sou · GQB363 · 2003-01-01 00:00:00 — Behovet av insatser för att beskriva och förstå reaktivering kommer att analyseras inom programmet för metodutvecklingen. KASAM anser att beskrivningen av behovet av respektavstånd mellan ett förvar och sprickor av olika utsträckning bör för- tydligas samt att argumenten för dessa avstånd bör vara väl underbyggda av publicerade forskningsresultat och empirisk erfarenhet. Frågor i samband med modellering av jordskalv och klimat- utveckling har belysts och kommer att belysas ytterligare av SKB. För förvarets säkerhet är det inte avgörande när ett jord- skalv eller en nedisning kommer att inträffa utan snarare hur förvaret kommer att påverkas av ett kraftigt skalv och hur det kommer att reagera då en inlandsis breder ut sig och trycker ner berggrunden. Sedda ur ett historiskt geologiskt perspektiv har jordskalv och landisar påverkat bergrunden vid åtskilliga till- fällen. Frågor om belastningens påverkan på ett kommande förvar och även frågeställningar om hur grundvattnet har syre- satts i samband med tidigare landisar bör intensifieras. I tektonikscenariot i SR 97 antas att sprickorna i förvarsberget är friktionsfria. Enligt riskanalysen av scenariet har detta an- tagande lett till en stor överskattning av risken för kapselbrott, eftersom det inte finns någon mothållande kraft vid skjuvningen. Å andra sidan visar erfarenheter från jordskalv att det är just friktionen som innebär att stora mängder töjningsenergi kan lagras i berget, och att denna energi frigörs abrupt i form av en skjuvrörelse när skjuvhållfastheten överskrids. Denna abrupta frigörelse av energi är orsaken till de skador som uppstår i omgivningen. Frågan är om en upplagring av energi i en spricka, på grund av dess friktion, kan leda till skador på kapseln, som är lika stora eller större än de som uppkommer vid avsaknad av friktion. Antagandet om friktionsfria sprickor och effekterna därav bör vara baserade på publicerade forskningsresultat. SR 97 och granskningen visar att behovet av ytterligare forsk- ning, som behandlar de rent mekaniska aspekterna på reakti- veringsprocessen (både primära rörelser i den seismiskt aktiva zonen och sekundära rörelser i förvarsbergets spricksystem), främst berör tektonikscenariot. SKB har i FUD-program 2001 identifierat tre prioriterade forskningsområden: 1) Prediktion av framtida skalvfrekvenser. 2) Mekanismer bakom skalv. 3) Effekter av skalv. Inom området effekter av skalv har en pilotstudie påbörjats för att beräkna deformationer hos förvarsbergets sprickor med hjälp av dynamiska numeriska modeller. Målsättningen är att ta fram samband mellan avstånd från skalvet, skalvets magnitud och maximal skjuvdeformation hos en given spricka. Ett program för att sammanställa information om dokumenterad inverkan av skalv på underjordsanläggningar skall ske i samarbete med SKB:s internationella systerorganisationer. KASAM bedömer att SKB:s planer för fortsatt forskning om jordskalv och klimatutveckling är motiverade och viktiga efter- som det fortfarande återstår osäkerheter i dessa frågor. En sprickrik berggrund injekteras normalt med fincement i traditionellt bergarbete och denna metod är och har varit fram- gångsrik. Man försöker således täta sprickorna med injekterings- medel som baseras på kalk. Nya rön från injektering med kiselpartiklar av kolloidal storlek (partiklar som är mindre än en tusendels millimeter) antyder att kisel kan användas som tät- ningsmedel. Kiselsyra, som ingår i de flesta bergarter, skulle kunna ge vissa fördelar jämfört med kalk eftersom den inte påverkar grundvattnets kemi lika mycket som kalk. Dess egen- skaper kan betyda att man eventuellt kan vinna vissa fördelar från långtidskorrosionssynpunkt. KASAM anser att SKB bör studera olika metoder för injektering i sprickor med syfte att åstadkomma en bestående begränsning av vattengenomsläppligheten i det berg som kommer att omge djupförvaret utan att den kemiska miljön i förvaret påverkas negativt. Bergets naturliga heterogenitet har tidigare konstaterats medföra de största osäkerheterna kring förståelsen och modelleringen av grundvattenströmning. Trots detta finns det inget program för att utveckla metodik för klassning av bergets heterogenitet vid de kommande platsundersökningarna. Därigenom kan det inte göras någon objektiv jämförelse mellan de tre platserna, inte heller ges det någon möjlighet att verifiera det statistiska an- greppssätt som måste utnyttjas för modelleringen. Övergående (transienta) effekter av landhöjningen har ana- lyserats i hydrogeologimodelleringen inom projekt (säker- hetsanalysen av SFR ). Däremot har inte relationen mellan landhöjningens intensitet i olika områden och sprickor- nas öppenhet och vattenavgivande förmåga utretts av SKB och något program för detta finns inte i FUD-program 2001. I ett sådant program måste också andra parametrar än sprickor och landhöjningsintensitet beaktas – till exempel grundvattenbild- ning, jordlagrens typ och mäktighet samt topografi – då effekten av dylika parametrar kan tänkas dölja effekterna av landhöjning. Projekt om inströmnings- och utströmningsområden samt kopplingen mellan ytnära och djupt grundvatten planeras – vilket hälsas med tillfredsställelse då dessa frågor varit dåligt belysta av SKB. Metodik för undersökningar av grundvattnet i jordlagren anges dock inte. Det är av särskild vikt att kunna fastställa dels grundvattenbildningen från jordlagren till berg- grunden, dels grundvattenbildningens storlek inom olika delar av platsundersökningsområdena samt på olika djup inom dessa. KASAM noterade i yttrandet över FUD-program 98 att SKB fått mycket längre transporttider vid nya beräkningar än vid tidigare numeriska modelleringar. SKB:s för- att lokala förhållanden snarare än regionala styr flödet på dessa djup förefaller sannolik. Vidare noterades att modellerna överskattat spricköppningarna med en faktor två jämfört med senare uppmätta värden. KASAM framhöll särskilt behovet att studera den hydrauliska kontakten mellan jordlager och berggrund. Frågor om transporttidens betydelse i jämförelse med andra hydrogeologiska och hydrokemiska förhållanden och i jäm- förelse med recipientens egenskaper är av särskild vikt. och , U.S. Geological Survey, skriver i sin rapport (Recharge-area nuclear waste repository in southeastern : Demonstration of hydrologic siting concepts and tech- niques) till SKI sista stycket i Conclusions: sites may be among the less desirable choices possible in the region (sydöstra ) in terms of these hydrogeologic safety factors, because the coast is a discharge area for a ground-water flow system of some scale, either regional or local. This result is true irrespective of the pro- perties of the bedrock. KASAM anser att mer schablonmäs- siga slutsatser, med utgångspunkter i amerikanska förhållanden, fordrar ett bemötande med utgångspunkt i de faktiska för- hållanden (till exempel orienteringen av vattenförande sprick- zoner respektive diabasgångar), som kan registreras i det regio- nala perspektivet vid de aktuella platsundersökningsområdena. SR 97 och den kompletterande texten i kapitel 2 i FUD- program 2001 ger även stöd för bedömning av behovet av fortsatt forskning för att få ett förbättrat dataunderlag. Exem- pelvis har beräkningarna av maximal total årsdos, enligt figur 2 4 i FUD-program 2001, resulterat i fördelningar av värden med Medelvärdena av dos-fördelningarna ligger dess- utom för Aberg i närheten av SSI:s riskgräns. KASAM förordar att SKB anger ett program för att utveckla metodik för klassning av bergets heterogenitet vid de kommande platsundersökningarna. KASAM anser att förhållandet mellan landhöjningens intensitet i olika områden samt sprickornas öppenhet och därmed vattenförande förmåga bör utredas. KASAM anser även att grundvattenbildningens storlek på olika djup bör utredas samt att grundvattenströmningen i ett regionalt perspektiv bör modelleras med hänsyn till de faktiska för- hållandena. SKB bör vidare redovisa betydelsen av grundvattnets transporttid i jämförelse med andra hydrogeologiska och hydro- kemiska förhållanden och i jämförelse med recipientens egen- skaper. 9.13Beslutsstödsmodeller för hantering av komplexa problem, till exempel geologiskt djupförvar av kärnkraftavfall KASAM har behandlat frågor om modeller för beslutsstöd vid hantering av grundvattenproblem i avsnitt 4.10.6 i KASAM:s rapport på kärnavfallsområdet 2001 (SOU 2001:35, ). Nedanstående redovisning är delvis hämtad från denna rapport. Resultat av till exempel grundvattenmodellering i olika skalor är endast ett av många underlag, som måste tas fram, värderas och vägas samman med resultat från såväl andra geovetenskapliga undersökningar, till exempel bergmekaniska och geokemiska, som tekniska utredningar. Dessa resultat måste också vägas samman med andra faktorer eller resultat från andra modeller i samband med beslutsfattandet. Det kan handla om ekonomiska värden, olika slags miljö- och kulturella värden. Det kan även röra sig om rena värdeomdömen. Det behöver inte finnas särskilt många faktorer, förrän ett problem blir mycket komplicerat och oöverskådligt. Ett stort antal olika system finns utvecklade för olika tillämpningar inom hydrologin. Principen med ett beslutsstödsystem är att förse en besluts- fattare, som står inför ett komplext och ostrukturerat problem, med beslutsunderlag till exempel för att jämföra olika platser vid lokalisering av ett djupförvar eller, mera i detalj, olika lägen för deponeringshål. Tanken är att med datorns hjälp snabbt kunna sammanställa och gå igenom mycket stora mängder information. Därmed kan man få bättre underlag till förhoppningsvis lägre kostnad. Det är viktigt att understryka att ett beslutsstödsystem är tänkt att vara ett stöd till beslutsfattaren, och inte ett system som fattar besluten. För enklare, mindre komplexa frågor, finns så kallade expertsystem. Det bör påpekas att vid användande av ett beslutsstödsystem kvarligger ansvaret hos beslutsfattaren. Beslutsstödsystem kan vara utformade på en mängd olika sätt. Centrala delar i ett beslutsstödsystem är någon typ av databas, som innehåller informationen, samt en modell, som från data- basen hämtar data, som bearbetas till ett beslutsunderlag och som kan väga samman och värdera för- och nackdelar med olika alternativ. De naturvetenskapliga modellerna används till att beräkna eller förutsäga konsekvenser till följd av olika scenarier eller indata. Särskilt intressanta system för SKB i samband med platsval torde vara de typer av system, som kan hantera olika typer av information, det vill säga system som kan hantera såväl resultat från modellerna som rena värdeomdömen. Traditionell så kallad kostnads-nytta-analys, som har varit den metod som tillämpats av miljöekonomer, anses numera vara ett otill- räckligt verktyg för att bilda grund för beslutsfattande. Därför har istället olika varianter av så kallad multipel-kriteria besluts- stödsmodeller (Eng. Multiple Criteria Decision Aid, MCDA) utvecklats. I figuren nedan illustreras hur MCDA används i beslutsprocessen för hantering av problem relaterade till grund- vatten. Exempel på användning av beslutsstöd med hjälp av multi- pel kriteriaanalys, NAIADE, för hantering av vattenresurs- problem (Enligt KASAM:s rapport på kärn- avfallsområdet 2001, SOU 2001:35) Enligt KASAM:s bedömning är det i hög grad angeläget att SKB tar vara på existerande kunskap inom beslutsstödsområdet, såväl nationellt som internationellt, samt utvecklar och prövar beslutsstödsmodeller inför platsvalet. Biosfären kan definieras som alla levande organismer i miljön, inklusive människan, samt den del av miljön med vilken män- niskan och de andra organismerna växelverkar. 10.2Övergripande mål och internationell samverkan Kapitel 9 i FUD-program 2001 utgör en tydlig och systematisk redovisning av biosfärsfrågorna med utgångspunkt i tidigare granskningar. framförda synpunkter bland annat från KASAM kommenteras till stor del. Underlagsrapporterna är aktuella och omfattande. I FUD-programmet beskriver SKB det program man har tagit fram för platsundersökningar av biosfären. Av underlagsrap- porter framgår det hur inventeringsarbetet närmare skall genom- föras. Data från platsundersökningarna avses ligga till grund för en fördjupad förståelse för biosfärsprocesserna samt för att ut- veckla modeller för säkerhetsanalyser baserade på platsspecifika data. I det fortsatta fördjupande arbetet kommer, enligt FUD- program 2001, en utökad publicering att ske i internationellt spridda tidskrifter. SKB förväntar sig att insamlingen och ana- lyserna av data kommer att skapa intresse hos svenska och internationella forskargrupper som arbetar med radioekologi och miljöproblem. De övergripande målen i FUD-programmet pekar enligt KASAM:s bedömning mot en hög ambitionsnivå. Enligt KASAM är det angeläget att de data som redovisas görs väl tillgängliga för nödvändig internationell granskning. Det är endast ett fåtal länder som i likhet med direkt föreskriver att miljön skall skyddas mot skadlig verkan av ut- släpp av radioaktiva ämnen. är det allmänna syn- sättet att miljön ges ett tillfredsställande skydd om människan skyddas. I FUD-program 2001 ger SKB en inblick i det internationella arbete som pågår inom biosfärsområdet. SKB deltar bland annat i (Framework for ASSessment of Environmental impacT) inom EU:s femte ramprogram. SSI leder detta projekt som väntas pågå till och med . Syftet med projektet är att ta fram ett regelverk och en metodik för säkerhetsanalyser, som kan förstås av besluts- fattare, men som också kan användas av de producenter som är ansvariga för en verksamhet och därmed för säkerhetsanalysen av verksamheten. Projektet kan få stor betydelse för insikt och kunskap om påverkan på miljön av utsläpp av radioaktiva ämnen. Det står också tydligt i presentation av sina mål att man har för avsikt att förse kärnenergiindustrin med redskap för att på bästa sätt hjälpa till med att utnyttja kärn- energins fulla möjligheter. FASSET skulle därmed bli ett använd- bart redskap för kärnkraftsindustrins säkerhetsanalytiker att tillmötesgå de allt strängare bestämmelserna om miljöskydd (FASSET – Kontrakt No, , 1, Kap. Det finns en styrka i ambitionen att, genom denna typ av samverkan, överbrygga gapet mellan verksamhetsutövare och myndigheter genom att anpassa metodik och regelverk så att de på bästa sätt kan begripas även av icke-fackmän men ändå vara ett tillräckligt underlag för experternas riskbedömningar. Svag- heten kan finnas i att man skapar ett dialogtillstånd där båda parter har intresse av att uppnå en jämvikt, som i första hand inte utgår från miljömålen utan snarare från kärnenergiindustrins intresse av kostnadseffektivitet. använder flera av SKB:s ekosystemtyper (myrmark, sediment, brackvatten och marin miljö) som refe- rensekosystem. Det kan därför finnas anledning att vänta sig att SKB använder sig av resultaten från vid sina säkerhetsanalyser. KASAM stödjer biosfärsprogrammets övergripande mål att med en modern kunskapsbas beskriva de från radiologisk synpunkt viktigaste processerna i biosfären samt att ge ett tillräckligt vetenskapligt stöd för att bedöma miljökonsekvenser av kon- struktion och drift av ett slutförvar. KASAM noterar speciellt den i FUD-programmet uttalade ambitionen att befästa och fördjupa kunskaperna i pågående projekt med bland annat ut- ökad publicering i internationella tidskrifter. KASAM delar SKB:s uppfattning om att det är viktigt att förmedla bolagets kunskaper internationellt för att erhålla synpunkter och för att få nödvändig vetenskaplig granskning. Spridningen av radionuklider till biosfär och människa sker i första hand via grundvattenflöden som passerar förvaret. För att sådan spridning skall kunna ske måste förvarets barriärsystem vara defekt, till exempel på grund av tillverkningsfel hos de kopparkapslar som innehåller bränslet, eller till följd av korro- sion i kapseln eller genom andra skador på kapseln. Grundvattnet har kontakt med olika vattensystem som brunnar, myr- och våtmarker, insjöar, vattendrag samt kust- och havsvatten. Grundvattnet kan också kontaminera åkerjord med radionuklider via grundvattentransport till odlingszonen och via bevattning. Vid en konsekvensbedömning av ett läckage från ett djupförvar av använt kärnbränsle är det utspädningsvolymerna i biosfärens olika vattensystem som till stor del avgör vilka kon- sekvenser, i form av stråldoser till människor, djur och växter, ett utsläpp får. Ett annat sätt för radionuklider från ett djupförvar att nå människan är via sedimentering på havs- och sjöbottnar, vilka efter framtida landhöjningar kan komma att torrläggas och senare uppodlas för livsmedelsproduktion. Med hänsyn till möjlig transport till biosfären kan det noteras att KASAM, i sitt yttrande över FUD-program 98, konstaterade att förhållandena i övergångszonen mellan berggrund och jord- lager är ett försummat forskningsområde som behöver aktiveras på grund av dess betydelse för bland annat utströmningen av radionuklider som transporteras med grundvattnet. – Generellt kan man säga att en fördröjning i storleksordningen 100 till av radionuklidtransporten kan förväntas i själva gräns- zonen innan en balans uppstår mellan inflöde av radionuklider från djupare grundvatten och utflöde av dessa ämnen via grund- vattnet till biosfären. FUD-program 2001 hänvisar bland annat till (säkerhetsanalysen av SFR ) i vilket man har studerat interaktioner i gränsskiktet mellan grundvatten i berg och ytliga- re grundvatten. SKB anger att man med bland annat fältstudier kommer att studera grundvattnets förmåga att följa vatten- förande lager i kvartära avlagringar (med möjlighet till utström- ning nära strandkanten). KASAM ansåg vid granskningen av FUD-program 98 även att risken för bildning av kolloider i samband med driften av djup- förvaret särskilt bör beaktas. KASAM konstaterade därvid att kolloidala partiklar, som normalt är sällsynta i djupa grund- vatten, kan bildas vid inträngning av luftsyre och därigenom föl- jande oxidation av till exempel tvåvärt järn samt att bentoniten skulle kunna frigöra kolloider i form av lerpartiklar. SKB har noterat att en stor del av radionukliderna i miljön kommer att vara bundna till partiklar, humuskomplex och orga- nismer. I FUD-program 2001 anges utveckling av systemekologiska modeller för beskrivning av flödet av partiklar (som organiskt material) i ett kustområde. Modellstudierna kommer att kompletteras med fältdata från platsundersökningarna. KASAM ansåg även, i den tidigare granskningen, att det är nödvändigt att undersöka och redovisa den omgivande bio- sfärens sammansättning och egenskaper för att bedöma ett tänkt förvars skyddsförmåga och möjligheter att uppfylla de krav som SSI hade ställt upp (i föreskrifterna SSI FS 1998:1 med bakgrund och kommentarer i SSI rapport 99:03). KASAM ansåg att be- tydelsen av dagens lokala biosfärsförhållanden och utström- ningsområden för platsvalet måste belysas. KASAM anser att en djupare förståelse för de hydrologiska sam- banden mellan ett djupförvar för använt kärnbränsle och olika ekosystem är i högsta grad önskvärd. Dessa kunskaper behövs för att man skall kunna göra en tillförlitlig bedömning av transportvägar och överföringshastigheter till biosfären i beräk- ningsmodellerna. I en sådan redovisning bör det finnas en be- dömning i fråga om till vilka områden som yt- eller grundvatten från förvaret kan transporteras. Redovisningen bör också inne- hålla en analys av radionuklidtransporten från berg till jord (från geosfär till biosfär). 10.4Radionuklider och andra ämnen Utsläpp av radioaktiva ämnen kan drabba hela biosfären. I säkerhetsanalysen tas hänsyn till andra delar av biosfären än människan, nu bland annat i form av mer realistiska process- orienterade beskrivningar . KASAM förutsätter att den samlade miljökonsekvensbedöm- ningen, som skall göras enligt bestämmelserna i 6 kapitlet 5 § , även kommer att innehålla en värdering av riskerna för kemisk-toxiska effekter av utläckande ämnen. SKB framhöll i FUD-program 98 att man inte lyckats för- medla en realistisk beskrivning av vilka risker ett djupförvar för använt kärnbränsle skulle innebära för människor och miljö. KASAM saknade i FUD-program 98 en analys av orsakerna och förslag till vad SKB avser att göra för att åtgärda detta problem. KASAM noterade även att SKB:s insatser inom om- rådet biosfärsstudier dittills hade varit begränsade och betonade vikten av att biosfärsdelen redovisas tydligt, inte minst på grund av allmänhetens intresse för den. KASAM konstaterar nu att FUD-program 2001 är tydligare vad avser fortsatta undersökningar av biosfären. Behovet av tydlighet förtjänar dock att uppmärksammas i den fortsatta risk- kommunikationen med allmänheten KASAM konstaterar att biosfärsmodellerna bör tillämpas på omsättningen av såväl radionuklider som andra ämnen, som exempelvis genom sin kemiska toxicitet kan påverka miljön. KASAM konstaterar även att redovisningen av resultaten från biosfärsstudierna bör utformas med hänsyn till allmänhetens intresse av att förstå riskerna med ett djupförvar och att kunna jämföra dessa med andra risker i samhället. I det mycket långa tidsperspektiv, som det är fråga om för ett slutförvar av använt kärnbränsle, kommer det att ske stora förändringar på förvarsplatsen. Detta gäller bland annat jord- lagren, de hydrologiska förhållandena och biosfären. Enligt KASAM:s bedömning är de för studier föreslagna ekosystemen (skog, myrmark och sediment) väl motiverade med hänsyn till dessa förändringar samt möjliga ackumulationseffekter och för- höjda exponeringar. Behovet av att utveckla kunskaperna om andra ekosystem bör dock uppmärksammas i den fortsatta dis- kussionen. Jordbruksekosystemet har sannolikt stor betydelse för över- föring av radionuklider till människan via födan. Upptag i skogs- produkter, till exempel (mykorrhizabildande) svampar och vilt, kan också ge stråldosbidrag via födan. Mossar och sediment till- hör de system där man har anledning att förvänta anrikning av radionuklider. KASAM har vid tidigare granskning även pekat på vikten av att studera förändringar av biosfärsförhållandena med tiden samt att bättre beskriva vad som sker efter en förslutning. I FUD-program 2001 beskriver SKB att man i SAFE-pro- jektet har utvecklat tidsberoende biosfärsmodeller samt gjort en första ansats att beskriva . KASAM bedömer att de i FUD-program 2001 för studier föreslagna ekosystemen är viktiga från strålskyddssynpunkt. KASAM anser att kunskaperna om jordbruksmarken (inklusive mark för produktion av energigröda) som ekosystem bör för- djupas med särskild hänsyn till framtida uppodling av tidigare ackumulationsbottnar i vattendrag, sjöar och hav samt användan- de av myrmark som kan innehålla förhöjda halter av radio- nuklider. I den fortsatta redovisningen är det angeläget att rele- vanta huvudtyper av ekosystem tas med för att skapa största möjliga underlag för val av ekosystem för den vidare gransk- ningen. 10.6Modellering, övervakning, krav och kriterier KASAM hänvisade i sitt yttrande över FUD-program 98 till SSI, som i sin granskning av programmet konstaterade att över- vakningen (moniteringen) kring ett förslutet förvar fortfarande var en öppen fråga. SKB hade nämnt mycket lite om kontrollen av förvarets funktion. KASAM ansåg att detta är en viktig fråga när det gäller att ge saklig information till allmänheten samt att det är angeläget att myndigheterna formulerar krav inom detta område. SSI har i föreskrifter (SSI FS 1998:1) angivit krav på hur hänsyn skall tas till strålningspåverkan på miljön. Hur SSI:s föreskrifter skall tillämpas har varit och är fortfarande inte helt klart. Diskussioner om tillämpningen av föreskrifterna har ägt rum mellan SSI och SKB. SKB har förstärkt utvecklingen av processbeskrivningar med mera för biosfärsrelaterade faktorer och kan därmed underlätta tillämpningen av föreskrifterna. Vid analys av strålskyddsaspekterna på alternativa lösningar krävs olika typer av optimeringar.