CEBAMA

Übergeordnetes Ziel des kollaborativen HORIZON-2020-EURATOM-Projekts Cebama (Zementbasierte Materialien, Eigenschaften, Entwicklung, Barrierefunktionen) war die Unterstützung der Implementierung der geologischen Tiefenlagerung radioaktiver Abfälle durch Verbesserung der wissenschaftlichen Grundlagen für den Sicherheitsnachweis. Zementbasierte Materialien sind in diesem Zusammenhang von großer Bedeutung, da sie als Abfallformen, zur Streckenauskleidung und als Strukturmaterialein oder als Bestandteil von Abdichtungsbauwerken in verschiedenen Wirtsgesteinen und Endlagerkonzepten zum Einsatz kommen. Spezifische Ziele von Cebama waren (i) experimentelle Untersuchungen zu Grenzflächenprozessen zwischen zementbasierten Materialien und dem Wirtsgestein von Endlagern oder Bentonit sowie deren spezifische Auswirkungen auf Transporteigenschaften und -prozesse, (ii) die Quantifizierung der Radionuklidrückhaltung unter stark alkalischen pH-Bedingungen, wie sie für zementbasierte Materialien typisch sind, und (iii) die Entwicklung umfassender Modellierungsansätze. Die Modellierungsstudien dienten der Interpretation der Ergebnisse und der Vorhersage der langfristigen Entwicklung wichtiger Transporteigenschaften wie Porosität, Permeabilität und Diffusionsparameter, insbesondere an der Grenzfläche zwischen zementbasierten Materialien und den technischen sowie natürlichen Barrieren.

Ziel unserer Untersuchungen war es, das mechanistische Verständnis der Rückhaltung von Radionukliden in zementbasierten Werkstoffen zu vertiefen und die Relevanz von Degradationsprozessen für die Festphasenspeziation von Radionukliden in gealtertem Beton zu bewerten, wobei experimentelle und rechnergestützte Ansätze kombiniert wurden. Um die Beiträge einzelner Zementhydratationsphasen zur Rückhaltung von 226Ra und anionischen Radionuklidspezies von Mo, Se oder I zu entschlüsseln, wurde zusätzlich zu Untersuchungen an ausgehärteten Zementsteinen ein Bottom-up-Ansatz verwendet. Darüber hinaus wurden Beiträge zu einer Benchmark-Studie zur reaktiven Stofftransportmodellierung langfristiger Wechselwirkungen zwischen zementbasierten Barrieren und dem Wirtsgestein Tongestein geliefert.