Am 25. April 2017 sind die Betreiberaufgaben für die Schachtanlage Asse, das Endlager Konrad und Morsleben auf die Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) übertragen worden. Diese Seite des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) wird daher nicht mehr aktualisiert und zeigt den Stand vom 24. April 2017. Aktuelle Informationen erhalten Sie bei der BGE: www.bge.de

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Großversuch vertikales Dichtelement

Zweck des Großversuchs

Schachtverschluss Prinzipskizze SchachtverschlussPrinzipskizze der Schachtverschlusssysteme

Das Konzept zur Stilllegung des Endlagers beinhaltet je drei vertikale Dichtelemente zur langzeitstabilen Abdichtung der zwei Schächte. Das oberste Dichtelement soll aus Bentonit (Ton) bestehen. In der Bergbaupraxis werden Tondichtungen zum Verschluss von Schächten seit Jahren erfolgreich realisiert. Die beiden unteren Dichtelemente sollen aus Schotter und Bitumen sowie aus Schotter und Asphalt hergestellt werden.

Kombinierte Widerlager-Dichtelemente aus Schotter und Bitumen sowie aus Schotter und Asphalt (mit Zusatzstoffen versehenes Bitumen) sind Neuentwicklungen. Bei diesen Dichtelementen übernimmt die setzungsstabile Hartgesteinsschottersäule den Lastabtrag. Das Bitumen füllt die Hohlräume im Schotter aus und übernimmt so die Dichtfunktion. Die beiden Komponenten Schotter und Bitumen haben sich als Einzelelemente bei der Verwahrung von Schächten bewährt. Die Kombination aus beiden kommt erstmalig zum Einsatz.

In dem Großversuch im Endlager Morsleben werden Erkenntnissen aus Labor- und Technikumsversuchen (Versuchsbauten im Maßstab 1:3 bis 1:5) sowie aus einem Großversuch über Tage auf die Verhältnisse vor Ort übertragen. Der Großversuch soll die Handhabbarkeit der Materialien und die Herstellbarkeit unter bergmännischen Bedingungen unter Tage belegen.

Der Großversuch wird von der Technischen Universität Bergakademie Freiberg wissenschaftlich begleitet. Die mit der Betriebsführung beauftragte Deutsche Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH (DBE) führt den Versuch im Auftrag des BfS durch.

Aktuelle Arbeiten

Herstellung des Dichtelements unter Tage

Auf dem bereits hergestellten unteren Widerlager wird als Unterbau eine circa 0,5 m mächtige verdichtete Schotterlage eingebracht, die mit Salzbeton durchsetzt wird. Darauf werden eine Dichtungsbahn und darauf ein Geovlies gelegt, eine wasserundurchlässige Textilschicht. Darüber wird eine circa 1 m mächtige Lage aus Bentokies (Gemisch aus sandigem Kies und Tonmehl) als Filterschicht verdichtet eingebaut. Diese Lage wird wiederum mit Geovlies abgedeckt. Aufgabe der Filterschicht ist es, ein Abfließen des in heißem Zustand besonders fließfähigen Bitumens zu unterbinden.

Das geplante kombinierte Demonstrationsbauwerk für ein Widerlager-Dichtelement hat eine Höhe von 6 m und besteht aus 12 Lagen verdichtetem Schotter mit einer Stärke von ca. 0,5 m, die jeweils mit 170 °C bis 190 °C heißem Asphalt vergossen werden. Das Vergießen des Bitumens erfolgt entsprechend von Vergussfiguren, die im Ergebnis des bereits vollendeten übertägigen Großversuchs festgelegt worden sind.

Das angelieferte Bitumen wird über Tage in einem Asphaltkocher erwärmt. Die erforderliche Asphaltmenge von circa 2,5 m³ zum Verfüllen einer Schotterlage steht damit zur Verfügung. Zum Transport nach unter Tage wird der Asphalt in kleine sogenannte Vergusskocher umgefüllt. Ein Vergusskocher fasst circa 0,5 m³. Der Asphalt kann im Transportgefäß elektrisch erhitzt und gerührt werden, so dass die geforderte Eingießtemperatur von ca. 170° bis 190 °C sicher eingehalten wird.

Instrumentierung

Vor dem Schottereinbau werden am Stoß des Gesenks zwei Messketten mit jeweils circa 20 Temperatursensoren verlegt. Zusätzlich werden acht Drucksensoren oberhalb der Filterschicht aus Bentokies auf dem Geovlies unmittelbar unter dem Dichtelement installiert. Während des Baus des Dichtelements werden in einer Höhe von 2, 4 und 6 Meter je neun weitere Temperatursensoren im Schotterbett verlegt.

Die Sensoren messen die Verteilung der Temperatur und ihre zeitliche Veränderung im Innern der bitumenverfüllten Schotterlagen sowie am Stoß des Gebirges. Des Weiteren messen kombinierte Druck-Temperatursensoren der Druck im Tiefsten des Widerlager-Dichtelements . Der Druck soll mit dem zunehmenden Aufbau der einzelnen Vergusslagen steigen, da sich Bitumen wie eine Flüssigkeit verhält. So kann die Funktionalität des hergestellten Dichtelements belegt werden.

Abgeschlossene Arbeiten

Großversuch über Tage

Großversuch Dichtelement Großversuch DichtelementGroßversuch über Tage für ein vertikales Dichtelement

Um die in den Planungen angesetzten Materialeigenschaften und die Funktionalität der kombinierten Widerlager-Dichtelemente aus Schotter und Bitumen bzw. Asphalt zu belegen, sind verschiedene Versuche durchgeführt worden. In einem übertägigen Großversuch hat das BfS im Jahr 2013 das Eingießen des Bitumens in Schotterlagen erprobt. Auf der Basis von Daten aus der messtechnischen Überwachung wurden die einzelnen Eingießversuche analysiert und deren Erfolg bewertet. So konnten wichtige Erfahrungen für den Großversuch unter Tage gewonnen werden.

Vorbereitung des Großversuchs unter Tage

Die Baustelleneinrichtung beinhaltete unter anderem folgende Tätigkeiten:

  • die Beseitigung von vorhandenen Einbauten im IB-Gesenk,
  • die Installation der zur Herstellung des Bauwerks erforderlichen Winden für Personen- und Materialtransporte,
  • die Einrichtungen zur Sonderbewetterung des Arbeitsbereichs,
  • die markscheiderische Vermessung des Gesenks und die Markierung der Höhen für die herzustellenden Schotterlagen.

Bau des unteren Widerlagers für den Großversuch unter Tage

Das IB-Gesenk hat einen annähernd gleichmäßigen quadratischen Querschnitt mit einer Fläche von circa 11,6 m². Damit ist das IB-Gesenk hinreichend maßstäblich dafür geeignet, nachzuweisen, dass die Herstellung eines Schotter-Bitumen-Dichtelements in einem Bergwerktechnisch machbar ist.

Das untere Widerlager besteht aus Schotter, der in Lagen geschüttet und verdichtet wurde. Die Lagestabilität des Schotters wurde bei dem natürlichen Böschungswinkel von circa 40° erreicht.

Stand: 04.10.2016

Übergang der Betreiberaufgaben

Am 25. April 2017 sind die Betreiberaufgaben für die Schachtanlage Asse, das Endlager Konrad und das Endlager Morsleben auf die Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) übertragen worden. Die Verantwortung für die Projekte lag vorher beim Bundesamt für Strahlenschutz (BfS). Die Weichen für den Betreiberwechsel stellte das "Gesetz zur Neuordnung der Organisationsstruktur im Bereich der Endlagerung", das am 30. Juli 2016 in Kraft trat. Das BfS konzentriert sich auf die staatlichen Aufgaben des Strahlenschutzes, etwa im Bereich des nuklearen Notfallschutzes, der medizinischen Forschung, des Mobilfunks, des UV-Schutzes oder der Messnetze für Radioaktivität in der Umwelt.

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