PHREEQC - Modellierung des Transportes von CO2 in hochsalinaren Lösungen eines Endlagers
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Veröffentlicht: |
Köln ; Garching b. München ; Berlin ; Braunschweig
GRS
2014
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323 |
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1 EINFUEHRUNG UND UEBERBLICK
...........................................................................
1
1.1
PROBLEMSTELLUNG..............................................................................................
1
1.2
ALLGEMEINES.....................................................................................................
2
1.2.1 ENDLAGERKONZEPT
GORLEBEN.............................................................................
2
1.2.2 C 02-T
RANSPORTMODELLIERUNG............................................................................
4
1.2.3 GEOCHEMISCHE
RECHENCODES.........................................................................
5
1.2.4 THERMODYNAMISCHE
DATENBASEN....................................................................5
2
METHODIK........................................................................................................
7
2.1
GRUNDLAGEN.....................................................................................................
7
2.1.1 WECHSELWIRKUNGEN IN
LOESUNGEN....................................................................7
2.1.2 THERMODYNAMIK VON
REAKTIONEN...................................................................8
2.1.3
KOHLENSAEURE-GLEICHGEWICHT...........................................................................
9
2.1.4
KALK-KOHLENSAEURE-GLEICHGEWICHT.................................................................10
2.1.5
SAETTIGUNGSINDEX.............................................................................................
10
2.1.6 IDEALES
GASGESETZ........................................................................................11
2.1.7
HENRY-GESETZ................................................................................................
12
2.1.8
ADVEKTION......................................................................................................
12
2.1.9
DIFFUSION........................................................................................................
13
2.2
PHREEQC.....................................................................................................
14
2.2.1
EINGABEDATEI.................................................................................................
15
2.2.2 THERMODYNAMISCHE
DATENBASIS...................................................................15
2.2.3 NUMERISCHES
LOESUNGSVERFAHREN..................................................................16
2.2.4
AUSGABEDATEI................................................................................................
17
2.3 PHREEQC-MODELLIERUNG AUF
GRS-RECHENCLUSTER......................................17
2.4 POST-PROCESSING MIT
MATLAB......................................................................
18
3 KONZEPTIONELLES MODELL AM BEISPIEL
GORLEBEN.......................................19
3.1
GEOMETRIE.....................................................................................................
19
3.2
LOESUNGSANGEBOT UND -ZUSAMMENSETZUNG
.................................................. 22
3.3 GASBILDUNG BEI KORROSION DER BEHAELTER UND DER RADIOAKTIVEN ABFAELLE
.......
24
3.4 TRANSPORTMODELLIERUNG UND -PROZESSE
..........................................................
26
4 NUMERISCHE SIMULATION MIT PHREEQC
...........................................
29
4.1 PROGRAMMTECHNISCHE RANDBEDINGUNGEN
....................................................
29
4.2 GEOCHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG DER INITIALEN LOESUNGEN
........................
30
4.3 INITIALE VERTEILUNG DURCH
DIFFUSION.................................................................31
4.4 LOESUNGSTRANSPORT DURCH
ADVEKTION...............................................................32
4.5 REALISIERUNG EINES KONSTANTEN
MASSENSTROMS............................................33
5 ERGEBNISSE DER
MODELLIERUNGEN................................................................35
5.1 VERTEILUNG DER LOESUNGSSPEZIES DURCH
DIFFUSION..........................................35
5.2 LOESUNGSTRANSPORT DURCH
ADVEKTION...............................................................37
5.2.1 C
02.................................................................................................................37
5.2.2 AQUATISCHE C-SPEZIES
..................................................................................
42
5.2.3 SAETTIGUNGSINDIZES AUSGEWAEHLTER
MINERALPHASEN.........................................46
5.2.4 BILDUNG VON
MAGNESIT...................................................................................
48
5.2.5 ISOTOPENAUSTAUSCH MIT 14C
...........................................................................
51
5.3
PARAMETERVARIATIONEN.....................................................................................55
5.3.1 C 02-PARTIALDRUCK BIS 1
BAR............................................................................
55
5.3.2 C 02-PARTIALDRUCK UEBER 1
BAR.........................................................................
59
5.3.3
CALCIUM..........................................................................................................62
5.3.4
EISEN..............................................................................................................66
5.3.5
KALIUM............................................................................................................67
6
6.1
6
.
1.1
6.2
6
.
2.1
6
.
2.2
6.2.3
6.2.4
6.2.5
DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNGEN
AQUATISCHE SPECIES..............................................
SCHLUSSFOLGERUNG FUER DIE TRANSPORTMODELLIERUNG.
WEITERE FAKTOREN
..................................................
C 02-PARTIALDRUCK
..................................................
CALCIUM.................................................................
EISEN.....................................................................
KALIUM...................................................................
TEMPERATUR............................................................
69
69
71
72
72
72
75
75
75
6.3 EINSATZ VON PHREEQC ZUR TRANSPORTMODELLIERUNG
.....................................
77
7 ZUSAMMENFASSUNG
....................................................................................
79
8 LITERATURVERZEICHNIS
...................................................................................
81
ABBILDUNGSVERZEICHNIS..............................................................................
89
TABELLENVERZEICHNIS...................................................................................
93
FORMELZEICHENVERZEICHNIS........................................................................
95
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS.............................................................................
97
VERWENDETE
SOFTWARE.................................................................................
99
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