Thermomechanical Calculations Concerning the Design of a Radioactive Waste Repository In Rock Salt

Summary: Computer calculations concerning a nuclear waste repository will require a high accuracy in the prédictions of the deformations and the stability of the repository over very long times and therefore a hight level of sophistication in geomechanical modeling. For the Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) project near Carlsbad, New Mexico a benchmark II problem was stated in order to compare various computer codes with respect to their capability for calculating the thermal mechanical response of a hypothetical drift configuration for nuclear waste experiments and storage demonstration. Structural computations were made with ANSALT, a new FEM-code, especially developed for the analysis of thermomechanical processes related to the storage of heat producing radioactive wastes in rock salt. The computed results are illustrated and discussed. Zusammenfassung: Stabilitatsberechungen für ein Endlagerbergwerk für nukleare Abfälle erfordern geomechanische Modelle und Rechenverfahren, die es erlauben, zuverlässige Vorhersagen über thermomechanische Auswirkungen der Einlagerung auch über sehr lange Zeiträume zu machen. Für das “Waste Isaolation Pilot Plant (WIPP)” Projekt in New Mexico, U.S.A., wurden Vergleichsberechnungen mit verschiedenen Rechenprogrammen durchgeführt, um die Möglichkeiten, die Genauigkeit und Leistungsfähigkeit der verschiedenen Rechenprogramme zu untersuchen. Im Rahmen dieser Studie wurden Berechnungen auch mit dem von der BGR in Zusammenarbeit mit CD nach neuesten Erkenntnissen der Salzmechanik und der Rechentechnik entwickelten FEM-Programm ANSALT durchgeführt. Die Berechnungsergebnisse für eine hypothetische Lagerstrecke für wärmeentwickelnden radioaktiven Abfall unter Zugrundelegung einer differenzierten geologischen Situation werden dargestellt und erläutert. Resume: Les calculs de stabilité pour des installations souterraines d’enfouissement requièrent des modèles géomécaniques aussi que des procédés de calculs permettant de faire, même sur de très Ionques périodes, des pronostics sûrs en ce qui concerne les conséquences thermoméchaniques d’enfouissement. Pour le “Waste Isolation Pilot Plant (WIPP)”, Projet à New Mexico, U.S.A., ont été effectués des calculs de comparaison, avec différents programmes de calcul afin d’étudier les possibilités, l’exactitude et le reniement des différents programmes de calcul. C’est dans le cadre de cette étude que les calculs ont été réalisés avec également le FEM- Programm ANSALT, mis au point par le BGR en collaboration avec le CD, d’après les théoris les plus récentes de la mécanique du sel et de la technique de calcul. On y décrit et y expliquer les résultats de calculs concernant une galerie pour des déchets radioactifs thermoqènes, et ce, en prenant pour base une situation géologique différenciée.