Technisches Forum Entsorgungsnachweis

Frage 20: Hydraulische Verbindung von diversen Lithologien

Hydrogeologie (I):

Innerhalb der Rahmengesteine existieren verschiedene Sedimente, welche – zumindest lokal – als kleinere Aquifere in Erscheinung treten. So haben Wedelsandstein und Stubensandstein, die im Zürcher Weinland nicht markant durchlässig sind, im süddeutschen Raum Aquifercharakter.

Ist es ausgeschlossen, dass zum Beispiel die Formationen Schilfsandstein, Gansinger Dolomit, Stubensandstein mit ihrer lithologischen Variabilität mit einander hydraulisch in Verbindung stehen?

Wie wird die Relevanz solcher „kleinen Aquifere“ bezüglich der Ausbreitung von Radionukliden bewertet? Worauf basiert diese Bewertung?

Thema Bereich
Eingegangen am 23. Dezember 2005 Fragende Instanz Vertreter des Kantons Schaffhausen
Status beantwortet
Beantwortet am 23. Dezember 2005 Beantwortet von

Beantwortet von Nagra

In den oberen Rahmengesteinen enthalten die Wedelsandstein-Formation – ausserhalb des Zürcher Weinlands auch die Murchisonae- Schichten und die Dogger-Beta-Sandsteine potenziell wasserführende Schichten. Alle Untersuchungen der Nagra und der Erdölindustrie haben aber gezeigt, dass ihre Durchlässigkeit gegenüber dem Opalinuston zwar etwas erhöht, wegen des hohen Tonanteils und beschränkter hydraulischer Verbundenheit der Sandsteinkörper aber immer noch sehr gering ist. Bis heute ist es niemandem gelungen, in einer Tiefbohrung im Gebiet zwischen Aare und Bodensee eine Wasser- oder Gasprobe aus den oberen Rahmengesteinen zu entnehmen; dies ist ein klarer Hinweis auf ihre geringe Durchlässigkeit (s. NTB 02-03, Kap.3.6.7 und Fig. 3.6-4).

In den unteren Rahmengesteinen sind die in Frage 20 erwähnten wasserführenden oder potenziell wasserführenden Formationen des Keupers unter dem in der Literatur verwendeten Begriff ‚Sandsteinkeuper’ als hydrogeologische Einheit zusammengefasst (NTB 02-03, Kap. 3.6.9 und 4.6.1). Damit wird angedeutet, dass diese Formationen ein komplexes hydrogeologisches System mit stratigraphisch oder strukturell bedingten potenziellen hydraulischen Verbindungen bildet. Die hydrochemischen Befunde (Kap. 3.7.4 und 4.7.1) weisen aber darauf hin, dass die Verweilzeit der Tiefengrundwässer im Sandsteinkeuper bedeutend länger ist als diejenige der während der letzten Eiszeit versickerten Muschelkalk- Wässer, ein unabhängiges Indiz, dass die laterale hydraulische Verbundenheit und die hydraulische Durchlässigkeit doch recht limitiert sind.

Bei der Betrachtung der Langzeitsicherheit haben die Rahmengesteine nur die Funktion einer nicht zwingend notwendigen Zusatzbarriere (zusätzlicher Bonus, ohne den die Sicherheit auch gewährleistet ist). Im Referenzfall der Sicherheitsanalyse wird vom konservativen, rein hypothetischen Fall ausgegangen, dass Radionuklide, welche die Ober- oder Untergrenze des Opalinustons nach diffusivem Transport überschreiten, instantan (d.h. ohne weitere Rückhaltung) in einen regionalen Aquifer, respektive in die Biosphäre gelangen. Trotz diesen extrem konservativen Annahmen wird das gesetzliche Schutzziel im Referenzfall um Grössenordnungen unterschritten (NTB 02- 05, Kap. 7.4.10, vgl. auch Figuren 6.5-1 und 6.5-2 in NTB 02-03). Berücksichtigt man einen zusätzlichen Transport in den potenziell durchlässigeren Zonen der Rahmengesteine vom Tiefenlager bis zur nächstgelegenen möglichen Exfiltrationenszone (NTB 02-03, Fig. 6.5- 1a), so ergibt sich eine weitere Reduktion der summierten Maximaldosis um mehr als eine Grössenordnung (NTB 02-05, Kap. 7.4.7) und einer Verzögerung des Zeitpunkts der Maximaldosis von 1 Million Jahre (Referenzfall) auf 7 Millionen Jahre.

In der Sicherheitsanalyse wurde auch der Fall einer Trinkwasserentnahme aus dem Malm- Aquifer in einer Bohrung unmittelbar über dem Tiefenlager analysiert, obwohl dort heute nur salzhaltige, nicht trinkbare Tiefengrundwässer vorhanden sind (NTB 02-05, Kap. 7.6.3). Dieser Fall ergibt eine niedrigere Maximaldosis als im Referenzfall, weil im Referenzfall in der Biosphäre eine Akkumulation von Radionukliden in Pflanzen, resp. in der Nahrungskette berücksichtigt wird, die im Fall der direkten Tiefenwasserentnahme entfällt.

In all diesen Fällen ist die mögliche zusätzlich Dosis aus einem Tiefenlager 5’000 bis 100’000 mal kleiner als die heutige durchschnittliche Strahlenbelastung oder 500 bis 1000 mal kleiner als der Grenzwert des Schutzziels.