Sondierbohrungen: Einblick in die Tiefe des Untergrundes

Das Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK) bewilligte am 21. August 2018 drei der insgesamt 22 von der Nationalen Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) eingereichten Gesuche für Sondierbohrungen. Mit den Sondierbohrungen (genauer: Tiefbohrungen) wird die Nagra ab 2019 den geologischen Untergrund genauer untersuchen. Darauf gestützt wird die Nagra gegen 2022 bekanntgeben, für welche Standorte sie Rahmenbewilligungsgesuche für den Bau von geologischen Tiefenlagern ausarbeiten wird. In einem Interview berichtet Jürg Neidhardt, Nagra-Projektleiter der Tiefbohrungen, über das Ziel der Sondierbohrungen, den Ablauf und den Aufbau des Bohrplatzes.

Herr Neidhardt, die Tiefbohrungen sind dazu da, den Untergrund genauer zu untersuchen. Was heisst das konkret? Was erhofft sich die Nagra aus den Bohrungen?

Tiefbohrungen schaffen eine Datenbasis für die Standortwahl geologischer Tiefenlager. Zusammen mit anderen Untersuchungen, wie den 3D-seismischen Messungen, werden Daten über das Gestein im Untergrund ermittelt. Bei einer Tiefbohrung werden mehrere hundert Meter Bohrkerne gezogen, welche im Labor untersucht werden. Dadurch können unter anderem die Dichte, Mächtigkeit, Zusammensetzung und bautechnischen Eigenschaften erforscht werden. Zusammen mit den Resultaten aus den 3D-seismischen Messungen kann dann ein dreidimensionales Modell des Untergrundes erstellt und es können allfällige tektonische Störungen abgebildet werden. Die Untersuchungen des Gesteins ermöglichen Prognosen über die Langzeitsicherheit der Tiefenlager an den verschiedenen potenziellen Standorten.

In Berichten über die Quartärbohrungen ist auf Bildern ein einfacher gelber Turm zu sehen. Ist das alles, was es auch für die Tiefbohrungen an Installation braucht? Wie wird der Bohrplatz genau aufgebaut und was braucht es für die reibungslose Durchführung von Tiefbohrungen?

Bei einer Tiefbohrung gestaltet sich der Bohrplatz komplexer als bei Quartärbohrungen. Während bei Quartärbohrungen weniger tief gebohrt wird und nur ein kleines Bohrgerät notwendig ist, braucht es bei Tiefbohrungen, neben dem höheren Bohrturm, auch einiges mehr an Zusatzequipment. So braucht es z. B. Material für Tests am Bohrkern, die bereits vor Ort durchgeführt werden. Ausserdem braucht es Material für die Verpackung des Kerns, damit er, nachdem er an die Oberfläche gebracht wurde, nicht austrocknet und danach in den Labors weitere Untersuchungen vorgenommen werden können.

Was wird aus den Bohrkernen genau ermittelt?

Während bei den Quartärbohrungen vor allem ermittelt wird, welche Arten von Gestein sich im Untergrund befinden und wie die jüngste Erdgeschichte aussieht, sind die Analysen der Bohrkerne bei Tiefbohrungen umfassender und betreffen vor allem auch das Wirtgestein für ein Tiefenlager. Vom Bohrkern werden vor Ort bereits erste Scans gemacht, damit wir Bilder vom «frischen» Bohrkern haben. Danach kommt der Bohrkern ins Labor, in welchem das Gestein noch detaillierter untersucht wird.

Wie lange besteht der Bohrplatz und wie viele Stunden am Tag wird effektiv gebohrt?

Damit das Bohrloch stabil bleibt, wird rund um die Uhr gebohrt. Es braucht die dauernde Zirkulation der Bohrspülung. Ohne die Bohrspülung gibt es keinen Gegendruck und das Bohrloch stürzt ein. Mit der Bohrspülung wird das gelöste Material an die Oberfläche gespült. Die Spülung besteht meistens aus einer «schlammig» aussehenden Mischung aus Wasser und Bentonit (einem natürlichen Tonmaterial). Im Schnitt dauert eine Bohrung etwa 6 bis 8 Monate. Es kann sein, dass nicht an allen Orten, für die das UVEK eine Bewilligung erteilt hat, gebohrt wird oder auch, dass die Nagra noch für weitere Orte Gesuche einreichen wird. Dies wird erst aus den Resultaten der laufenden Auswertung der 3D-Seismik und den ersten Tiefbohrungen ersichtlich.

Sie möchten noch mehr darüber erfahren, wie eine Tiefenbohrung funktioniert und was dabei erforscht werden kann? Begeben Sie sich auf eine interaktive Reise in den Untergrund.

Seraina Branschi, Fachspezialistin Grundlagen Entsorgung, BFE