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Porträt Prof. Dr. Brendler, Vinzenz; FWOA

Prof. Dr. Vinzenz Brendler

Abtei­lungs­leiter
Thermo­dynamik der Actiniden
v.brendler@hzdr.de
Tel.: +49 351 260 2430

Systematic sensitivity analysis for mechanistic geochemical models using field data from crystalline rock (SANGUR)

Gefördert von:

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV)

Förderkennzeichen 02E12112B

Projektträger:

Karlsruher Institut für Technologie KIT (PTKA)

Förderzeitraum:

02/2023 - 01/2026

Kooperationspartner:

  • HZDR, Institut für Ressourcenökologie (Verbundkoordinator)
  • TU Clausthal, Institut für Endlagerforschung (TUC)
  • ÚJV Řež (Unterauftragnehmer des HZDR)

Mitarbeitende:

Vinzenz Brendler (Projektleitung, HZDR), Solveig Pospiech (HZDR), Alexandra Duckstein (HZDR), Elmar Plischke (HZDR), Mostafa Abdelhafiz (TUC), Filip Jankovsky (ÚJV), Milan Zuna (ÚJV)

Projektbeschreibung

Bei der Suche nach einem geeigneten Endlager für radioaktive Stoffe spielen eine Vielzahl komplexer Faktoren eine Rolle, u. a. im Bereich der Geowissenschaften. Um den besten Standort finden zu können, müssen nicht nur Gegebenheiten im Endlager selbst, sondern auch im umliegenden Wirtsgestein betrachtet werden. Im Falle eines Austritts von Radionukliden aus dem Endlager in das Wirtsgestein erfolgt der Transport der Radionuklide vorrangig durch wässrige Lösungen, die durch Schwächezonen im Gestein fließen. Für die Funktion des Wirtsgesteins als Barriere zwischen dem Endlager und der Oberfläche spielen Rückhaltemechanismen wie der Sorption von Radionukliden an der Mineralphase entlang von Wegsamkeiten eine wesentliche Rolle.

Bei der Modellierung der Radionuklidretention sind viele unterschiedliche, mit Unsicherheiten behaftete Parameter zu berücksichtigen. Zudem sind viele der Eigenschaften des Wirtsgesteins auch räumlich sehr unterschiedlich ausgeprägt (Heterogenität):

  • Eigenschaften des Wirtsgesteins: Mineralzusammensetzung, Permeabilität, Porosität, Öffnungsweite von Porenräumen, …
  • Eigenschaften des Grundwassers: Konzentration der Radionuklide, pH-Wert, Konzentration des gelösten anorganischen Kohlenstoffs sowie des Kalziums, …
  • Thermodynamische Sorptionsdaten aller zu betrachtenden Reaktionspartner

Ziel des Projektes SANGUR ist es, zu identifizieren welche Modellparameter besonders wichtig sind. Es zielt zudem darauf, die Unsicherheiten der Parameter sowie deren Wechselwirkunken zu verstehen. Dies erlaubt im Idealfall eine Verbesserung der Prognosegüte des Sicherheitsnachweises eines potentiellen Endlagers und effizientere Parameterbestimmungen und Modellierungen (Reduktion des Modells).

  • Der Schwerpunkt der Arbeiten am HZDR liegt dabei auf der geostatistischen Simulation der mineralogischen Zusammensetzung des Wirtsgesteines in 2D. Dies erlaubt eine Quantifizierung der Parameterunsicherheiten bezüglich des Wirtsgesteins. Diese wiederum sind essentiell für nachfolgende Sensitivitätsanalysen der geochemischen Simulation (u. a. zur Bestimmung von Verteilungskoeffizienten der Radionuklide zwischen mobiler und stationärer Phase).
  • Eine interaktive Toolbox zur Sensitivitätsanalyse wird von Projektpartnern der TU Clausthal implementiert und hinsichtlich der wissenschaftlichen Fragestellungen des Projektes weiterentwickelt und optimiert.
  • Die Zusammenarbeit mit Projektpartnern des ÚJV Řež ermöglicht Sorptionsexperimente zur Verifikation des gesamten Workflows sowie den Zugang und Austausch von Daten verschiedener Untertagelabore wie z. B. Bukov.

Konferenzbeiträge (Präsentationen und Poster):