Technical Report NTB 02-19

Eine Opalinuston-Formation im Zürcher Weinland wird von der Nagra als potentieller Standort für ein geologisches Tiefenlager für verglaste hochradioaktive Abfälle sowie langlebige mittelradioaktive Abfälle in Betracht gezogen. Hierzu werden standortspezifische Sicherheitsanalysen durchgeführt, für deren Berechnungen Sorptionsdatenbanken benötigt werden. In diesem Bericht werden die Verfahren beschrieben, die für die Erstellung einer geeigneten Sorptionsdatenbank für ein ungestörtes Opalinuston-Wirtsgestein angewendet wurden.

In dichten Tongesteinen mit niedrigem Wassergehalt, wie zum Beispiel dem Opalinuston, besteht eine systembedingte Unsicherheit bezüglich der in-situ pH/PCO₂­ Bedingungen. Um diese zu berücksichtigen, wird die Porenwasserchemie bei verschiedenen pH-Werten gerechnet. Neben einem Referenzfall mit einem pH-Wert von 7.24 werden zwei weitere pH-Werte von 6.3 und 7.8 betrachtet. Für alle drei Fälle wird jeweils eine Sorptionsdatenbank erstellt.

Als Grundlage für die Sorptionsdatenbanken dienen am PSI durchgeführte Sorptionsmessungen für Cs(I), Sr(II), Ni(II), Eu(III), Sn(IV), Th(IV) und I(-I). Sie wurden an Opalinuston-Gesteinsproben aus dem Felslabor Mont Terri (Kanton Jura) durchgeführt, da zur Zeit der Experimente noch keine Bohrkerne aus Benken (Zürcher Weinland) vorhanden waren. Der Opalinuston an beiden Standorten ist jedoch Teil der gleichen geologischen Formation.

Trotz der direkt gemessenen Daten für die oben erwähnten Schlüssel-Radionuklide musste ein Teil der benötigten Verteilungskoeffizienten (R_d) aus der offenen Literatur entnommen werden, um die Sorptionsdatenbank zu erstellen. Dieser Bericht beschreibt das Vorgehen, mit welchem die ausgewählten Literaturwerte an die Mineralogie und Grundwasserchemie des Opalinustons von Benken angepasst wurden. Die resultierenden R_d-Werte wurden durch sogenannte Labor – Feld Transferfaktoren weiter modifiziert, um Sorptionswerte zu liefern, die für das "in-situ" Gestein und für den gewählten Bereich der hydrochemischen Bedingungen gelten.

Die gewählten R_d-Werte in den Sorptionsdatenbanken sind mit Unsicherheiten behaftet, die es schlüssig zu beurteilen gilt. Im vorliegenden Bericht wird versucht, von der Terminologie "realistisch/konservativ" insofern abzurücken, als dass ein Verfahren entwickelt wird, welches eine Abschätzung der Unsicherheiten auf transparente und nachvollziehbare Weise erlaubt.