Verbundprojekt Stoffgesetzvergleich Steinsalz

Vergleich aktueller Stoffgesetze und Vorgehensweisen anhand von Modellberechnungen zum thermo-mechanischen Verhalten und zur Verheilung von Steinsalz

Problemstellung

Die Endlagerung von wärmeentwickelnden, radioaktiven Stoffen in Steinsalz erfordert Aussagen sowohl zur Standsicherheit des Endlagers in der Betriebsphase als auch zur langfristigen Funktionsfähigkeit der geologischen Barriere. Die notwendigen Nachweise können durch Simulationsrechnungen erbracht werden. Dabei kommen Stoffmodelle zum Einsatz, die das thermisch-mechanische Verhalten von Steinsalz möglichst umfassend abbilden können.

Die bei der Auffahrung von Hohlräumen im Steinsalz entstandenen Schädigungen (EDZ: excavation damaged zone / ALZ: Auflockerungszone) können sich bei geeigneten, möglichst isotropen Spannungszuständen zurückbilden bzw. verheilen. Dieses Verhalten soll auch durch Stoffmodelle für Steinsalz beschrieben werden.

Zielvorstellung

In diesem Projekt wird die Leistungsfähigkeit der bisher von den Projektpartnern verwendeten Stoffmodelle überprüft und weiterentwickelt. Da in einem Endlager für wärmeentwickelnde Stoffe konzeptbedingt mit Temperaturen von bis zu 200°C gerechnet werden muss, ist es erforderlich, dass die Stoffmodelle auch in thermisch-mechanisch gekoppelten Berechnungen die Spannungs-, Verformungs-, Dilatanz-, und Schädigungsentwicklung von Steinsalz zutreffend beschreiben. Auch die Verheilung der ALZ muss durch die Stoffmodelle erfasst und abgebildet werden, da hiermit Aussagen zur langfristigen Funktionsfähigkeit der geologischen Barriere getroffen werden können.

Zu diesem Zweck werden vergleichende Berechnungen der verschiedenen Ansätze durchgeführt. Mit 3D-Benchmark-Modellberechnungen von Laborversuchen und in-situ Strukturen kann die Leistungsfähigkeit der einzelnen Ansätze bewertet werden.