Unsichtbares sichtbar machen

Stephan Szigeti muss nur die Maus auf seinem Schreibtisch etwas drehen und schon steht die gesamte Asse auf dem Kopf, vom Deckgebirge über den Salzstock bis zum Bergwerk darin. Nun kann er am Bildschirm genau eine Position im Salzgestein inspizieren, an der ein neuer Raum entstehen soll. Der Bergbauingenieur nutzt dafür eine Software zur Bergwerksplanung, die die Anlage samt umliegendem Gestein dreidimensional darstellt. Alle Kammern, Schächte, Bohrlöcher oder Gesteinsschichten werden dabei bis ins Detail in Blau, Orange oder Grün angezeigt.

Szigeti ist Gruppenleiter Rückholbergwerk bei der BGE und damit verantwortlich für die Planung der neuen Anlage, über die in Zukunft der Atommüll aus der Asse geholt werden soll. In seinem 3D-Modell kann er sich mit einigen Mausklicks zum Beispiel anzeigen lassen, wo die Grenzen des Salzstocks verlaufen oder an welcher Stelle welche Art von Gestein liegt. „Wir können in dem Modell genau identifizieren, wo wir geeignete geologische Schichten finden, in denen wir das Rückholbergwerk sicher anlegen können“, sagt Szigeti. Die Planungsgruppe feilt bereits an Details für die Errichtung eines neuen Schachts für die Rückholung.

Die 3D-Darstellung, mit der Stephan Szigeti und seine Kolleg*innen derzeit das Rückholbergwerk planen, ist das Ergebnis von großflächigen Erkundungsarbeiten im Asse-Bergwerk und in der näheren Umgebung. Mit ihnen legt die BGE die Grundlage für eine behördliche Genehmigung des Projekts Rückholung und danach für eine sichere Stilllegung. Verantwortlich für das Erheben der Daten ist Martina Herold, die Leiterin Erkundung in der Abteilung Geowissenschaften der BGE: „Wir sorgen dafür, dass das Projekt alle notwendigen Informationen hat, um sicher planen zu können: damit es vorangeht“, erklärt die Geologin. Um das zu erreichen, haben Herold und ihr Team das Wissen von Expert*innen unterschiedlichster Fachrichtungen zusammengeführt. In den vergangenen Jahren wurde die Asse auf diese Weise mit einem ganzen Baukasten an unterschiedlichen Techniken und Methoden von allen Seiten durchleuchtet.

Zentral war dabei die sogenannte 3D-Seismik. Bei diesem Verfahren werden Schallwellen in den Boden gesendet und dann Reflexionen von diesen empfangen, die von unterschiedlichen Gesteinsformationen abprallen. An rund 30.000 Punkten rund um die Asse schickten im Frühjahr 2020 sogenannte Vibrationsfahrzeuge mit absenkbaren Bodenplatten seismische Wellen in den Untergrund. Die 24 Tonnen schweren Trucks fuhren dabei extra mit reduziertem Reifendruck, um Felder, Wege und Wiesen zu schonen. An rund 6.000 nicht befahrbaren Stellen, vor allem im Wald, wurden die Wellen mit kleinen Sprengungen in Bohrlöchern erzeugt. Rund 45.000 kabellose Messgeräte, die per GPS an exakt festgelegten Positionen auslagen, zeichneten anschließenddas Echo aus dem Untergrund auf. Auf diese Weise ließen sich die geologischen Strukturen der Asse bis in über 2.000 Meter Tiefe erfassen. Ergänzt wurde die Erkundung durch weitere Methoden – von Bohrungen über und unter Tage, verschiedenen geophysikalischen Verfahren wie Radar und anderen Bohrlochmessungen bis zum Einsatz von Akustiksensoren, die jedes Knistern und Knacken im Salzstock registrieren. „Wir haben sehr genau in den Untergrund geschaut“, sagt die Erkundungsleiterin Herold, „und die Kombination unterschiedlicher Erkundungsmethoden hat uns dabei sehr aufschlussreiche Informationen zur geologischen Struktur geliefert.“

Die ganzen Informationen stecken in einem riesigen Datenberg. Dazu kommen aus Erkundungsbohrungen über und unter Tage rund 5.600 Meter Bohrkerne, die genau untersucht wurden, und zahlreiche Messdaten aus den Bohrlöchern. All diese Daten landeten auf den Schreibtischen von Dr. Christian Buxbaum-Conradi und seinem Team. Er ist Gruppenleiter Geomodellierung bei der BGE – und damit verantwortlich dafür, dass die teils sehr unterschiedlichen Informationen in jenes dreidimensionale Modell einfließen, mit dem sich die Geologie der Asse per Mausklick von allen Seiten betrachten lässt. „Wir fügen Schritt für Schritt immer neue Erkenntnisse hinzu und entwickeln das Modell damit fortlaufend weiter“, erklärt Buxbaum-Conradi. Das Resultat ist die erste vollräumliche Darstellung der Asse in hoher Auflösung überhaupt. Darauf lässt sich nun an jedem Punkt – und nicht nur in bestimmten geologischen Schnitten – exakt erkennen, welche Gesteinsarten in welcher Tiefe und in welcher Dicke vorkommen und in welchen Bereichen die Schichten eher fest oder eher aufgelockert sind. Im Modell wurden auch Bruchflächen im Gestein genau festgehalten, die im Laufe der Salzstockbildung entstanden sind. Entsprechende Strukturen sowie auch potenziell wasserführende Schichten lassen sich gut im Modell verfolgen. „Wir können all das heute zum ersten Mal in hoher Qualität dreidimensional darstellen“, sagt Buxbaum-Conradi.

Das 3D-Modell können nun alle beteiligten BGE-Abteilungen aufrufen, wenn sie sich ein genaues Bild von der Lage vor Ort verschaffen möchten. Dazu gehört auch das Team von Dr. Grit Gärtner, die als Gruppenleiterin Sicherheitsanalysen bewertet, mit welchen Risiken der Betrieb des Bergwerks und die zukünftige Stilllegung der Asse verbunden sein können. „Wir schauen uns alle Daten aus den Erkundungen und das daraus entstandene 3D-Modell genau an, erstellen auf dieser Basis die verschiedenen Berechnungsmodelle – und dann fangen wir an zu rechnen“, sagt sie.

Ob die Rückholung der radioaktiven Abfälle gelingt, ist nicht sicher. Gärtner und ihre Gruppe schätzen über Modellrechnungen – sogenannte Konsequenzenanalysen – ab, welche Menge an Radioaktivität nach einem Verschluss des Bergwerks aus der Anlage an die Oberfläche gelangen kann und wie lange das dauern könnte. Anschließend wird die daraus resultierende Belastung für Mensch und Umwelt berechnet. Dabei geht es um die Sicherheit der Region. Solche Berechnungen können sich Zehntausende von Jahren in die Zukunft erstrecken.

Ziel von Gärtner und ihren Kolleg*innen sind belastbare Sicherheitsanalysen für die Rückholung und Stilllegung, die auch ein akribisches Genehmigungsverfahren überstehen. Nach Betrachtung aller nun erhobenen Informationen und des daraus entstandenen 3D-Modells ist das Urteil der Sicherheitsexpertin Gärtner eindeutig: „Es ist eine Herausforderung und noch ein ordentliches Stück Weg“, sagt sie, „aber wir werden es schaffen, mit unseren Sicherheitsanalysen das Genehmigungsverfahren erfolgreich zu durchlaufen.“ Mehr zu den Ergebnissen der Untersuchungen und ihre Auswirkungen auf die Bergung der Abfälle aus der Asse lesen Sie auch im Interview auf Seite 12.