Porenwässer der Wirt- und Rahmengesteine Angaben der Nagra

Testrechnungen

Analog zur Etappe 1 SGT wird für die Testrechnungen die Porenwasserzusammensetzung des Opalinustons vereinfachend auch zur Ableitung der K_d-Werte für die anderen Wirtgestei-ne verwendet. Die wegen der chemischen Ähnlichkeit begrenzten Abweichungen in den Pa-rametern pH-Wert (PG-16), Redoxpotenzial (PG-17) und Salinität (PG-18) gegenüber dem Opalinuston werden durch die in den Testrechnungen verwendeten Bandbreiten der K_d

-Werte berücksichtigt. Eine höhere Ungewissheit besteht lediglich bei der Variante der Effin-ger Schichten, die eine höhere Salinität im Porenwasser aufweisen könnten. Durch einen alternativen Rechenfall, bei dem angenommen wird, dass alle Radionuklide in diesem Wirt-gestein nicht sorbieren, wird diese Ungewissheit konservativ abgedeckt. Die vorhandene Information zu den geochemischen In-situ-Bedingungen ist aus Sicht der Nagra genügend für die Ableitung der Parameter für die Testrechnungen.

Arbeiten der Nagra bezüglich Porenwässer der Wirtgesteine für die provisorischen Sicher-heitsanalysen Etappe 2 SGT

Die Zusammensetzung der Porenwässer (PG-16, 17, 18) wurde für Etappe 2 SGT wirtge-steinsspezifisch eingegrenzt (NAB 09-13; NAB 09-14; NAB 09-15) und wird für die Ableitung der Sorptionsdatensätze für die provisorischen Sicherheitsanalysen genutzt (NTB 10-01, S. 141).

Die geochemischen Referenzbedingungen (Hauptelemente bzw. Salinität, pH, Redoxbedin-gungen) in den vier Wirtgesteinen wurden nach der Einreichung der Unterlagen für Etappe 1 SGT aufgrund neuester Erkenntnisse in der geochemischen Modellierung evaluiert (Opali-nuston, Mergel-Formationen des Helvetikums) bzw. neu definiert (Effinger Schichten, 'Brau-ner Dogger', NAB 09-13; NAB 09-14; NAB 09-15). Die meisten Parameter werden durch das Gestein selbst gepuffert, ausgenommen die Salinität. Wegen der unterschiedlichen Tiefenla-ge der WirtTiefenla-gesteine innerhalb der StandortTiefenla-gebiete und weTiefenla-gen regionaler Variationen musste eine relativ grosse Bandbreite der Salinität berücksichtigt werden. Weil die Maximalwerte auch im ungünstigsten Fall die zweifache Meerwassersalinität nicht übersteigen, ist der Ein-fluss dieses Parameters auf die Radionuklidsorption und -löslichkeit relativ gering (NTB 10-01, S. 80). Die Nagra hat für die zurzeit laufenden Arbeiten für jedes Wirtgestein ein Refe-renzporenwasser und Porenwasservarianten definiert, um die Variabilität in den Wirtgestei-nen abzudecken (NAB 09-13; NAB 09-14; NAB 09-15). Diese Porenwasservarianten werden für Etappe 2 SGT noch aufdatiert.

Für den 'Braunen Dogger' gibt es zurzeit keine Daten zur Porenwasserzusammensetzung.

Die Nagra schlägt daher das gleiche Referenzporenwasser und die gleichen Bandbreiten aufgrund der ähnlichen Mineralogie und hydrogeologischen Verhältnisse wie für den Opali-nuston vor (NAB 09-14, S. 27).

Mit den für Etappe 2 SGT begonnenen bzw. geplanten Arbeiten werden im Hinblick auf die provisorischen Sicherheitsanalysen, die Beurteilung der bautechnischen Machbarkeit und den sicherheitstechnischen Vergleich die Porenwässer der Wirtgesteine (Definition von Refe-renzporenwässern, PG-15, PG-16, PG-17, PG-18) vertieft bearbeitet (NTB 10-01, S. 195):

• Bezüglich des Porenwassers der Effinger Schichten sind neben der Bestimmung der Chloridgehalte umfassendere Untersuchungen an zwei konditionierten Kernen der Boh-rung Gösgen möglich: Hier werden die stabilen Isotope von Wasser, die Hauptelemente in den wässerigen Auszügen und die Kationenaustauschkapazität bestimmt. Zusätzlich wird der Porenwasserchemismus im Rahmen eines Kerninfiltrationsexperiments be-stimmt (NTB 10-01, S. 197).

• Aus der neuen Geothermiebohrung Schlattingen werden Bohrkerne der Abfolge 'Brau-ner Dogger' für Laboruntersuchungen zur Verfügung stehen.

• Im Rahmen der laufenden geochemischen Forschungsarbeiten, insbesondere im Fels-labor Mont Terri und im FelsFels-labor Meuse/Haute Marne der Andra, wurden der methodi-sche Ansatz zur Modellierung und auch der Kenntnisstand des Porenwassers in Tonge-steinen in den vergangenen Jahren weiter entwickelt. Im Auftrag der Nagra wird zudem ein «State-of-the-Art»-Bericht zur geochemischen Modellierung von Porenwasser in Tongesteinen erstellt (NTB 10-01, S. 198).

Beurteilung des ENSI

Testrechnungen

Das ENSI beurteilt die Verwendung der Porenwasserzusammensetzung des Opalinustons (inklusive der Varianten aus dem Entsorgungsnachweis, Nagra 2002; NTB 02-19) für die Herleitung der Sorptionskoeffizienten aller Wirtgesteine für die Testrechnungen als zielfüh-rend, da für Etappe 2 SGT nur noch tonhaltige Wirtgesteine mit unterschiedlichem Tonmine-ralgehalt vorgeschlagen wurden. Den Einfluss der möglichen erhöhten Salinität im Poren-wasser der Effinger Schichten auf die Sorption deckt die Nagra in den Testrechnungen mit einem zusätzlichen Rechenfall ab, in dem die Radionuklide in den Effinger Schichten nicht sorbieren (Nagra 2010b).

Arbeiten der Nagra bezüglich Porenwässer der Wirtgesteine für die provisorischen Sicher-heitsanalysen Etappe 2 SGT

Für die provisorischen Sicherheitsanalysen ist es gemäss ENSI 33/075 notwendig, dass die Nagra belastbare wirtgesteins- und standortspezifische Porenwässer (Referenzporenwässer inklusive Porenwasservarianten) definiert. Aus diesen Porenwasservarianten sollen die rele-vanten geochemischen Parameter abgeleitet werden.

Die Porenwasserzusammensetzung des Opalinustons wurde bereits im Rahmen des Ent-sorgungsnachweises Projekt Opalinuston vom ENSI überprüft (HSK 35/99). Das ENSI beur-teilt den aktuellen Wissensstand zum Porenwasser des Opalinustons als ausreichend, um provisorische Sicherheitsanalysen in Etappe 2 SGT durchzuführen. Je nach Standortgebiet kann im Opalinuston eine erhöhte Salinität, wie z.B. im Mont Russelin, nicht ausgeschlossen werden (NAB 09-14). Die Nagra hat für diesen Fall eine Porenwasservariante «Mont Russe-lin» für den Opalinuston definiert. Die Salinität im Porenwasser kann neben der Sorption wei-tere Prozesse in einem Tiefenlager wie z.B. die Diffusion, Zementstabilität, Korrosion metalli-scher Materialien, Auflösung der Glasmatrix sowie Stabilität und Quellbarkeit von Bentonit bzw. Bentonit-Sandgemischen beeinflussen.

Forderung 28 Die Nagra hat den Einfluss der Salinität auf die verschiedenen Prozesse in den provisori-schen Sicherheitsanalysen für alle Wirtgesteine und Standortgebiete darzulegen und ent-sprechend zu berücksichtigen.

Die Nagra hat das Referenzporenwasser für die Mergel-Formation des Helvetikums und dessen Porenwasservarianten aufgrund neuster Erkenntnisse in der geochemischen Model-lierung überarbeitet. Das ENSI ist mit dem Vorgehen der Nagra einverstanden. Das ENSI empfiehlt der Nagra die Annahmen zur Herleitung der Porenwasserzusammensetzung für

die Mergel-Formationen des Helvetikums mit den Ergebnissen der geplanten Sorptions- und Diffusionsexperimente zu überprüfen.

Für die Effinger Schichten hat die Nagra Porenwasservarianten aufgrund der Ergebnisse aus der Bohrung Oftringen definiert. Zurzeit gibt es insbesondere Ungewissheiten bezüglich der zugänglichen Porosität, die die Salinität des Porenwassers beeinflusst.

Forderung 29 Das ENSI fordert, dass die Nagra den Kenntnisstand diesbezüglich mit weiteren Untersu-chungen (z.B. durch ihre ergänzenden Arbeiten an den konditionierten Kernen der Bohrun-gen GösBohrun-gen und OftrinBohrun-gen) verbessert und in den provisorischen Sicherheitsanalysen ent-sprechend berücksichtigt.

Für den 'Braunen Dogger' wählt die Nagra für die Porenwasservarianten die Analogie zum Opalinuston. Aufgrund der ähnlichen mineralogischen Zusammensetzung bewertet das ENSI das Vorgehen als zielführend. Das ENSI erwartet, dass die Nagra den Datensatz mit weite-ren Untersuchungen (z.B. geplanten Arbeiten an den konditionierten Kernen der Geother-miebohrung Schlattingen) ergänzt.