicht werden kann. Auf der Grundlage von detaillierten qualitativen Betrachtungen und numerischen Analysen wurden für zehn Endlagersysteme in den Wirtsgesteinen Kristallingestein, Steinsalz und Tongestein Empfehlungen abgeleitet, wie eine sicherheitsgerichtete Aggregierung der Einzelergebnisse zu den elf im StandAG benannten geowissenschaftlichen Abwägungskriterien vorgenommen werden kann. Weitere Informationen und die Forschungsberichte wurden auf der GRS-Website (externer Link) veröffentlicht.

Vertiefung der methodischen Vorgehensweise zum Integritätsnachweis für Endlagerbehälter im Zusammenwirken mit den geotechnischen Barrieren (RESUS-Erweiterung)

Forschungsfeld 4: Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen
Thema: Nachweisführung (Prüfung und Darstellung der Sicherheitsfunktionen)

Die RESUS-Erweiterung wurde im Dezember 2019 beauftragt und endete im August 2020. Das Vorhaben wurde von der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Braunschweig, der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) sowie der BGE Technology GmbH durchgeführt. Die RESUS-Erweiterung zielte auf eine Vertiefung der methodischen Vorgehensweise zum Integritätsnachweis für Endlagerbehälter im Zusammenwirken mit den geotechnischen Barrieren ab. Dies beinhaltete die Darstellung von Abhängigkeiten und Prozessen zwischen dem Endlagerbehälter und der geotechnischen Barriere (zum Beispiel mechanische Belastungen), die für einen Integritätsnachweis förderlich sind beziehungsweise ihn erschweren. Methodische Ansätze zur Beschreibung der Versagensszenarien des Endlagerbehälters (zum Beispiel Beschreibung von Korrosionsarten) sowie zur quantitativen Ermittlung eines vorzeitigen Behälterversagens (und wie damit umgegangen werden kann) waren ebenfalls Gegenstand der RESUS-Erweiterung. Des Weiteren wurden die Ergebnisse des Vorhabens RESUS I für alle betrachteten Endlagersysteme zur Wissensvermittlung innerhalb der BGE sowie zur Information der Öffentlichkeit dreidimensional visualisiert. Bezugnehmend auf RESUS I und die gewonnenen Erkenntnisse aus diesem Vorhaben wurde in der RESUS-Erweiterung ein diversitärer Betrachtungsansatz für die geowissenschaftlichen Abwägungskriterien berücksichtigt. Durch dieses Vorgehen sollte untersucht werden, welche Indikatoren und geowissenschaftlichen Abwägungskriterien aggregiert werden müssen, um Gebiete zu ermitteln, die günstige geologische Voraussetzungen für die sichere Endlagerung radioaktiver Abfälle erwarten lassen. Weitere Informationen und die Forschungsberichte wurden auf der GRS-Website (externer Link) veröffentlicht.

Prognose Vulkanismus

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Geowissenschaftliche Prozesse

Das Forschungsvorhaben wurde von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt und lief von November 2018 bis Oktober 2019. Gemäß § 22 Abs. 2 Nr. 5 StandAG ist ein Gebiet nicht als Endlagerstandort geeignet, wenn quartärer Vulkanismus vorliegt oder zukünftige vulkanische Aktivität über den Bewertungszeitraum von einer Million Jahren zu erwarten ist. Um derartige Gebiete zu charakterisieren, zielte das Forschungsvorhaben darauf ab, bisherige Vorschläge zur Prognose von Vulkanismus zu überprüfen und eine Übersicht über vorhandene Daten zum Vulkanismus in Deutschland zu erstellen. Weiterhin wurde der Stand von wissenschaftlicher Forschung über Beziehungen des Vulkanismus zu anderen geodynamischen Prozessen und deren Kausalzusammenhänge dargelegt. Basierend darauf wurden Vorschläge für Indikatoren zukünftiger vulkanischer Aktivität und zur Kategorisierung von Prognosen des zukünftig möglichen Vulkanismus in Deutschland erarbeitet. Mehr Informationen und die Ergebnisse des Forschungsvorhabens finden Sie auf der BGR-Website (externer Link).

Prognose Hebungen

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Geowissenschaftliche Prozesse

Das Forschungsvorhaben wurde von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt und lief von November 2018 bis Dezember 2019. Gemäß § 22 Abs. 2 Nr. 1 StandAG ist ein Gebiet nicht als Endlagerstandort geeignet, wenn aufgrund großräumiger Vertikalbewegungen eine geogene Hebung von im Mittel mehr als 1 mm pro Jahr über den Bewertungszeitraum von einer Million Jahren zu erwarten ist. Daher verfolgte das Forschungsvorhaben das Ziel, eine Übersicht über vorhandene und erforderliche Daten zu erstellen, die für eine derartige Prognose benötigt werden. Des Weiteren wurden die zugrundeliegenden geologischen und geodynamischen Prozesse für großräumige Vertikalbewegungen zusammengefasst und erläutert. Basierend darauf wurden die Machbarkeit und die Erfordernisse für Prognosen großräumiger Vertikalbewegungen über einen Zeitraum von einer Million Jahren abgeschätzt und ein Vorschlag hinsichtlich einer möglichen Kategorisierung dieser Prognosen erarbeitet. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens finden Sie auf der BGR-Website (externer Link).

Konzept zur generellen Vorgehensweise zur Anwendung geowissenschaftlicher Abwägungskriterien

Forschungsfeld 2: Geowissenschaftliche Fragestellungen
Thema: Kriterien und Anforderungen nach § 22 bis 24 StandAG

Das Forschungsvorhaben wurde von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt und lief von August 2018 bis November 2020. Anhand der geowissenschaftlichen Abwägungskriterien ist gemäß § 24 Abs. 1 StandAG zu bewerten, ob in einem Gebiet eine günstige geologische Gesamtsituation vorliegt. Dies ist aus der sicherheitsgerichteten Abwägung der Ergebnisse zu allen Abwägungskriterien nachvollziehbar abzuleiten. Deshalb hat die BGR in einem ersten Schritt ein Grobkonzept zur generellen Vorgehensweise zur Anwendung der geowissenschaftlichen Abwägungskriterien entwickelt. In einem zweiten Schritt erfolgte die Konkretisierung des Konzepts bis zur Ausführungsreife, einschließlich der Vorbereitung für die Datenabfrage durch die BGE. Weitere Informationen sowie den Abschlussbericht finden Sie auf der BGR-Website (externer Link).

Weitere Dokumente zu FuE-Aktivitäten der BGE

Leistungsbeschreibung Vorhaben RESUS (PDF, 2,64 MB), 3 MB
Leistungsbeschreibung zum FuE-Vorhaben "Grundlagenentwicklung für repräsentative vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und zur sicherheitsgerichteten Abwägung von Teilgebieten mit besonders günstigen geologischen Voraussetzungen für die sichere Endlagerung Wärme entwickelnder radioaktiver Abfälle.

Stand: 2020
Bericht der GRS zur Abschätzung der im Endlager für hochradioaktive Abfälle durch den Alphazerfall produzierten Menge Helium (PDF, 651 KB), 651 KB
Die Bürgerinitiative Lüchow Dannenberg hat bei den „Tagen der Standortauswahl“ die Frage gestellt, ob die Heliumbildung in einem Endlager bei den Sicherheitsuntersuchungen schon ausreichend berücksichtigt wird und hat der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) dazu auch eine Reihe von Unterlagen zur Verfügung gestellt. Die BGE hat das Thema aufgegriffen und eine erste Abschätzung des Themas bei der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) Braunschweig in Auftrag gegeben. Das Ergebnis der Expertise finden Sie hier.

Stand: 10. Februar 2020
Antwort der BGE auf eine UIG-Anfrage zu den Forschungsaktivitäten der BGE in der Standortauswahl (PDF, 4,3 MB), 4 MB
Die Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) hat mit diesem Schreiben eine Anfrage nach dem Umweltinformationsgesetz (UIG) zur den Forschungsaktivitäten der BGE in der Standortauswahl für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle beantwortet. Die beiden Anlagen geben einen Überblick über die verschiedenen Forschungskooperationen und die einzelnen Forschungsprojekte.

Stand: 5. August 2020
Antwort der BGE auf eine UIG-Anfrage zu den Forschungsaktivitäten der BGE in der Standortauswahl - Anlage 2 (PDF, 1,71 MB)), 2 MB
Schreiben des BASE zur Methodik der BGE zur Ermittlung der Teilgebiete

Stand: 5. August 2020

Publikationen im Auftrag der BGE

Eigenschaften und Potential stratiformer Salz-Formationen für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle (PDF, 21 MB), 21 MB
Bericht des Instituts für Gebirgsmechanik GmbH (IfG) zu Eigenschaften und Potential stratiformer Salz-Formationen für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle.

Stand: 31. Januar 2022
Vulkanische Gefährdung in Deutschland (PDF, 50 MB), 50 MB
Bewertung möglicher vulkanischer Aktivitäten der nächsten 1 Million Jahre in Deutschland inklusive Festlegung der Gebiete mit einer Eintrittswahrscheinlichkeit in diesem Zeitraum. (Prof. Dr. Ulrich Schreiber, Prof. Dr. Gerhard Jentzsch)

Stand: 29. März 2021

Frühere Forschungsagenden und -roadmaps

Roadmap zur Forschungsagenda Juli 2023 (PDF), 649 KB

Stand: Juli 2023
Roadmap zur Forschungsagenda 2022 (PDF, nicht barrierefrei), 588 KB

Stand: Juni 2022
Roadmap zur Forschungsagenda 2021 (PDF, nicht barrierefrei), 2 MB

Stand: August 2021
Standortauswahl - Forschungsagenda 2020 (PDF), 308 KB

Die Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) legt hiermit ihre Forschungsagenda 2020 vor. Sie ist das Ergebnis eines Forschungsworkshops 2019 sowie der „Tage der Standortauswahl“ 2019 und der daraus folgenden Diskussionen im Bereich Standortauswahl der BGE.

Stand: Juni 2020
Roadmap zur Forschungsagenda 2020 (PDF), 472 KB

Stand: 5. August 2020

Forschung und Entwicklung

Forschungsfelder

Forschungskooperationen und -projekte des Bereichs Standortauswahl der BGE

Beteiligungen der BGE für den Bereich Standortauswahl an internationalen Kooperationen

IGD-TP (Implementing Geological Disposal of radioactive waste Technology Platform)

DECOVALEX (Development of Coupled models and their Validation against Experiments)

Clubs der OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) NEA (Nuclear Energy Agency)

CatchNet (Catchment transport and Cryo-hydrology Network)

Felslabor Mont Terri (Schweiz)

Felslabor Grimsel (Schweiz)

Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies (Schweiz)

Horonobe International Project (HIP) im Untertagelabor Horonobe, Japan

Aktuell laufende FuE-Aktivitäten des Bereichs Standortauswahl

Volumenänderung durch Tau-/Gefrierprozesse im Kontext der Endlagersicherheit (VOLUME)

Parameter der Freisetzung, Sorption und Löslichkeit (PARFREI)

Entwicklung von Endlagerbehälterkonzepten für die geologische Tiefenlagerung von hochradioaktiven Abfällen in Tongestein (ELBTon)

Bestimmung eines vereinfachten Nuklidschemas für die Durchführung der repräsentativen vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen (RN-Schema)

Endlagerung hochradioaktiver sowie schwach- und mittelradioaktiver Abfälle am gemeinsamen Standort (AbStand)

Geothermielabor im Bergwerk (GeoLaB)

Thermische Grundlagendaten für die Bewertung des Temperaturfeldes sedimentärer Teilgebiete im Standortauswahlverfahren (ThermoBase)

Enhancement of Bentonite Models for High Temperature Ranges up to 200°C (BENTEREST)

Entwicklung geophysikalischer Messverfahren und Methodenkombinationen zur Erstellung hochauflösender übertägiger Erkundungsprogramme (GeoMetEr)

Entwicklung von Endlagerbehälterkonzepten für die geologische Tiefenlagerung von hochradioaktiven Abfällen in kristallinem Wirtsgestein (ELBRock)

Dynamische Modellierung subglazialer Schmelzwassererosion in vergangenen und zukünftigen Vergletscherungen (QUASI)

Weiterentwicklung geomechanisch-numerischer Modellierungen zur Charakterisierung des tektonischen Spannungszustandes für die Endlagerung radioaktiver Abfälle in Deutschland (SpannEnD 2.0)

Ungewissheiten und Robustheit mit Blick auf die Sicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle (URS)

Gefüge, Textur- und Anisotropie-Messungen von potenziell für die Endlagerung geeigneten Graniten zur Charakterisierung möglicher Fluidwegsamkeiten (GAME)

Auswirkungen von Subrosion auf die Barrierewirkung des ewG und des Deckgebirges eines potentiellen Endlagerstandorts für hochradioaktive Abfälle (Subrosion-ewG)

Quantifizierung und Prognose von Erosionsprozessen in Deutschland

Synthese-Plattform für Sicherheitsuntersuchungen im Standortauswahlverfahren (OpenWorkFlow)

Einfluss der thermischen Reife auf die gekoppelten hydromechanischen Eigenschaften niedrig-durchlässiger Tonsteine – Feld & Laborskala (MATURITY)

Erforschung der Auswirkungen bergbaulicher Aktivitäten in großen Tiefen auf die Integrität von Kristallingestein im Kontext der Endlagerung hochradioaktiver Abfälle (PRECODE)

Fortführung und Weiterentwicklung der thermodynamischen Referenzdatenbasis (THEREDA)

Implementierung und Weiterentwicklung von Stoffmodellen zur Simulation THM-gekoppelter Prozesse im Rahmen sicherheitsanalytischer Untersuchungen im Tongestein und Bentonit (PIONIER)

Zusammenstellung und Bewertung von geophysikalischen Methoden zur übertägigen Erkundung (ZuBeMErk)

Zusammenstellung und Bewertung von geowissenschaftlichen Methoden und Programmen für die übertägige Standorterkundung (GeoMePS)

Numerische Modellierung für Sicherheitsbetrachtungen von Endlagersystemen: „Methodische Vorgehensweisen und Stand der Praxis“

Abgeschlossene FuE-Aktivitäten des Bereichs Standortauswahl

Auswirkungen von zyklischen Vergletscherungen auf Salzstrukturen als ein potentieller Endlagerstandort für hochradioaktive Abfälle

Neotektonische Aktivität in Mittel- und Süddeutschland

Atlas der Mineralogischen und Petrophysikalischen Eigenschaften Deutscher Kristalliner Wirtsgesteine (AMPEDEK)

Entwicklung einer Prognosemethode zum Internbau von Salzstrukturen

EURAD (European Joint Programme on Radioactive Waste Management, Laufzeit Juni 2019 - Mai 2024)

Thermische Integrität von Ton und Tonsteinen – Experiment und gekoppelte THMC-Simulationen (THMC-Sim)

Berücksichtigung subglazialer Erosionsprozesse bei Auswahl eines Standortes für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle (Suchtiefe)

Michigan International Copper Analogue Project (MICA)

Berechnung des teufenabhängigen Flächenbedarfs für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle

Ausschlusskriterien "seismische Aktivität", "aktive Störungszonen" und "Grundwasseralter"

Vulkanische Gefährdung in Deutschland

Grundlagenentwicklung für repräsentative vorläufige Sicherheitsuntersuchungen und zur sicherheitsgerichteten Abwägung von Teilgebieten mit besonders günstigen geologischen Voraussetzungen für die sichere Endlagerung hochradioaktiver Abfälle (RESUS I)

Vertiefung der methodischen Vorgehensweise zum Integritätsnachweis für Endlagerbehälter im Zusammenwirken mit den geotechnischen Barrieren (RESUS-Erweiterung)

Prognose Vulkanismus

Prognose Hebungen

Konzept zur generellen Vorgehensweise zur Anwendung geowissenschaftlicher Abwägungskriterien

Weitere Dokumente zu FuE-Aktivitäten der BGE

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