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Prüfung von Abdichtbauwerken für Endlager auf Risse – eine Herausforderung

  • Im Jahr 2011 hat der Bundestag in Deutschland den Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen. Der angefallene Abfall wird mehr als hunderttausend Jahre eine derartig hohe Aktivität besitzen, dass er eine erhebliche Gefahr für nachfolgende Generationen darstellen kann. Dieser radioaktive Abfall soll in tiefen geologischen Formationen (z.B. Salz, Ton oder Kristallin) sicher endgelagert werden. Die Endlager werden mittels sogenannter geotechnischer Abdichtbauwerke (Schachtbzw. Streckenverschlüsse) verschlossen, wofür u.a. Zement- oder Sorel-basierte Baustoffe (Betone) in Frage kommen. Die Beschreibung des Dichtvermögens dieser Bauwerke ist unabdingbar. In der Forschungsphase werden verschiedene Werkstoffe untersucht und Methoden für die zerstörungsfreie Untersuchung der Bauwerke als Mittel der Qualitätsprüfung entwickelt. Hierbei ist der Nachweis der Rissfreiheit bzw. die Detektion möglicher Risse ein vorrangiges Thema. In den letzten Jahren konnten bereits umfangreiche Erfahrungen mit derIm Jahr 2011 hat der Bundestag in Deutschland den Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen. Der angefallene Abfall wird mehr als hunderttausend Jahre eine derartig hohe Aktivität besitzen, dass er eine erhebliche Gefahr für nachfolgende Generationen darstellen kann. Dieser radioaktive Abfall soll in tiefen geologischen Formationen (z.B. Salz, Ton oder Kristallin) sicher endgelagert werden. Die Endlager werden mittels sogenannter geotechnischer Abdichtbauwerke (Schachtbzw. Streckenverschlüsse) verschlossen, wofür u.a. Zement- oder Sorel-basierte Baustoffe (Betone) in Frage kommen. Die Beschreibung des Dichtvermögens dieser Bauwerke ist unabdingbar. In der Forschungsphase werden verschiedene Werkstoffe untersucht und Methoden für die zerstörungsfreie Untersuchung der Bauwerke als Mittel der Qualitätsprüfung entwickelt. Hierbei ist der Nachweis der Rissfreiheit bzw. die Detektion möglicher Risse ein vorrangiges Thema. In den letzten Jahren konnten bereits umfangreiche Erfahrungen mit der Untersuchung von in-situ-Versuchsobjekten in Realmaßstab gesammelt werden. Die Messungen wurden im Endlager für radioaktive Abfälle Morsleben am in-situ-Versuch “Abdichtbauwerk im Steinsalz” und in der Grube Teutschenthal am Großversuch GV2 durchgeführt. Es ist gelungen mit einem neu entwickelten Ultraschall-Messsystem Eindringtiefen bis ca. 9,0 m zu realisieren. Die Messungen mit dem Large Aperture Ultrasonic System in Kombination mit der Rekonstruktion-Methode Synthetic Aperture Focusing Technique zeigen, dass die zerstörungsfreie Prüfung von Abdichtbauwerken möglich und die Nutzung des Messsystems zur Qualitätssicherung bei der Erstellung der Verschlussbauwerke vielversprechend ist.zeige mehrzeige weniger
  • In 2011, the German Bundestag decided to phase out nuclear energy. The resulting waste will remain highly radioactive for many hundreds of thousands of years and represents a considerable danger for future generations. This radioactive waste is to be safely disposed of in deep geological formations (e.g. salt, clay or crystalline). The repositories will be sealed by means of engineered barrier systems. The impermeability of these structures is indispensable. In the current research phase, various materials are being investigated and methods for monitoring the structures are being developed. In this context, the investigation of cracks is a priority topic. In recent years, BAM has gained extensive experience in the investigation of in-situ test objects in full scale. The measurements were performed in the Morsleben repository for radioactive waste at the test structure for the in-situ experiment "Sealing structure in rock salt" and in the Teutschenthal mine at the large-scaleIn 2011, the German Bundestag decided to phase out nuclear energy. The resulting waste will remain highly radioactive for many hundreds of thousands of years and represents a considerable danger for future generations. This radioactive waste is to be safely disposed of in deep geological formations (e.g. salt, clay or crystalline). The repositories will be sealed by means of engineered barrier systems. The impermeability of these structures is indispensable. In the current research phase, various materials are being investigated and methods for monitoring the structures are being developed. In this context, the investigation of cracks is a priority topic. In recent years, BAM has gained extensive experience in the investigation of in-situ test objects in full scale. The measurements were performed in the Morsleben repository for radioactive waste at the test structure for the in-situ experiment "Sealing structure in rock salt" and in the Teutschenthal mine at the large-scale GV2 test structure. With a newly developed ultrasonic measuring system it has been possible to achieve penetration depths of up to approx. 9.0 m. Measurements with the Large Aperture Ultrasonic System in combination with the Synthetic Aperture Focusing Technique reconstruction method show that the non-destructive testing of sealing structures is possible and the use of the measuring system for quality assurance in the construction of sealing structures is promising.zeige mehrzeige weniger

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Autoren/innen:Ute Effner, Frank Mielentz, Ernst Niederleithinger, C. Friedrich, R. Mauke, K. Mayer
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Deutsch
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.2 Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Wiley-VCH GmbH
Verlagsort:Weinheim
Jahrgang/Band:52
Ausgabe/Heft:1
Erste Seite:19
Letzte Seite:31
Freie Schlagwörter:Abdichtbauwerk / Verschlussbauwerk; Ultraschall-Echo-Verfahren; Zerstörungsfreie Prüfung
Large Aperture Ultrasonic System; Synthetic Aperture Focusing Technique
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Energie / Kerntechnische Entsorgung
DOI:https://doi.org/10.1002/mawe.202000118
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-520298
ISSN:1521-4052
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:21.01.2021
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM