ABSTRACT:

In the German concept for the direct disposal of spent fuel, the fuel rods are to be placed in Pollux casks in drifts in salt rock, which are then backfilled with crushed salt. A demonstration of this is being conducted in the Asse salt mine to test the thermomechanical behavior of backfill and rock. The test area consists of two parallel drifts. Three heater casks were placed in each drift. Temperature, deformation, stress, density, compaction, and permeability are being measured in the rock and the backfill. As a consequence of heating, the deformation of the rock and the drift closure are distinctly accelerated, and an increase in the stresses in the rock and backfill can be observed. At present, steady-state conditions are not reached. The test will be continued until the observed response of backfill and salt rock can be extrapolated to longer time periods.

ZUSAMMENFASSUNG:

Das deutsche Referenzkonzept der direkten Endlagerung ausgedienter Brennelemente sieht deren Einlagerung in Pollux-Behaltern in den Strecken eines Endlagers im Salzgebirge und das Versetzen dieser Strecken vor. Dazu wird im Salzbergwerk Asse ein Demonstrationsversuch durchgefuehrt, um das thermomechanische Verhalten von Versatz und Salzgebirge experimentell zu untersuchen. Das Versuchsfeld umfaβt zwei parallele Versuchsstrecken, in denen je drei beheizbare Versuchsbehalter installiert wurden. Das Testprogramm umfaβt Temperatur-, Verformungs-, Spannungs-, Dichte-, Kompaktions- und Permeabilitatsmessungen im Salzgebirge und im Versatz. Infolge der ueber Zweijahrigen Aufheizung ist eine deutliche Beschleunigung der Gebirgsverformungen und der Streckenkonvergenzen sowie eine Zunahme der Spannungen im Gebirge und Versatz zu beobachten, ohne daβ jedoch ein stationarer Zustand erreicht worden ist. Der Versuch wird solange fortgesetzt, bis die beobachtete Reaktion von Versatz und Gebirge auf gröβere Zeitraume extrapoliert werden kann.

RESUME:

Le concept developpe en Allemagne pour Ie stockage direct des elements de combustibles epuises prevoit leur depôt sous reservoirs Pollux dans des galeries de stockage definitif en gisement de sel gemme, et Ie remblayage de ces galeries. La mine de sel de Asse sert de cadre à un test de demonstration, visant à la determination experimentale des comportements thermomecaniques des produits deposes et du gisement de sel gemme. Le champ experimental est constitue par deux galeries d'essai parallèles, ayant chacune reçue l'installation de trois reservoirs test chauffables. Le programme de tests porte sur les mesures de temperature, deformation, contrainte, densite, compaction et permeabilite du gisement de sel gemme et des depôts. Consecutivement à un chauffage de plus de deux an, il est constate une notable acceleration des deformations du gisement rocheux et des convergences des galeries, tout comme une augmentation des contraintes dans le gisement rocheux et les accumulations de depôts, sans qu'il ait ete pourtant atteint un etat stationnaire. Le programme experimental sera poursuivi jusqu'à ce que les reactions du gisement rocheux et des accumulations de depôts observees puissent être extrapolees en fonction de leur comportement à long terme.

1 INTRODUCTION

In the German concept for the direct disposal of spent fuel, the fuel rods are to be placed in self-shielding Pollux casks in drifts in salt rock, which are then backfilled with crushed salt (Kernforschungszentrum Karlsruhe 1989). The planned drifts are to be several hundred meters long, with up to thirty containers per drift. To demonstrate that this concept can be realistically put into practice, a largescale test called ‘Thermal Simulation of Drift Emplacement (TSDE)’ is being carried out in the Asse salt mine. This test is conducted jointly with the Kernforschungszentrum Karlsruhe (K£K), the Forschungszentrum fuer Umwelt und Gesundheit (GSF), the Deutsche Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern fuer Abfallstoffe (DBE), and the Bundesanstalt fuer Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), supported by the Bundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT).

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