Endlagerauslegung und -optimierung, Bericht zum ... - PTKA - KIT

Im Folgenden werden die wesentlichen Unterschiede in den Modellannahmen beschrieben,
die im Projekt DIREGT gegenüber denen der VSG bestehen. Am Ende des
Kapitels werden die Ergebnisse kurz behandelt.
Die Abweichungen bestehen in der Behälterleistung, der Modellierung des mechanischen
Verhaltens des Wirtsgesteins, der Wärmeleitfähigkeit des Salzgrus zu Beginn
seiner Kompaktion, der Spaltweite zwischen Behälter und Bohrlochwandung sowie der
Abbildung der Wärmequelle im numerischen Modell.
Die verwendete Behälterleistung im Projekt DIREGT liegt in dem für thermische Auslegungen
wesentlichen Zeitraum der ersten 100 Jahre höher als diejenige, die sich mit
den entsprechenden Brennelementen der VSG ergibt. Der Faktor beträgt 1,17 zum
Zeitpunkt von 10 Jahren nach Reaktorentnahme und fällt ab auf 1,02 zum Zeitpunkt
von 100 Jahren. Bei ansonsten unveränderter Konfiguration führt eine geringere thermische
Leistung zu einer geringeren Erwärmung des Gebirges.
Das mechanische Verhalten des Wirtsgesteins wird mit dem Stoffansatz BGRa unter
Verwendung der Kriechklasse 5 beschrieben. Mit der Wahl der Kriechklasse 5 wird das
Kriechvermögen des Wirtsgesteins in DIREGT grundsätzlich um eine Kriechklasse geringer
angesetzt, als es dem Hauptsalz z2HS1 und z2HS2 entspricht. Mit der Verwendung
des Stoffansatzes BGR a an Stelle von BGR EB wird darüber hinaus der Temperatureinfluss
auf die Kriechfähigkeit bei moderaten und höheren Temperaturen deutlich
geringer bewertet, vgl. Kapitel 2.6. Die Folge einer höheren Kriechfähigkeit des Steinsalzes
ist eine höhere Konvergenz der Strecke und so eine schnellere Kompaktion des
Salzgrusversatzes in der Strecke. Eine schnellere Kompaktion des Salzgrusversatzes
begünstigt die Wärmeableitung vom Behälter in das Gebirge.
Für die Wärmeleitfähigkeit des Salzgrusversatzes wird für die lockere Anfangsschüttung
in DIREGT ein konstanter Minimalwert von 0,8 W/(m⋅K) angesetzt. Dem steht in
der VSG ein mit der Temperatur zunehmender Wert im Wertebereich von [0,81; 1,06]
gegenüber. Die höhere Wärmeleitfähigkeit begünstigt wie beim vorangegangenen Aspekt
die Wärmeableitung vom Behälter in das Gebirge.
Das Projekt DIREGT geht von einer exzentrischen Position des Behälters im Bohrloch
mit einer Spaltweite zwischen 30 mm und 100 mm aus, die mittlere Spaltweite beträgt
damit 65 mm. In der Variante B2 weist der Spalt eine Weite von konstant 50 mm aus.
Es kann gezeigt werden, dass eine exzentrische Positionierung gegenüber einer zent-
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