Charakterisierung des Opalinustons

Der Opalinuston wird wegen seinen speziellen Eigenschaften wie sehr geringe hydraulische Durchlässigkeit, Selbstabdichtung von Klüften und Rückhaltung von Radionukliden als Wirtsgestein für die geologische Tiefenlagerung von radioaktiven Abfällen detailliert untersucht

Ein Bohrkern aus dem Opalinuston.
Opalinuston-Bohrkern

Das Einschlussvermögen des Opalinustons wird durch seine physikalischen und chemischen Eigenschaften charakterisiert. Dabei gilt das Hauptinteresse der hydraulischen Durchlässigkeit und der Fähigkeit zur Selbstabdichtung von Rissen und Klüften, sowie dem Diffusionsverhalten von Radionukliden im Tongestein. Wenn Feuchtigkeit in offene Entlastungsklüfte eindringt, schwillt der Opalinuston; offene Risse, die während des Stollenbaus oder bei einem Erdbeben entstanden sind, werden dabei geschlossen.

Durch diese Selbstabdichtung vermindert sich die hydraulische Durchlässigkeit, die wieder Werte des ungestörten Gesteins erreicht. In verschiedenen Experimenten werden diese Zusammenhänge untersucht. Das Diffusionsverhalten von Radionukliden und das Rückhaltevermögen werden zum Beispiel im Experiment DR (Diffusion and Retention) untersucht. In einem kleinen Bohrloch wird ein abgetrenntes Testintervall mit Wasser aufgesättigt und anschliessend eine kontrollierte Menge radioaktiver Markierstoffe (z. B. Tritium) zugegeben. Nach frühestens einem Jahr wird das kleine Loch überbohrt. Am neuen und grösseren Bohrkern wird nun untersucht, wie weit der Markierstoff ins Gestein eingedrungen ist (vgl. Foto unten). Dabei breiten sich nichthaftende Radionuklide (z. B. Tritium) schneller aus als stark haftende (sorbierende) Radionuklide, wie z. B. Caesium und Kobalt, wie sie in einem Tiefenlager für radioaktive Abfälle vorhanden sein werden. Die Aktivität der eingesetzten Radionuklide liegt dabei weit unter der Freigrenze.