Fragen und Antworten zu den Erkundungsbohrungen für die Rückholung der radioaktiven Abfälle aus der Schachtanlage Asse II

Am 10. Dezember 2020 berichtete die BGE im Rahmen der Veranstaltung Betrifft: Asse über die Erkundungsbohrungen R10 und R11. Die Nachberichterstattung zur Veranstaltung finden Sie in der Meldung vom 18. Dezember 2020 . Die Aufzeichnung des Livestreams ist weiterhin auf unserem YouTube-Kanal  verfügbar.

An dieser Stelle veröffentlichen wir alle Fragen aus der Veranstaltung und die dazugehörigen Antworten. Bitte beachten Sie, dass wir sowohl die Fragen als auch die Antworten redaktionell überarbeitet haben, um die Lesbarkeit und Verständlichkeit zu erhöhen. Den Wortlaut im Original können Sie der Aufzeichnung des Livestreams entnehmen. Wenn Sie weitere Fragen zu den Erkundungsbohrungen R10 und R11 oder zu den weiteren Themen der Schachtanlage Asse II haben, schreiben Sie uns gerne eine E-Mail an dialog(at)bge.de.

 

Ein solches Szenario ist im Vorfeld geprüft und bewertet worden. Es ist nahezu sicher auszuschließen. Um dennoch bestehende Risiken zu beherrschen, trifft die BGE verschiedene Vorkehrungen. So werden die Bohrungen verrohrt und die Arbeiten durch kontinuierliche Kontrollen und Messungen begleitet. Während der Bohrarbeiten wird die Bohrspülung überwacht. Sollten sich zum Beispiel Verluste bei der Bohrspülung zeigen, welche auf Risse oder Klüfte hinweisen können, kann sofort gegengesteuert werden. Unter anderem würde das Bohrloch zementiert werden. 

Die Bohrungen selbst betreffen erst einmal nur das direkte Umfeld. Mögliche Störungszonen bleiben durch die verschiedenen Sicherungsmaßnahmen lokal begrenzt. Größere nachhaltige Einwirkungen auf die Geologie sind ausgeschlossen.

Beide Schächte werden kontinuierlich überwacht. Die Zusammensetzung des Wassers wird beprobt und der Wasserspiegel mittels elektronischer Messgeräte überwacht. Zurzeit laufen Planungen für ein Erkundungsprogramm der Schächte Asse 1 und Asse 3. Bevor das Erkundungsprogramm starten kann, müssen Vorarbeiten wie zum Beispiel Sicherungsarbeiten im nahen Umfeld erfolgen..

Seit mehreren Jahrzehnten dringt mit Steinsalz gesättigte Salzlösung in die Schachtanlage Asse II ein. Das bedeutet, dass diese Lauge das Salz des Salzstocks nicht weiter lösen kann. Das Risiko eines technisch nicht mehr beherrschbaren Lösungszutritts besteht jederzeit. Die Bohrungen dienen dazu, dass Risiko eines solchen Szenarios besser zu bewerten. Entsprechend sucht die BGE nach solchen Strukturen, hat solche aber noch nicht gefunden. In Störungszonen im tiefen Untergrund könnten relevante Mengen Grundwasser fließen. Die Bohrung R10 ist aktuell 152 Meter lang (Stand: 10. Dezember 2020). Sie hat damit noch nicht die signifikanten Grundwasserbereiche erreicht. Das geologische Profil ist so, wie es prognostiziert wurde.

4. Das beherrschbare Volumen des Zutrittes liegt wohl – nach Expertenschätzung -  bei bis zu 500 Kubikmeter pro 24 Stunden. Da muss man eine Wasserblase suchen bzw. vermuten, die ein erhebliches Volumen von geschätzten 10.000 Kubikmeter oder mehr haben müsste. Wäre so etwas nicht längst bekannt?

Denkbar sind ein großes Reservoir auf kleinem Raum oder aber ein weiträumiges Gebiet mit vielen kleinen Verästelungen. Solche Strukturen können weiterhin im Verborgenen liegen und nicht von den bisherigen Erkundungen erfasst worden sein. Genauso wichtig wie Erkenntnisse über das Reservoir ist jedoch auch das Wissen über die Fließpfade. Um auch darüber mehr Erkenntnisse zu gewinnen führt die BGE diese Bohrungen durch.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass verschiedene Szenarien einen technisch nicht mehr beherrschbaren Lösungszutritt (AüL) begründen können. Dazu gehören unter anderem eine starke Zunahme der Lösungsmenge, eine Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Lösung sowie eine grundlegende Veränderung der Fließwege in der Schachtanlage Asse II. Mögliche Merkmale, die einen technisch nicht mehr beherrschbaren Lösungszutritt erkennen lassen sind unter anderem:

  • Eine Zunahme der Zutrittsrate in der Südflanke auf dauerhaft mehr als 20 bis 30 Kubikmeter pro Tag und
  • eine dauerhafte Abnahme der Sättigung an Steinsalz (Natriumchlorid) auf unter 1,200 bis 1,202 Gramm pro Kubikzentimeter

Neben diesen „harten“ Faktoren, die unmittelbar messbar sind, gibt es weitere „weiche“ Faktoren, das heißt, sie müssen durch Experten geprüft und bewertet werden (expert judgement). Alle diese Faktoren sind Vorschläge, die derzeit diskutiert werden und in ihrer Gesamtheit betrachtet werden müssen.

Das in der Fragestellung genannte Volumen bezieht sich demgegenüber allein auf die technische Auslegung der Anlage. Sie dient jedoch nicht der Feststellung des auslegungsüberschreitenden Lösungszutritts.

 

Das schlimmste Szenario ist der Verlust der gesamten Spülung. Die Menge der Spülung ist auf wenige Kubikmeter begrenzt. Wie schnell die Lösung im Grubengebäude ankommen könnte, ist derzeit nicht in konkreten Werten auszudrücken. Ein Erkundungsziel der Bohrung ist es, mögliche Geschwindigkeiten zu berechnen, mit der Lösungen in das Bergwerk eindringen könnten.

Aufgrund der Entfernung zum Grubengebäude und der geologischen Situation vor Ort geht die BGE davon aus, dass sich auch der Verlust der gesamten Bohrspülung nur unwesentlich in der Fassungsrate zeigen würde. Auch wäre eine solche Veränderung nur kurzfristig. Wahrscheinlich würde zutretende Bohrlochspülung nur durch den Nachweis des Markierungsstoffes (Tracers) nachgewiesen werden können. Allerdings ist dies ein unwahrscheinliches Szenario (siehe auch die Fragen 1 und 21).

Eine nachhaltige Veränderung des Lösungszutrittes aufgrund größerer Lösungszutritte aus dem Deckgebirge ist nicht zu erwarten.

Die Bohrung R 10 hat zurzeit eine Länge von 152 Metern (Stand: 10. Dezember 2020). Die Arbeiten an der Bohrung R 11 haben noch nicht begonnen. Die Bohrung R 10 befindet sich in dem erwarteten Unteren Buntsandstein mit vereinzelten kleinen Gipseinlagerungen. Anhydride, die dem Salzgestein oder signifikanten Ablagerungen im Deckgebirge zugeordnet werden können, wurden bisher nicht festgestellt.

Über den aktuellen Stand der Bohrungen berichten wir in unseren Monatsberichten.

Die Bohrung R 10 ist in Abschnitte unterteilt. Der erste Abschnitt mit einer Länge von 152 Metern ist erreicht (Stand: 10. Dezember 2020). In der Bohrung wurden erste geophysikalische Messungen vorgenommen. Wasserproben konnten noch nicht genommen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die BGE den erwarteten Unteren Bundsandstein mit vereinzelten kleinen Gipseinlagerungen angetroffen hat. Weitere Messergebnisse können erst in Bezug zur gesamten Bohrung betrachtet werden. Die Untersuchungen sind noch nicht abgeschlossen.

Geophysikalische Messungen sind Messungen im Bohrloch. Die Messungen geben unter anderem Auskunft über die Dichte des Gesteins, den Wassergehalt und in geringem Maße über die Gesteinszusammensetzungen. Zu den geophysikalischen Messungen gehören:

  • Kalibermessung des Bohrlochs (Kaliber-Log)
  • Bohrlochverlaufsmessungen
  • Temperaturmessung (Temperatur-Log)
  • Messung des Salzgehalts in der Bohrspülung (Salinitäts-Log)
  • Erfassung der natürlichen Gammastrahlung im Gestein (Gamma-Ray-Log)
  • Erfassung des elektrischen Widerstandes (Fokussiertes-Elektro-Log)
  • Bestimmung der Gesteinsdichte (Gamma-Gamma-Log)
  • Bestimmung der Porosität (Neutron-Neutron-Log)
  • Messung der Kompaktheit des Gesteins (Widerstandsnormalen-Log)
  • Ermittlung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen im Gestein zur Ermittlung von Porosität und Identifikation von Kluft- und Störungszonen (Akustik-Log und akustischer Bohrlochscan)
  • Bestimmung der Fließraten von Flüssigkeiten in der Bohrung (Flowmeter)
  • Bestimmung der Zementqualität und der Anbindung an das Gebirge und die Verrohrung (Zement-Bond-Log)
  • Messung der Dichtheit zwischen Verrohrung und Gebirge (Verrohrungs-Zementschuh-Integritätstest und Formations-Integritäts-Test)

Mit den Bohrungen soll nicht das Salzgestein in größeren Tiefen erkundet werden. Ziel der Bohrungen ist es, mögliche Fließpfade der Zutrittswässer im Deckgebirge und im Übergangsbereich vom Deckgebirge zum Salzgestein zu finden.

 

Gemeint ist der hydraulische Kurzschluss. Wenn zwei Grundwasserleiter, die normalerweise durch eine nichtleitende Schicht getrennt wären, miteinander verbunden werden, wird ein hydraulischer Kurzschluss erzeugt. Da die Grundwasserleiter unterschiedliche Drücke aufweisen, findet ein Druckausgleich statt: Wasser fließt dann vom höheren Druck zum niedrigeren Druck und gelang somit dorthin, wo es nicht hingehört. Das sollte nicht passieren und ist durch geeignete Maßnahmen zu verhindern.

Bevor die Rohre eingebracht werden, wird der Bereich zwischen Rohr und Gebirge zementiert. Entsprechend wären auch bei einer Entfernung der Verrohrungen die Gesteinsschichten nicht miteinander verbunden.

Theoretisch wäre ein solches Vorgehen möglich gewesen. Gleichzeitig liegt die 3D-Seismik rund ein Jahr zurück. Alle technischen Geräte sind bereits zurückgebaut, so dass ein solches Vorgehen praktisch nicht mehr durchführbar ist.

Im Rahmen der 3D-Seismik wurden jedoch auch Messungen in bestehenden Bohrlöchern durchgeführt. Neben den Geophonen an der Tagesoberfläche wurden im Rahmen von gesonderten VSP-Messungen (VSP, vertikales seismisches Profil) in vier bereits bestehenden Bohrlöchern Geophone eingelassen. Über die gesamte Länge einer zuvor festgelegten Messstrecke in der Bohrung sollten die Geophone im Abstand von jeweils zehn Metern die an der Tagesoberfläche angeregten seismischen Wellen auffangen. Die Messungen sollten helfen, das Geschwindigkeitsmodell - also die Informationen darüber, in welchen Schichten sich die seismischen Wellen mit welcher Geschwindigkeit ausbreiten - im Bereich des Deckgebirges zu verbessern, um so die geologische Interpretation zu präzisieren.

Die Erkundung des tiefen Untergrundes erfolgt schrittweise durch unterschiedlichste Maßnahmen. Die Bohrungen sind nur ein Teil davon. Weitere Bohrungen werden folgen und jeweils auf Basis der neusten Erkenntnisse geplant. Da der Bereich Asse über Jahrzehnte erkundet wurde, liegen bereits viele Daten zum tiefen Untergrund vor. Die Daten der 3D-Seismik werden zusätzliche Erkenntnisse liefern. Gleichzeitig bestehen weiterhin Wissenslücken. Diese Lücken sollen geschlossen werden, um am Ende ein belastbares Gesamtbild von der Asse zu erhalten.

Geologisch erkundet wird hauptsächlich der westliche Teil des Asse-Heeseberg-Höhenzugs. Dies beinhaltet die eigentliche Asse von Groß Denkte bis Klein Vahlberg. Das sind die Bereiche, in denen das Grundwasser, also die Grundwasserleiter oder der Grundwasserbereich liegen, die sich möglicherweise an die Schachtanlagen anschließen könnten. In die Gesamtbewertung fließen jedoch auch Gebiete bis in das Harzvorland ein. Die Untersuchungsmaßnahmen sind dort jedoch deutlich weniger intensiv.

Zur geologischen Bewertung gehört darüber hinaus die derzeitige Erarbeitung eines Genesemodells. Das Genesemodell beschreibt die Entstehung der Asse. Durch die Einbeziehung der Historie ist es möglich, heutige Erkenntnisse besser zu bewerten.

Mit einer speziellen Sonde – einer Art „Wasserwaage“ - die durch das Bohrgestänge geführt wird kann die Neigung festgestellt werden. Sollten bei den Messungen auffällige Abweichungen auftreten, würde die BGE zusätzliche Überprüfungen beauftragen. Durch diese können dann die Richtung und die Neigung gemessen werden. So kann der gesamte räumliche Verlauf der Bohrung dargestellt werden.

Die Verrohrung ist für den zu erwartenden Gebirgsdruck während der Arbeiten ausgelegt. Die Verrohrung wird rund ein halbes Jahr bestehen bleiben. Die Bohrung wird nach Abschluss der Arbeiten zementiert und so langfristig gesichert.

Die Verrohrungen werden nach Abschluss der Arbeiten herausgefräst. Das Bohrloch wird anschließend zementiert.

Nach Beendigung der Arbeiten an den Bohrungen, werden diese qualitätsgesichert nach den Vorgaben des Bergamtes (LBEG) verfüllt. Der Arbeitsbereich über Tage wird renaturiert.

 

In den Bohrlöchern selbst sind aktuell keine dauerhaften Messungen vorgesehen. Die Bohrungen werden qualitätsgerecht verfüllt. Sollten sich während der Arbeiten Hinweise darauf ergeben, dass der Bereich weiter zu beobachten ist, würde die BGE weitere Maßnahmen prüfen. Denkbar ist zum Beispiel, direkt neben dem Bohrloch eine separate Bohrung als Grundwassermessstelle einzurichten.

Die BGE hat ein solches Vorgehen geprüft. Der Abstand zur Schachtanlage Asse II ist jedoch zu groß, um auswertbare Signale zu erhalten.

Mit Hilfe von Tracern wird die Bohrspülung markiert. So ist diese zu einem späteren Zeitpunkt bei Bedarf eindeutig zu identifizieren. Während des Bohrvorgangs wird die Bohrspülung verwendet, um das anfallende Bohrmaterial aus dem Bohrloch herauszubringen. Mit Hilfe des Tracers kann dabei das Verhältnis von Bohrlochspülung und Grundwasser bestimmt werden. Auch im Falle des unwahrscheinlichen Szenarios, dass Bohrspülung über Risse oder Klüfte in die Schachtanlage Asse II gelangt, könnte diese dann eindeutig identifiziert werden.

Voraussichtlich im März werden die Bohrarbeiten an der Erkundungsbohrung R10 abgeschlossen (Stand: 17. Februar 2021). Anschließend beginnt der Rückbau und der Umzug der Bohreinrichtung zum Bohrplatz R11. Voraussichtlich Ende Februar/Anfang März kann dort mit der Bohrung begonnen werden. Die Arbeiten werden rund ein halbes Jahr benötigen. Nach Möglichkeit wird parallel mit der Renaturierung der Bohrplätze begonnen. Es ist geplant die Arbeiten bis Ende 2021 vollständig abzuschließen. Wir werden über die Arbeiten laufend in unseren Monatsberichten informieren.

Als Ausgleichsmaßnahme wurde in der Gemeinde Cremlingen im Ortsteil Destedt auf einer Fläche von rund 5.710 Quadratmetern aufgeforstet. Die Fläche liegt rund 14 Kilometer nördlich der beiden Bohrplätze. Mit den zuständigen Eigentümern und Behörden wurden die notwendigen Verträge Anfang 2019 unterzeichnet.

Die BGE befindet sich in regelmäßigem Austausch mit der AGO und kann jederzeit über den aktuellen Stand zu den Bohrungen berichten. Über den weiteren Projektfortschritt werden wir darüber hinaus regelmäßig auf unserer Homepage berichten.

Nach Aufnahme aller Daten wird das geologische Modell der Asse aktualisiert. Zum Beispiel wird der Verlauf der geologischen Schichten und der Verlauf möglicher Grundwasserleiter in das Modell einfließen. Das Ergebnis wird mit den Daten der 3D-Seismik abgeglichen. Erkenntnisse aus der 3D-Seismik werden durch die Daten der Bohrungen gesichert bestätigt. Je nach Bedarf werden weitere Erkundungsmaßnahmen geplant und umgesetzt.

Eine 3D-Seismik ist ein Messverfahren, mit dem mit Hilfe von Schallwellen Bilder erzeugt werden, eine Art Ultraschall für den Untergrund. Die BGE hat während des Jahreswechsels 2019/2020 eine 3D-Seismik in der Asse umgesetzt. Die Auswertung der Daten findet derzeit statt. Ziel ist es, mehr Erkenntnisse über den tiefen Untergrund zu erhalten, um die Rückholung besser planen zu können. Weitere Informationen zur 3D-Seismik finden Sie im Themenschwerpunkt 3D-Seismik.

Alle Arbeiten, die wir unter Tage durchführen, stehen unter dem Vorzeichen, dass wir nicht wissen, wie sich der Lösungszutritt in Zukunft entwickeln wird. Um dieses Risiko zu minimieren und die Konsequenzen eines solches Szenarios zu begrenzen, wird die Notfallplanung umgesetzt. Die Maßnahmen der Notfallplanung sind Voraussetzung für eine erfolgreiche Rückholung der radioaktiven Abfälle aus der Schachtanlage Asse II.

Um das Risiko eines technisch nicht mehr beherrschbaren Lösungszutritts besser bewerten zu können, müssen mehr Kenntnisse über die Geologie und den Lösungszutritt gewonnen werden. Dazu dienen die Bohrungen.

Die gewonnenen Erkenntnisse haben auch Auswirkungen auf die weitere Rückholungsplanung. So kann es sein, dass Maßnahmen nicht wie geplant umgesetzt werden können und daher neu geplant werden müssen. An der grundsätzlichen Aufgabe, die radioaktiven Abfälle aus der Schachtanlage Asse II zurückzuholen, werden die Ergebnisse jedoch nichts ändern.

Der Begriff stammt aus der Isotopenmessung. Dabei wird das Verhältnis von schweren zu leichten Isotopen eines Elements angegeben. Delta 13C gibt zum Beispiel Auskunft über das Verhältnis der stabilen Isotope des Kohlenstoffs 12C und 13C in einer vorhandenen Probe gegenüber einem international definierten Standard. Solche Isotopenmessungen werden unter anderem auch in der Klimakunde vergangener Erdzeitalter (Paläoklimatologie) eingesetzt, um durch eine Verschiebung der Isotopenanteile nachzuweisen, ob Leben auf der Erde existierte oder wie hoch der CO2-Gehalt in der Atmosphäre gewesen ist.