a)

Wie wird bautechnisch sichergestellt, dass die Hohlräume und Zuwege wirklich vollständig verfüllt werden, so dass durch Schrumpfungs- und Setzungserscheinungen keine Zwischenräume auftreten?

Antwort HSK:

Bei der Verfüllung und dem Verschluss des Lagers ist zu unterscheiden zwischen den eigentlichen Lagerstollen und den übrigen Tunnel- und Schachtbauwerken (Zuwege).

Die BE/HAA-Lagerstollen werden nach dem Einbringen der Abfälle vollständig mit trockenem, vorkompaktiertem Bentonit verfüllt und versiegelt. Durch die Quellbarkeit des Bentonits und die Konvergenz des Gebirges schliessen sich nach Aufsättigung der Stollenverfüllung allenfalls noch vorhandene Hohlräume.

In den übrigen Tunnel- und Schachtbauten erfolgt der Verschluss einerseits durch das Einbringen der Siegelelementen (kompaktierter Bentonit) an ausgewählten Schlüsselstellen des Lagers und andererseits durch das Verfüllen der Zuwege mittels unterschiedlicher Verfüllmaterialen (siehe NTB 02-02, Kapitel 8) Vorgesehen sind u.a. Opalinuston- Ausbruchmaterial, Bentonit/Quarzsand- Mischungen, Fliessbeton oder Zementmörtel. Sollten durch Schrumpfungs- und Setzungserscheinungen im Verfüllmaterial Hohlräume zwischen der Verfüllung und dem Ausbruchsrand entstehen, werden diese im Bereich des Opalinuston und der tonig-mergeligen Rahmengesteine durch deren plastische Verformung oder durch Quellung des Bentonites wieder geschlossen. Eine nicht vollständige Verfüllung der Zuwege (Tunnel und Schächte) zwischen den Schlüsselzonen ist für die Langzeitsicherheit des Lagers nur bedingt von Belang – der Wasserfluss entlang der Tunnel und Schächte wird durch die Siegelelemente in den Schlüsselzonen genügend begrenzt (siehe unabhängige Berechnungen der HSK, HSKGutachten Seite 54, Tabelle 2.4-3 bzw. HSKExpertenbericht Fidelibus & Löw 2004).

Im Felslabor Grimsel wurden in einem 1:1 Demonstrationsversuch (FEBEX-Experiment) der Quellvorgang bzw. das Abdichtungsvermögen von Bentonit unter Endlagerbedingungen (mit moderater Wärmequelle bis ~100 °C)) im Rahmen eines internationalen Forschungsprojektes untersucht. Die Ergebnisse dieses Experimentes liegen vor und bestätigen das hohe Abdichtungsvermögen des Bentonits.

b)

Teilweise ist der Einsatz von Betonverschlüssen vorgesehen. Wie wird sichergestellt, dass diese Verschlüsse sich nicht durch Alterung zersetzen und unwirksam werden?

Antwort HSK:

Das von der Nagra vorgelegte Versiegelungskonzept konzentriert sich auf die hydraulisch massgebenden Schlüsselstellen des Lagers. Die Versiegelung besteht dabei aus einem mehrschichtigen Versiegelungsbauwerk, welches sich aus einem Abdichtungselement (kompaktierter Bentonit) und aus statischen Widerlagerelementen (Betonstrecken, Bentonit/Sand/Gemische oder Schotterkies) zur Lastdruckaufnahme zusammensetzt. Das Verschluss- und Versiegelungskonzept der Nagra sieht vier verschiedene Typen von Versiegelungsbauwerken an den massgebenden Schlüsselzonen vor (V1-V4, siehe Figur 1 ).

Zwischen den Schlüsselzonen liegt die eigentliche Streckenverfüllung mit dem Einbringen von satt verfestigtem Opalinuston- Ausbruchmaterial oder anderen Verfüllmaterialien. Die Alterung von Beton hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Wirksamkeit der Schlüsselzonen, da für die Barrierenwirkung der kompaktierte, quellbare Bentonit der Siegelelemente massgebend ist.

c)

Für die Verfüllung und für Verschlüsse ist teilweise Bentonit vorgesehen, dessen Quelleigenschaft ausgenutzt werden soll. Wie verträgt sich das Einbringen von Flüssigkeit, die zum Quellen eingebracht wird, mit der Aufgabe, das Endlager möglichst trocken zu halten? Wie wird der Quelldruck so begrenzt, dass er das umgebende Gestein nicht durch Druck beschädigt?

Antwort HSK:

Für das Quellen des Bentonits wird keine Flüssigkeit in das Tiefenlager eingebracht. Vielmehr ist das Quellen eine Folge der langsamen Aufsättigung des Bentonits mit Porenwasser, das dem Bentonit aus dem Opalinuston zufliesst. Da der Wasserfluss im Opalinuston sehr gering ist, dauert die Aufsättigung des Bentonits mehrere hundert Jahre. Der Quelldruck des Bentonits ist abhängig von seiner Trockendichte. Bei der Herstellung von kompaktiertem Bentonit wird diese so gewählt, dass der Gleichgewichtsdruck zwischen dem Bentonit und dem Gebirge nach dem Quellen des Bentonites das umgebende Gestein nicht beschädigt.

Die HSK hat in ihrem Gutachten das Verfüllund Versiegelungskonzept der Nagra überprüft (Kapitel 3.5 und 4.5.3) und das vorgelegte Konzept der Nagra grundsätzlich als machbar bewertet. Nach Ansicht der HSK besteht aber erst wenig Erfahrung über die Verwendung und Beschaffenheit von hochdruckverpressten Bentonitpellets (Bentonitgranulat), wie sie von der Nagra für die Verfüllung der Lagerstollen vorgeschlagen wird. Auch sind die Eigenschaften des Bentonites bei erhöhten Temperaturen (100 – 150 °C) noch wenig geklärt. Nach Ansicht der HSK sollten deshalb die Forschungsarbeiten auf diesem Material weitergeführt werden (ein Versuch läuft bereits im Felslabor Mont Terri).