Finnland: Grundwasserchemie im Untergrund eines Tiefenlagers modellieren

Die Entsorgungsorganisation Posiva wird 2025 den Betrieb des geologischen Tiefenlagers für ausgediente Brennelemente aufnehmen, das auf der Halbinsel Olkiluoto im Südwesten Finnlands liegt. Das Tiefenlager wird im Granitgestein erstellt, das die Abfälle tief im Untergrund einschliesst. Im Gegensatz zum Schweizer Opalinuston, der äusserst geringdurchlässig ist, besitzt Granit aber Klüfte, die Wasser führen. Um das Wasser von den Abfällen langfristig fernzuhalten, schliesst Posiva die Abfälle deshalb in korrosionsbeständigere Endlagerbehälter aus Kupfer ein.

Posiva hat ein grosses Interesse daran zu erfahren, wie sich die Grundwasserchemie im Gebiet um das Tiefenlager entwickelt und erstellt seit 40 Jahren Fels- und Grundwassermodelle. Im März 2022 startete das Projekt «Reactive migration model for hydrogeochemistry» (auf dt. Reaktives Migrationsmodell für die Hydrogeochemie), das eine noch präzisere Modellierung erlauben soll. Bereits nächstes Jahr würden Berechnungen zur Entwicklung der Grundwasserchemie – als Folge geologischer und klimatischer Veränderungen – über einen Zeitraum von bis zu einer Million Jahren gemacht, kündigt Posiva an.

Modellierungen benötigen leistungsfähigen Supercomputer
«Unser Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen Wasser und Gestein sowie die mikrobiologischen Reaktionen im Wirtgestein bis weit in die Zukunft hinein zu untersuchen. Die Gesamtheit der Reaktionen von Gestein, Wasser und Mikroben im Untergrund ist sehr komplex», sagt die Chemikerin Tiina Lamminmäki von Posiva. Aufgrund der Länge der modellierten Zeitspanne und der enormen Grösse des modellierten Gebiets von etwa 70 Kubikkilometern seien eine hohe Rechenleistung und daher Supercomputer erforderlich. Welchen der leistungsfähigsten Computer weltweit Posiva nutzen wolle, stehe aber noch nicht fest.

«Soweit wir wissen, ist dies die umfangreichste Modellierung der Grundwasserchemie, die je auf der Welt durchgeführt wurde», erklärt Lasse Koskinen, Experte bei Posiva. Das Ziel des Projekts sei es, «ein besseres Verständnis der Grundwasserchemie im Untergrund des Endlagers zu erlangen», so Koskinen. «Das Projekt wird das Fachwissen von Posiva in der Forschung und Auslegung der Endlagerung ausgedienter Brennstoffe stärken», verkünden die Finnen. Mit den Erkenntnissen sollen unter anderem die technischen Sicherheitsbarrieren des Tiefenlagers optimiert und «das Gleichgewicht zwischen Langzeitsicherheit und wirtschaftlicher Nachhaltigkeit» überprüft werden, so Posiva.