Ob ein Tropfen Tinte oder Tee aus einem Teebeutel: Die Substanz breitet sich im Wasser aus. Die Kraft hinter diesem Phänomen heisst Diffusion. Dabei bewegen sich die Teilchen vom Bereich mit hoher zum Bereich mit niedriger Konzentration. Das geht so lange, bis sie annähernd gleichmässig verteilt sind. Darum breiten sich Tinte oder Tee im Wasserglas sichtbar aus.
Diffusion gibt es auch im Opalinuston, in dem die radioaktiven Abfälle eingelagert werden sollen. Strahlende Teilchen – die sogenannten Radionuklide – bewegen sich durch den Opalinuston, wenn auch sehr langsam. Wie weit, in welcher Zeit und in welcher Menge sich neutrale, positiv oder negativ geladene Radionuklide bewegen, das wird in Diffusionsexperimenten untersucht.
Aktuell führt die Nagra zusammen mit fünf Partnerorganisationen – darunter vier ausländischen – ein solches Experiment durch. Es handelt sich um einen Langzeitversuch im Felslabor Mont Terri mit der Kurzbezeichnung DR-E. Der Versuch wurde im Januar 2023 aufgegleist. Zuerst bohrte man zwei senkrechte Löcher in den Opalinuston. Die gesuchte geologische Störung zeigte sich in etwa acht Metern Tiefe; also dort, wo das Tongestein gebrochen und durch die Beschädigung möglicherweise etwas weniger dicht ist.
Seit Oktober 2024 zirkuliert nun in den beiden Bohrlöchern ein Cocktail aus radioaktiven Teilchen. Dieser besteht aus neutralen und negativ geladenen Radionukliden. Der Ton bindet diese schlechter, sodass sie auch weniger gut zurückgehalten werden. Der Cocktail simuliert Radionuklide, wie es sie auch im radioaktiven Abfall gibt.
«Das Experiment wird rund drei Jahre dauern, die gewonnenen Daten sollen 2028 ausgewertet werden», sagt Nagra-Projektleiter Raphael Wüst. Anders als bei früheren Diffusionsexperimenten im Felslabor Mont Terri wurde nun eine grossräumige Störungszone im Opalinuston ausgesucht. Damit soll vor allem diese Frage beantwortet werden: Wie würden sich Radionuklide verhalten, wenn die Stollen des künftigen Tiefenlagers von einer ausgedehnten geologischen Störung beeinträchtigt wären?
Relevant für die Sicherheit
«In drei Jahren wird das Experiment herausgebohrt und wir werden analysieren, wie schnell und in welcher Konzentration sich radioaktive Substanzen im beschädigten Opalinuston bewegen könnten», sagt Raphael Wüst.
Das neue Langzeitexperiment in Mont Terri ist relevant für die Sicherheit des Tiefenlagers. Denn die Nagra muss zeigen, dass das Lager im Opalinuston den gesetzlichen Grenzwert über lange Zeiträume einhält. Das bedeutet, dass auch in schlimmsten Fällen nur kleinste und somit für Natur und Mensch ungefährliche Mengen radioaktiver Teilchen aus dem Lager in die Umwelt gelangen dürfen. Frühere Diffusionsexperimente haben gezeigt, dass dieses Kriterium eingehalten werden kann. Damals wurde der intakte Opalinuston untersucht. Das aktuelle Experiment soll hingegen dazu dienen, das Verhalten von Radionukliden in grösseren Störungszonen zu untersuchen.
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