Zur Geochemie und geochemischen Modellierung hochsalinarer Lösungen mineralischer Rohstoffe

Die Überprüfung und Absicherung geochemischer Untersuchungsergebnisse erfolgt allgemein und in steigendem Maße durch einen Vergleich analytischer Daten mit den Ergebnissen theoretischer Modellrechnungen unter Verwendung gesicherter thermodynamischer Daten. Diese erfolgversprechende Vorgehensweise wurde auch auf die genetische Interpretation hochsalinarer Lösungen die bei der Endlagerung radioaktiver Stoffe entstehen können, übertragen. Die richtige Beurteilung des Gefährdungspotentials hängt in entscheidendem Maße von der Genese solcher Lösungen ab; diese kann die Langzeitsicherheit von Endlagern beeinträchtigen. Die erfolgreiche Durchführung von Genehmigungsverfahren beruht ganz wesentlich auf Prognoserechnungen, die den Nachweis einer langfristig sicheren untertägigen Lagerung von Abfällen zu führen vermögen. Die im Falle des Zutritts von Wasser eintretenden Wechselwirkungen mit der Endlagerformation Salz einerseits und die Reaktionen der der dabei gebildeten Salzlösungen mit chemisch-toxischen Abfällen andererseits sind die Schwerpunkte dieser Arbeit. Untersucht wurden Fragestellungen zur Integrität der geologischen Barriere Salz sowie zur Mobilisierbarkeit und den Löslichkeitsgrenzen von toxischen Schwermetallen unter Störfallbedingungen. Die Kombination großmaßstäblicher In-situ-Versuche und gezielter Laborexperimente mit der geochemischen Modellierung führt zu einem vertieften Verständnis der Reaktionen und Zusammenhänge in den sehr komplexen Systemen. Die Zusammensetzungen vieler hundert natürlicher Salzlösungen aus Kali- und Steinsalzbergwerken und die Ergebnisse langjähriger In-situ-Messungen in gefluteten Kalischächten Norddeutschlands werden ebenso vorgestellt, wie neue Verfahren zur Gewinnung von belastbaren Daten für die Störfallbetrachtung. Über die Auswertung dieses umfangreichen Datenmaterials wird der heutige Stand der geochemischen Modellierung hochsalinärer Lösungen aufgezeigt und ein Beitrag zur Szenariendiskussion und zur Beantwortung praktischer Fragen der Endlagersicherheit in der Betriebs- und Nachbetriebsphase geleistet.