Das HAW-Projekt

European Commission Directorate-General For The Information Society And Media Directorate-General For Research And Innovation

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Extrait

Kommission der Europäischen Gemeinschaften
PC^BOSJ
kernte ia*
Das HAW-Projekt
Demonstrationseinlagerung hochradioaktiver
Abfälle im Salzbergwerk Asse Kommission der Europäischen Gemeinschaften
kernforschung und
-technologie
Das HAW-Projekt
Demonstrationseinlagerung hochradioaktiver
Abfälle im Salzbergwerk Asse
Gemeinsamer Bericht von
Gesellschaft für Strahlen- und Stichting Energieonderzoek
Umweltforschung mbH München (GSF)
Centrum Nederland (ECN)
Institut für Tieflagerung
Theodor-Heuss-Straße 4
Westerduinweg 3
D-3300 Braunschweig
NL-1755ZGPetten
Vorhabensleitung
T. Rothfuchs K. Duijves
Projektkoordination
R. Stippler
Zwischenbericht 1985-1987
Diese Arbeiten wurden unter Vertrag Nr. FI-1 W-0003-D(B) im Rahmen des Forschungsprogramms der
Europäischen Atomgemeinschaft über die Bewirtschaftung und Lagerung radioaktiver Abfälle durchgeführt.
:-i i:'i. PAR;
Generaldirektion
Wissenschaft, Forschung und Entwicklung
i i. C. L
1988 CIVEURU 875 DE/EN Veröffentlicht durch
KOMMISSION DER EUROPÄISCHEN GEMEINSCHAFTEN
Generaldirektion
Telekommunikation, Informationsindustrien und Innovation
L-2920 LUXEMBOURG
HINWEIS
Weder die Kommission der Europäischen Gemeinschaften noch Personen, die im Namen dieser
Kommission handeln, sind für die etwaige Verwendung der nachstehenden Informationen
verantwortlich
Bibliographische Daten befinden sich am Ende der Veröffentlichung
Luxemburg: Amt für amtliche Veröffentlichungen der Europäischen Gemeinschaften, 1989
ISBN 92-825-9066-6 Katalognummer: CD-NA-11875-2C-C
© EGKS-EWG-EAG, Brüssel • Luxemburg, 1989
Printed in Belgium INHALT
Seite
SUMMARY .VII
1. EINLEITUNG 1
2. VERSUCHSZIELE UND GRUNDLAGEN DER VERSUCHSAUSLEGUNG 4
2.1 Ziele 4
2.2 Grundlagen der Versuchsauslegung 7
2.2.1 Versuchsfeld 11
2.2.2 Einlagerungsbohrlöcher4
3. PROJEKTABWICKLUNG6
4. FORSCHUNGS UND ENTWICKLUNGSARBEITEN - GSF/IfT 2
4.1 Geologie, Mineralogie und Geochemie des Versuchsfeldes 2
4.1.1 Lage und Geologie (Stratigraphie und Tektonik)
des Versuchsfeldes 22
4.1.2 Mineralogie des Versuchsfeldes5
4.1.2.1 Mineralogische Untersuchung und Wasser­
gehaltsbestimmungen an der Untersuchungs­
bohrung 1
4.1.2.2 Mineralogische Untersuchung der Strecken
und Einlagerungsbohrungen 27
4.1.3 Geochemische Untersuchungen im Versuchsfeld 35
4.2 Modellrechnungen zum thermomechanischen Verhalten
des Versuchsfeldes 36
4.2.1 Auslegungsrechnungen
4.2.2 Rechnungen an einem erweiterten Modell 42
4.2.2.1 Berechnung des Temperaturfeldes
4.2.2.2g der Spannungs- und
Verschiebungsfelder 48
4.3 Transport- und Handhabungssystem für die Versuchsquellen 61
4.3.1 Transportbehälter Asse TBI 7
4.3.2 Greifer 82
4.3.3 Sammeltransportbehälterund Umladestation 84
4.3.4 Streckentransportfahrzeug7
-III-Seite
4.3.5 Einlagerungsmaschine 90
4.3.6 Bohrlochschieber2
4.4 In situ-Untersuchungen4
4.4.1 Gasfrei Setzung5
4.4.2 Thermometamorphe Veränderung der Salze 10
4.4.3 Gebirgsspannungen 10
4.4.3.1 Stand der Instrumentierung
4.4.3.2 Bisherige Meßergebnisse3
4.4.4 Gebirgsdeformationen 111
4.4.4.1 Ablauf der Instrumentierung 114
4.4.4.2 Bisherige Meßergebnisse 12
4.4.5 Seismizität 14
4.4.6 Messungen der Gammadosis7
4.5 Begleitendes Laborprogramm9
4.5.1 Mineralogisch-geochemische Untersuchungen
des Salzgebirges 150
4.5.2 Gasfreisetzungen1
4.5.3 Radiolysegasentwicklung infolge Gamma-Bestrahlung 155
4.5.4 Aktivierung des Steinsalzes infolge von
Neutronenbestrahlung 166
4.5.5 Bildung von kolloidalem Natrium im Salzgestein
infolge von Gamma-Bestrahlung9
4.5.6 Porosität und Permeabilitätsmessungen 170
5. RESEARCH AND DEVELOPMENT PROGRAMME - ECN 171
5.0 Summary of the progress in the period 1985 - 1987 172
5.1 Thermo-mechanical analyses4
5.1.1 Aim of the work 175
5.1.2 Scheduled activities6
5.1.3 Status of the work
5.1.4 Summary and conclusion 190
5.2 Instrumentation and engineering1
5.2.1 The canister guiding system
-IV-Seite
5.2.2 The gap monitoring system 196
5.2.3 Heaters 203
5.2.4 Special instrumentation borehole Al 204
5.3 Data collection system 211
5.4 Ultrasonic measurement techniques for crack detection 21
5.4.1 Introduction
5.4.2 Measurement technique5
5.4.3 Progress of the project
5.4.4 Data reduction and transmission 217
5.4.5 Observation of the pillar and the wall
5.4.6n of the floor
5.5 Irradiation effects on rocksalt 220
5.6 References 221
ZUSAMMENFASSUNG UND ZEITPLAN4
LITERATUR6
-V-VORWORT
Der vorliegende Zwischenbericht zum HAW-Projekt gibt einen Überblick über
die Aktivitäten der Projektphase 2, deren Laufzeit im wesentlichen die
Jahre 1985 bis 1987 überdeckt. Diese Phase des Vorhabens beinhaltete die
Beendigung der notwendigen Entwicklungsarbeiten, die Beschaffung aller
Versuchskomponenten sowie den Aufbau des in-situ-Versuches. Einige Rest­
arbeiten zum Aufbau des Versuches werden noch im Jahre 1988 durchgeführt
werden, bevor gegen Ende 1988 mit der Einlagerung der HAW-Kokillen begon­
nen werden kann. Die Einlagerungsdauer wird zunächst mit ca. 5 Jahren an­
gesetzt und endet mit der Rückholung der Kokillen und deren Abtransport
in ein Zwischenlager.
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Forschung und Technologie
(BMFT) unter den Förderkennzeichen KWA 8506-0 und KWA 8507-1 und von der
Kommission der Europäischen Gemeinschaft unter der Vertragsnummer
FI-lW-003-D(B) gefördert. Es wird durchgeführt in enger Kooperation mit
dem* Energieuntersuchungszentrum der Niederlande (Stichting Energieonder-
zoek Zentrum Nederland - ECN). Darüber hinaus ist auch eine Beteiligung
der französischen Agence Nationale Pour la Gestion des Dechets Radioac-
tifs (ANDRA) an der Durchführung des in-situ-Versuches geplant.
-vi-SUMMARY
OBJECTIVES AND SCOPE
Since 1968 the GSF has been carrying out research and development programs
for the final disposal of high-level radioactive waste (HAW) in salt forma­
tions. The heat producing waste has been simulated so far by means of elec­
trical heaters and also cobalt-60-sources. In order to improve the final
concept for HAW disposal in salt formations the complete technical system of
an underground repository is to be tested in a one-to-one scale test facili­
ty.
To satisfy the test objectives thirty high radioactive canisters containing
the radionuclides Cs-137 and Sr-90 will be emplaced in six boreholes located
in two test galleries (Figure 2-2) at the 800 m-level in the Asse salt mine.
The duration of testing will be approximately five years.
For the handling of the radioactive canisters and their emplacement into the
boreholes a system consisting of transportation casks, transportation ve­
hicle, disposal machine, and borehole slider will be developed and tested.
The actual scientific investigation program is based on the estimation and
observation of the interaction between the radioactive canisters and the
rock salt. This program includes measurement of thermally and radiolytical ly
induced water and gas release from the rock salt and thel decom­
position of salt minerals. Also the thermally induced stress and deformation
fields in the surrounding rock mass will be investigated carefully.
The project is funded by the BMFT and the CEC and carried out in close co­
operation with the Netherlands Energy Research Foundation (ECN).
-VII-PROGRESS OF WORK AND OBTAINED RESULTS
The test disposal of HAW canisters in the Asse salt mine will be performed
with a view to the planning, design and licensing procedure for a national
repository in the FRG. Until 1987 most emphasis has been given to the con­
struction of the technical components and the installation of the geotech-
nical instrumentation in the underground test field. The present schedule of
the project foresees the emplacement of the radioactive canisters in late
1988. Therefore, in situ results from the interaction between the HAW
canisters and the rock salt are not available at this time.
1. Elaboration of the test plan
The test plan was prepared in 1984/1985 and the final version was issued in
December 1985. It contains a detailed description of the scope, issues, and
objectives and also of the test program.
All *the technical papers for the canister handling system, including the
design calculations, were submitted to the responsible licensing authority
(Bergamt Goslar) or its consultant (TÜV Hannover).
2. Development and procurement of the technical components
The design of the system (Figure 4-29) for handling and emplacement of the
radioactive canisters was completed in 1985. The construction of the compo­
nents proceeded very well so that the equipment will be available in spring
1988.
The Asse internal transportation cask Asse TBI, which needs a type B(U) cer­
tification by the Ph