Development and testing of redundant optical fiber sensing systems with self-control, for underground nuclear waste disposal site monitoring. Vol. 1: Summary and evaluation Final report / Entwicklung und Erprobung redundanter faseroptischer Messsysteme mit Selbstkontrolle zur Endlagerueberwachung. Bd. 1: Zusammenfassung und Auswertung Abschlussbericht

Fiber optic sensors have been developed or further developed, for specific tasks of the research project reported, as for instance detecting and signalling changes of geophysical or geochemical parameters in underground waste storage sites which are of relevance to operating safety. Such changes include e.g. materials dislocations, extensions, temperatures, humidity, pH value and presence of gaseous carbon dioxide and hydrogen. The measuring principle chosen is the fiber Bragg Grating method, as a particularly versatile method easy to integrate into fiber optic networks. After development and successful lab-scale testing of all sensors, except for the gas sensors, field test systems have been made for underground applications and have been tested in situ in the experimental Konrad mine of DBE. Most of the problems discovered with these tests could be resolved wihtin the given project period, so that finally field-test proven sensing systems are available for further activities. The report explains the system performance with a concrete example which shows inter alia beneficial aspects of the system with respect to on-site operation, and the potentials offered in establishing more direct connections between numerical safety analyses and measured results. (orig./CB) / Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurden faseroptische Sensoren entwickelt bzw. weiterentwickelt, die in der Lage sind, Veraenderungen relevanter geophysikalischer und geochemischer Groessen im Bereich der Grubenraeume zu signalisieren, die zu einer Gefaehrdung der Betriebssicherheit fuehren koennten. Im einzelnen sind dies Verschiebungen, Dehnungen, Temperatur, Feuchtigkeit, pH-Werte und Gasgehalte an Kohlendioxid und Wasserstoff. Als Messprinzip wurde aus den moeglichen optischen Verfahren das 'Bragg-Gitter' Prinzip zur Entwicklung gewaehlt, da es besonders vielseitig ist und sich gut in groessere optische Netzwerke integrieren laesst. Nach Entwicklung und erfolgreichem Test der Sensoren im Labor wurden, mit Ausnahme der Gas-Sensoren, Testsysteme fuer einen untertaegigen Einsatz gefertigt und in der Schachtanlage Konrad der DBE in-situ getestet. Die im Rahmen dieser in-situ Tests aufgetretenen Probleme konnten zum groessten Teil noch innerhalb der Projektlaufzeit geloest werden, so dass am Ende Messsysteme zur Verfuegung stehen, die ihre Funktionalitaet unter in-situ Bedingungen bewiesen haben. Eine Anwendungsmoeglichkeit im Rahmen einer Endlagerueberwachung wird fuer ein vorgegebenes Grubengebaeude aufgezeigt, die neben betrieblichen Vorteilen auch eine engere Verknuepfung zwischen numerischen Sicherheitsanalysen und messtechnischer Beobachtung ermoeglicht. (orig.) / SIGLE / Available from TIB Hannover: F01B51+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische Informationsbibliothek / Bundesministerium fuer Wirtschaft und Technologie (BMWi), Berlin (Germany) / DE / Germany