3D-Druck hilft bei Langzeit-Simulation von Endlagerung von radioaktiven Abfall

Forscher des Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben eine neue Methode zur Simulation der Langzeit-Migration von Radionukliden in großräumigen Frakturgesteinen entwickelt. Tiefengeologische Endlagerung ist eine sichere Methode für die Langzeitlagerung hochradioaktiver Abfälle. Jedoch besteht das Risiko von Lecks und Freisetzung von Radionukliden in die umgebende Frakturgesteine.

Bisher war es fast unmöglich, solche Langzeit-Transportprozesse im Feld zu beobachten. Nun haben die Forscher eine Beschleunigungs-Schwerkraft-Methode mit Geotechnik-Zentrifugenmodellen entwickelt. Damit können Transportprozesse in kleinräumigen Frakturgesteinen simuliert werden.

Herausfordernd war es, Frakturmodelle mit komplexer Struktur und niedriger Permeabilität zu erschaffen, die natürlichen Bedingungen nahekommen. Hier half 3D-Drucktechnologie. Es wurden Frakturmodelle mit einstellbarer Permeabilität kreiert.

Mit diesen 3D-Modellen führten die Wissenschaftler Normal-Schwerkraft und N-fach Schwerkraft Experimente durch. So konnten sie die Langzeit-Barrierewirkung von niedrig-permeablen Frakturgesteinen bewerten.

Laut den Forschern ist dies ein Durchbruch für die Tiefenlagerung radioaktiver Abfälle. Die Methode hilft, die Eignung der Endlager über lange Zeiträume zu prüfen.

Mehr dazu findet man im Paper “Hyper-gravity experiment of solute transport in fractured rock and evaluation method for long-term barrier performance”.