Einfluss von Vergletscherung, Permafrost und tektonischen Bedingungen auf die Ausbreitung von Radionukliden im Fernfeld eines Tiefenlagers nach einem potenziellen Schadensfall
Paläontologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im vorliegenden Projekt wurde der Einfluss externer Faktoren wie (i) Vergletscherung, (ii) Permafrost und (iii) tektonische Ereignisse auf die hydrologischen und hydro-mechanischen Verhältnisse um ein geologisches Tiefenlager für radioaktive Abfälle untersucht. Zu diesem Zweck diente ein Standort für ein potenzielles geologisches Tiefenlager für radioaktive Abfälle in kristallinem Gestein nahe Krasnojarsk in Russland als Fallstudie, bei der in besonderer Weise alle drei der oben genannten Merkmale des geologischen Umfelds von Relevanz sind. Numerische Simulationen thermisch-hydraulisch-mechanisch-chemisch (THM-C) gekoppelter Prozessen wurden in 2D und 3D sowie mit unterschiedlichen Kopplungsvarianten durchgeführt. Dabei fanden standortspezifische Datensätze Eingang in die Parametrisierung der Modelle, insbesondere hinsichtlich Topologie und hydraulischer Leitfähigkeit. Bereits zu Beginn des Projekts musste aufgrund von COVID-19 stark von der ursprünglichen inhaltlichen Planung abgewichen werden. Das Kooperationsprojekt wurde mit dem russischen Einmarsch in die Ukraine endgültig beendet. Statt dessen wurden im Sinne der Projektziele Studien und Codeerweiterungen initiiert, die die Möglichkeiten der Simulation von (i) Vergletscherung, (ii) Permafrost und (iii) tektonischen/seismischen Ereignissen betreffen. Der Wechsel zu standortunabhängiger Methodenentwicklung und die Verschneidung mit anderen Projekten ermöglichte es trotz der drastischen Einschnitte in die Projektplanung inhaltliche Fortschritte zu erzielen. Hydraulisch-mechanisch gekoppelte Fernfeldeffekte in Folge großräumiger Vereisungseffekte konnten in die Transportberechnungen einbezogen werden. Methodik und Ergebnisse umfassen Vari anten der HM-Kopplung, die Simulation großräumiger HM Modelle, die Anbindung an glaziale Randbedingungen auf unterschiedlichen Skalen sowie die Überführung in automatisierte Workflows. Es bestehen diverse Anknüpfungspunkte für Folgevorhaben bezüglich der Szenarien, Skalenübergänge und Kluftrepräsentation.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Does a Staggered Scheme Pay Off on Large-scale Hydraulic-mechanical Simulations?“ In: Geophysical Research Abstracts Vol. 23, EGU General Assembly. Vienna, Austria, Apr. 2021
D. Kern; F. Magri; V. Malkovsky & T. Nagel
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Hydro-mechanical effects of seismic events in crystalline rock barriers“. In: safeND: Interdisciplinary research symposium on the safety of nuclear disposal practices. Berlin, Germany, Nov. 2021
D. Kern; F. Magri; V. Malkovsky & T. Nagel
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Implementing geomechanical models in MFront/OpenGeoSys for hydrogeological and geotechnical applications“. In: MFront User Meeting. Cadarache, France, Okt. 2021
C. Silbermann; D. Kern; F. Parisio & T. Nagel
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Simulations of far-field radionuclide evolution under long-term changing conditions: open issues and challenges based on the Yeniseisky Site example (Russia)“. In: 3rd Conference on Key Topics in Deep Geological Disposal (DAEF).
F. Magri; A. Liebscher; T. Nagel; D. Kern & V. Malkovsky
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Advancing transient simulation of hydro-mechanically coupled systems in geological disposal applications“. In: 3rd Conference on Key Topics in Deep Geological Disposal (DAEF). Cologne, Germany, März 2022
D. Kern; T. Deng; F. Magri; V. Malkovsky & T. Nagel
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Fault reactivation in crystalline rock as consequence of glaciation“. In: Geophysical Research Abstracts Vol. 24, EGU General Assembly. Vienna, Austria, Mai 2022
D. Kern; C. Silbermann; F. Magri; R. Steffen; H. Steffen; V. Malkovsky & T. Nagel
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Influence of tectonic perturbations on the migration of long-lived radionuclides from an underground repository of radioactive waste. Environmental Earth Sciences, 81(23).
Malkovsky, Victor; Liebscher, Axel; Nagel, Thomas & Magri, Fabien
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On the role of crustal deflection in the hydraulic-mechanical simulation of sedimentary basins during glacial cycles“. In: Geophysical Research Abstracts Vol. 24, EGU General Assembly. Vienna, Austria, Mai 2022
C. Silbermann; D. Kern; R. Steffen; H. Steffen & T. Nagel
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Automatized large-scale 3D THM simulations capturing glacial cycle effects on German nuclear waste repositories in salt rock“. In: Geophysical Research Abstracts Vol. 25, EGU General Assembly. Vienna, Austria, Apr. 2023
F. Zill; C. Silbermann; T. Meisel; F. Tiedtke; D. Kern; A. Carl; A. Jockel; T. Nagel; O. Kolditz; H. Konietzky & R. Kahnt
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Automatized large-scale 3D THM simulations capturing glacial cycle ” effects on German nuclear waste repositories in clay rock“. In: Geophysical Research Abstracts Vol. 25, EGU General Assembly. Vienna, Austria, Apr. 2023
C. Silbermann; F. Zill; T. Meisel; F. Tiedtke; D. Kern; A. Carl; A. Jockel; T. Nagel; O. Kolditz; H. Konietzky & R. Kahnt
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Consequences of Fault reactivation on Subsurface Flow in Crystalline Rock“. In: Geophysical Research Abstracts Vol. 25, EGU General Assembly. Vienna, Austria, Apr. 2023
D. Kern; C. Silbermann; F. Magri; R. Steffen; H. Steffen & T. Nagel
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Numerical modeling of seismic monitoring of spatial saturation distribution in loosely deposited sands“. In: 15th Annual International Conference on Porous Media. Edinburgh, Scotland, Mai 2023
T. Deng; O. Hellwig; F. Hlousek; D. Kern; S. Buske & T. Nagel
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Numerical modeling of seismic wave propagation in loosely deposited partially saturated sands: an application to a mine dump monitoring case. Environmental Earth Sciences, 82(9).
Deng, Tengfei; Hellwig, Olaf; Hlousek, Felix; Kern, Dominik; Buske, Stefan & Nagel, Thomas
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Numerical modelling of ice forming and thawing in a subsurface energy storage application“. In: Geophysical Research Abstracts Vol. 25, EGU General Assembly. Vienna, Austria, Apr. 2023
T. Gerasimov; D. Naumov; T. Nagel; O. Kolditz & H. Shao
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Radionuclide Migration From an Underground Radioactive Waste Repository Under the Influence of Tectonic Fault Emergence: the Nizhnekanskiy Massif (Siberia, Russia) Example. Environmental Modeling & Assessment, 28(5), 831-842.
Malkovsky, Victor; Nagel, Thomas; Kern, Dominik & Magri, Fabien
