Isotopenanalysen und die Ermittlung hydrochemischer Signaturen im Grundwasser des Deckgebirges der Asse

Jens Führböter1, Peter Schulte2, Jürgen Sültenfuß3
1 SE 4.2.2 Asse Fachfragen, Bundesamt für Strahlenschutz
2 Grundwasserschutz und Entsorgung, AF-Consult Schweiz AG
3 Institut für Umweltphysik, Universität Bremen

O 8.6 in Isotopen- und Tracermethoden in der Hydrogeologie

16.04.2016, 10:00-10:15, Audimax A, Geb. 30.95

 

 

Die Schachtanlage Asse II bei Wolfenbüttel ist ein rund 100 Jahre altes Kali- und Salzbergwerk. Zwischen 1967 und 1978 wurden in 125.787 Fässern 46.930 Kubikmeter schwach bis mittelradioaktive Abfälle in einem Teil der ehemaligen Abbaukammern eingelagert. Seit 2009 ist das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) für die Stilllegung der Schachtanlage Asse II verantwortlich.

Seit 1988 besteht ein Grundwasserzufluss aus dem Deckgebirge der Asse-Salzstruktur in das Grubengebäude, der zurzeit ca. 12 m³/Tag beträgt und sowohl für die Betriebs- als für die Nachbetriebsphase ein Risiko darstellt. Zum einen kann ein Grundwasserzufluss die Integrität des Grubengebäudes gefährden und zum anderen können durch den Wasserzutritt Radionuklide aus den Einlagerungskammern mobilisiert werden. Für den Fall, dass nach Stilllegung der Asse radioaktive Stoffe im Grubengebäude verbleiben, ist nicht auszuschließen, dass in der Nachbetriebsphase Radionuklide entlang des heutigen Zutrittspfades in das Deckgebirge austreten können.

In einer umfangreichen Probenahmekampagne hat das BfS Proben aus Grundwassermessstellen und Quellen des Asse-Deckgebirges auf ihre hydrochemische Beschaffenheit – inklusive Begleit- und Spurenstoffen – sowie auf eine Reihe von Isotopen bzw. Isotopenverhältnissen (3H, 3He, 4He, 13C, 14C, 18O, 87Sr/86Sr) untersuchen lassen.

Die Ergebnisse der Isotopenuntersuchungen der Deckgebirgswässer weisen z.B. durch die große Bandbreite der Verweilzeiten darauf hin, dass analog zu den geologisch-tektonischen auch die hydrogeologischen Verhältnisse äußerst komplex sind, wobei vor allem Fragen zur Dynamik der tiefen Grundwässer aufgeworfen werden.

Aufgrund der komplexen hydrogeologischen Verhältnisse ist es trotz dieser umfangreichen Datenbasis weiterhin schwierig konkrete Fließwege zu identifizieren, auf denen der Lösungszutritt in das Grubengebäude erfolgt. Anhand der Datenlage sind prinzipiell mehrere verschiedene Zutrittspfade möglich.

Ein direkter Abgleich der hydro- und isotopenchemischen Ergebnisse der Grundwässer des Deckgebirges mit den Zutrittswässern im Grubengebäude erweist sich als schwierig. Da es sich bei den Zutrittswässern um keine Primärzutritte handelt, erfolgt bereits vor der Fassung dieser Wässer ein Kontakt mit der Grubenluft. Dies hat eine Veränderung der Isotopengehalte und -verhältnisse (v.a. 3H, 14C) zufolge; weiterhin können Verdunstungs- sowie Lösungs-/Ausfällungsprozesse die Isotopengehalte/-verhältnisse beeinflussen (z.B. beim 18O bzw. 87Sr/86Sr). Der Zutrittspfad kann aus Gründen der betrieblichen Sicherheit nicht direkt durch z.B. Bohrungen von Über- und Untertage aus erkundet werden, so dass andere Wege gefunden werden müssen, um weitere Erkenntnisse über Lage und Beschaffenheit des Zutrittspfads oder ggf. der Zutrittspfade zu gewinnen.



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