Technisches Forum Sicherheit

Frage 18: Eigenschaften und Grundwasserführung in den Rahmengesteinen

Welche Qualitäten sollen die Rahmengesteine für einen möglichst sicheren Lagerstandort aufweisen (punkto Mächtigkeit, Tongehalt, Tektonisierung und Homogenität)?

Mit welchen Problemen ist zu rechnen, wenn die Rahmengesteine Aquifere bilden, das heisst wasserführend und teilweise verkarstet sind?

Thema , Bereich
Eingegangen am 18. Juni 2009 Fragende Instanz Ausschuss der Kantone
Status beantwortet
Beantwortet am 26. August 2010 Beantwortet von ,

Beantwortet von ENSI

Die Standortevaluation erfolgt gemäss den Vorgaben des Sachplans geologische Tiefenlager und den darin festgehaltenen sicherheitstechnischen Kriterien. Die Entsorgungspflichtigen hatten dabei in Etappe 1 anhand generischer Sicherheitsbetrachtungen quantitative Zielvorgaben bezüglich Mächtigkeit, laterale Ausdehnung und hydraulische Durchlässigkeit des Wirtgestein beziehungsweise des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches herzuleiten. Für die Herleitung dieser Zielvorgaben ist das in der ENSI Richtlinie G03 festgehaltenes Dosis-Schutzkriterium von 0.1 mSv/Jahr einzuhalten.

Die Rahmengesteine, das heisst die Gesteinsabfolgen, die das Wirtgestein umgeben, können entweder einschlusswirksam wie das Wirtgestein sein (man spricht dann gesamthaft vom einschlusswirksamen Gebirgsbereich) oder aber nur eine geringe oder keine Barriereneigen­schaften aufweisen (wie z.B. Aquifere, wo nur Verdünnung zum Tragen kommt). Falls das Wirtgestein direkt von Aquiferen begrenzt wird, so reduziert sich die Barrierenwirkung im Wesentlichen auf das Wirtgestein. Ein Nutzungskonflikt durch Wasserführung besteht dabei nur bedingt, da diese Aquifere a) sehr tief sind, b) das Trinkwasser aus oberflächennahen Aquiferen bezogen wird und c) das Malmwasser als Trinkwasser zu salzhaltig ist. Die bestehende verkarstete Oberfläche der Malmkalke ist heute von einer schützenden Molasseschicht überdeckt.

Die Beurteilung der Qualität von Wirtgesteinen beziehungsweise einschlusswirksamen Gebirgsbereichen geologischer Standortgebieten erfolgt gemäss den Vorgaben des Sachplans anhand der festgelegten 13 sicherheitstechnischen Kriterien. Diese Kriterien, beziehungsweise die zu beurteilenden Aspekte, sind in der Regel in ihrer sicherheitsbezogenen Wirkung miteinander verknüpft. Die Sicherheit beruht auf dem Zusammenwirken aller Eigenschaften, die jeweils durch ein Kriterium angesprochen werden. Die Qualität eines Wirtgesteins beziehungsweise des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches eines Standortgebietes lässt sich deshalb erst aufgrund der Gesamtbewertung aller 13 Kriterien ableiten. Das ENSI hat in seinem Gutachten auf die unterschiedlichen hydrogeologischen Situationen hingewiesen (Kapitel 6.2.5 und 6.3.4). Die spezielle Situation der Effinger Schichten in der Schichtabfolge des Jura-Südfuss, die praktisch keine Rahmengesteine aufweisen, ist aus der Bewertung des ENSI (Tabellen 6.4-1 und 6.4-2) nur teilweise ersichtlich, da die Bewertung dieses Standortgebiets ja sowohl den Opalinuston als auch die Effinger Schichten umfassen. Hingegen wird der Jura-Südfuss bezüglich räumlicher Platzverhältnisse und Freisetzungspfade weniger günstig als die Standortgebiete im Tafeljura und in der Vorfaltenzone bewertet.

Was die in der Frage aufgeführten Aspekte und Eigenschaften betrifft, so lässt sich festhalten, dass diese für die Langzeitsicherheit bezüglich Rückhaltung von Radionukliden zentral sind: Mächtigkeit des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches, dessen hoher Tongehalt, eine geringe Tektonisierung (das heisst Fehlen von Strukturen mit erhöhter Wasserwegsamkeit) und Homogenität sind wichtig für die Barrierenwirkung der Geosphäre. Die Homogenität erleichtert die Charakterisier- und Explorierbarkeit der Gesteine.

Beantwortet von KNS

Der Beitrag der Geologie zur Sicherheit muss primär vom Wirtgestein erbracht werden. Schlecht durchlässige Rahmengesteine können zu zusätzlichen Sicherheitsreserven führen. Aus dieser Sicht sind solche Rahmengesteine durchaus willkommen. Die Beurteilung der effektiven Dichtigkeit solcher Gesteinskörper ist aber meistens schwierig (Explorierbarkeit) und muss daher sehr vorsichtig erfolgen.

Bei einem direkten Kontakt zwischen Wirtgestein und wasserführenden Rahmengesteinen werden Diffusions- und Transportprozesse beschleunigt. Standorte, die eine solche Konfiguration aufweisen, sind sicher weniger geeignet als solche, die mehr Schutz vor Austauschprozessen bieten, im Übrigen aber vergleichbar sind. Konkret heisst dies für Rahmengesteine: möglichst undurchlässig, möglichst mächtig, möglichst wenig tektonisch beansprucht, möglichst homogen mit langsamen faziellen Wechseln, möglichst hohe Gehalte an sorbierenden Tonen und damit möglichst gut prognostizierbar.

Generell ergibt sich die Bedeutung einzelner Barrieren aus einer Sicherheitsanalyse, die alle Barrieren einbezieht.