sou · GQB363 · 2003-01-01 00:00:00 — KASAM – för kärnavfallsfrågor – inrättades och är en fristående vetenskaplig kommitté inom med upp- gift att utreda frågor om kärnavfall och avställning av kärntekniska an- läggningar samt att lämna regeringen och vissa myndigheter råd i dessa frågor. Ledamöterna – som är kvalificerade vetenskapsmän från svenska och nordiska universitet och högskolor – representerar oberoende sakkunskap inom olika områden av betydelse för slutförvaringen av radioaktivt avfall, inte enbart inom teknik och naturvetenskap utan också inom ämnen som etik, psykologi och samhällsvetenskap. Det åligger KASAM att , i ett särskilt betänkande, redo- visa sin självständiga bedömning av kunskapsläget på kärnavfallsområdet. En annan viktig del av KASAM:s verksamhet är att erbjuda ett forum för oliktänkande och för sakkunniga inom och utom landet att diskutera kärnavfall och därmed anknutna frågor. Ett antal seminarier har hållits ge- nom åren. I KASAM:s uppdrag ingår också att redovisa sin självständiga be- dömning av det program för forsknings- och utvecklingsverksamhet – om bland annat slutförvaring av använt kärnbränsle – som de svenska kärn- kraftföretagen upprättar . Föreliggande rapport utgör KASAM:s yttrande till regeringen över Svensk Kärnbränslehantering AB:s FUD-pro- gram 2001 – program för forskning, utveckling och demonstration av me- toder för hantering och slutförvaring av kärnavfall. KASAM, , 103 33 POSTADRESS: 106 47 teknikutveckling och forskning – Kärnavfall – forskning och teknikutveckling KASAM:s yttrande över SKB:s FUD-program 2001 Till Statsrådet och chefen för Yttrande över Svensk Kärnbränslehantering AB:s FUD-pro- gram 2001 – program för forskning, utveckling och demon- stration av metoder för hantering och slutförvaring av kärn- avfall KASAM – för kärnavfallsfrågor – har enligt direktiv (1992:72) bland annat som uppgift att för regeringen redovisa sin självständiga bedömning av det program för forsknings- och utvecklingsverksamhet (FUD-program) – om slutförvaring av använt kärnbränsle med flera avfallsfrågor – som de svenska kärnkraftföretagen genom () skall avge . Föreliggande rapport utgör KASAM:s yttrande till regeringen över SKB:s FUD-program 2001. KASAM:s granskning har i huvudsak skett genom insatser av kommitténs ordförande , övriga ledamöter , sakkunnige , experter samt sekreterare . KASAM föreslår regeringen att konstatera att reaktorinne- havarna genom SKB:s FUD-program 2001 har uppfyllt kraven i 12 § lagen (1984:3) om kärnteknisk verksamhet (kärnteknik- lagen). KASAM – för kärnavfallsfrågor KASAM:s granskning av FUD-program 2001 ................ Vatten- och gastransport i bränslekapselns hålrum ......... Skador på kapslingsrör ....................................................... Speciering, kolloidbildning ................................................ Temperatur och värmetransport ....................................... Deformation av kopparkapsel ........................................... Korrosion av gjutjärnsinsats .............................................. Korrosion av kopparkapsel ................................................ Den tidiga utvecklingen ..................................................... Genomsläpplighet för gaser ............................................... Översikt av processer ........................................................ Rörelser i intakt berg ......................................................... Reaktivering – rörelse längs befintliga sprickor ............... Jordskalv och klimatutveckling ......................................... 9.13Beslutsstödsmodeller för hantering av komplexa problem, till exempel geologiskt djupförvar av Övergripande mål och internationell samverkan ............. Ämnestransport med grundvatten .................................... Radionuklider och andra ämnen ....................................... Modellering, övervakning, krav och kriterier ................... Allmänt om redovisning av alternativa metoder .............. Separation och transmutation ......................................... Deponering i djupa borrhål ............................................. Planering och resursbehov ............................................... Annat långlivat avfall ........................................... Förvarsutformning och säkerhetsanalyser ..................... Behov av ett forskningsprogram kring kärnavfalls- frågorna med inriktning på samhällsvetenskap och Motivering för programmet ............................................ Organisatoriskt ansvar för genomförandet av Kostnader och finansiering .............................................. Föreliggande rapport utgör KASAM:s yttrande till regeringen över Svensk Kärnbränslehantering AB:s (SKB) FUD-program 2001. KASAM:s granskning har i huvudsak skett genom insatser av kommitténs ledamöter, sakkunnige, experter och sekreterare. KASAM anser att reaktorägarna genom FUD-program 2001 har uppfyllt kraven i 12 § kärntekniklagen. KASAM anser även att SKB har redovisat sitt forsknings- och utvecklingsprogram på ett förtjänstfullt sätt. Det gäller både vad SKB har gjort och vad man avser att göra. Rapporten är väl- strukturerad och tydlig. Av FUD-program 2001 framgår att det fortfarande finns ett stort utvecklingsbehov på ett antal viktiga tekniska områden. Detta gäller till exempel tillverkning och förslutning av kapslar samt kontrollmetoder för dessa verksamheter. Även inom andra områden, till exempel geologi, kemi, hydro- logi, biologi, bergmekanik med mera, finns det ett stort behov av fortsatt forsknings- och utvecklingsarbete, liksom av praktiska demonstrationer av tekniska tillämpningar. KASAM anser att humanistiska och samhällsvetenskapliga frågor, med betydelse för slutförvaring av kärnavfall, bör få ökad uppmärksamhet. KASAM har i avsnitt 14 lämnat förslag till hur forskning inom dessa områden kan organiseras och finansieras. KASAM framhåller att kommande redovisningar av FUD- program bör ha en stor vetenskaplig bredd för att kunna mot- svara kärntekniklagens krav på allsidighet. () och Statens strålskydds- institut (SSI) har i sina yttranden över FUD-program 2001 föreslagit att det skall krävas att SKB skall redovisa ett så kallat strategidokument, som skall hållas uppdaterat. KASAM anser att en sådan redovisning av aktuella strategiska frågor bör hållas tillgänglig för allmänheten och övriga berörda. KASAM anser även att sådan dokumentation av strategiska frågor bör bli före- mål för granskning på det sätt som sker av de återkommande FUD-programmen. förefaller, enligt KASAM:s bedömning, alltför optimistisk för att garantera god kvalitet på allt det arbete som behöver göras. För att främja fortsatt forskning om alternativa sätt att ta hand om använt kärnbränsle, till exempel separation och transmuta- tion, föreslår KASAM en översyn av 5a § första stycket och 6 § kärntekniklagen. SKB:s säkerhetsanalyser har fokuserats på slutförvarets lång- siktiga säkerhet. Enligt KASAM:s uppfattning bör säkerhets- analyser genomföras även för slutförvarets driftfas samt för andra förvarsdelar än slutförvaret, till exempel inkapslingsanlägg- ning och transporter. Vidare bör en säkerhetsanalys göras för eventuellt återtag av kapslar från slutförvaret. SKB har genomfört en systematisk utveckling av den säker- hetsanalytiska metodiken för slutförvarets långtidsegenskaper. Enligt KASAM behöver dock metodiken utvecklas ytterligare. KASAM vill särskilt peka på det initiala kapseldefektscenariot och de frågor som relaterar till det inkapslade bränslet samt gjutjärnsinsatsen. Även för övriga barriärer såsom bentonit- buffert och återfyllnad behöver defektscenarier analyseras. KASAM anser vidare att flera frågor om probabilistiska risk- beräkningar behöver utredas ytterligare. att det är svårt att beräkna sannolikheten för vissa förlopp, till exempel mänskligt intrång. KASAM pekar även på säkerhetsanalysens funktion, som ett verktyg för att identifiera och öka förståelsen för processer som har betydelse för säkerheten, samt framhålla att säkerhetsana- lysen bör kunna vara ett verktyg för styrning av platsunder- sökningar och för utveckling av tekniska barriärer. SKB nöjer sig med att bevaka forskningsområdet om skador på kapslingsrör. Enligt KASAM förefaller det att vara en alltför låg ambitionsnivå. Enligt KASAM:s bedömning behöver forskningsprogrammet om bränsleupplösning, som från början hade en allmänt orien- terande karaktär, fokuseras på de förhållanden som enligt gjorda analyser kommer att förekomma inne i kapseln. Upplösnings- studierna i oxiderande (luft), reducerande (vätgas) och syrefria (anoxiska, argon) förhållanden är av den arten, men programmet behöver anknytas till analyserna av kapselskador och motiven och målen för de olika programinslagen redovisas. KASAM an- ser att programmet är tillräckligt viktigt för att motivera en egen forskningsplan. KASAM anser att SKB bör ägna större omsorg både teoretiskt och praktiskt åt plutoniumkemin i samband med speciering och kolloidbildning för att rätt kunna bedöma transportprocesserna från bränslet. När det gäller fosfors inverkan på krypduktiliteten är den styrande mekanismen en öppen fråga. Ingående studier av de styrande mekanismerna är därför angelägna. För säker extra- polation av krypdata till långa tider måste mekanismerna vara kända. När krypdata finns tillgängliga för svetsförband bör detalje- rade beräkningar av plastisk deformation och krypning i kapseln genomföras med finita element metoden som komplettering till de beräkningar som gjorts för enbart grundmaterial. SKB har på sitt program att göra empiriska studier av korro- sionsförlopp i kontaktområdet koppar–gjutjärn–vatten och gjutjärn–vatten under realistiska betingelser och att med data från dessa göra nya beräkningar av utvecklingen i en skadad kapsel. KASAM noterar detta med tillfredsställelse. Speciellt för spänningsinducerad korrosion och mikrobiellt inducerad korrosion på kopparkapseln erfordras fortsatta grund- läggande studier. Det är dessutom synnerligen angeläget att verifiera de hittillsvarande resultaten med långtidsförsök under så realistiska betingelser som möjligt. Detta bör kunna utföras vid Äspölaboratoriet och är delvis också redan planerat. Kravet på begränsning av initiala defekter i kopparkapslarna är enligt KASAM:s uppfattning alltför vagt formulerat. Acceptans- kriteriet för initiala defekter bör utgå från kravet att bästa tillgängliga teknik tillsammans med krav utifrån en dos-/risk- begränsning skall användas för de tillverkade barriärerna i slut- förvaret, såväl för tillverkningen som för kvalitetskontrollen. Kapselkonstruktionen har på ett bra sätt specificerats i en tidi- gare . Principerna för utformningen har en god bas. En fortsatt flexibilitet är dock angelägen med hänsyn till resul- taten från det fortlöpande arbetet med kapseltillverkning och fogning. För att uppnå ett tillfredsställande resultat vid gjutningen av gjutjärnsinsatsen bör simuleringsprogram för förloppet köras, så att man kan prova olika utformningar av insatsen. Vid förnyade tillverkningsförsök skall det visas att kraven i funktions- specifikationen är väl uppfyllda. För fogningen av kopparkapseln återstår stora insatser. Fort- satta undersökningar bör genomföras med de båda metoderna friktionssvetsning och elektronstrålesvetsning tills en av meto- derna har visat sig ge helt tillfredsställande resultat. En ingående förståelse av de mekanismer som ger upphov till defekter måste byggas upp. KASAM ser positivt på SKB:s planer att genomföra studier av alternativa buffertmineral för att få en referens till bentonit med hög halt av montmorillonit. KASAM anser att det finns anledning att inte bara fastställa allmänna gränsvärden för föroreningar utan att också undersöka hur kombinationer av föroreningar kan påverka den långsiktiga stabiliteten i bufferten, både positivt och negativt. Enligt KASAM:s bedömning vore det mycket värdefullt om SKB i samband med sina studier av andra sammansättningar av buffertmaterialet också undersökte hur en begränsad illitisering respektive cementering påverkar för bufferten viktiga para- metrar. KASAM understryker behovet av fortsatta studier kring frigörelse, transport och utfällning av löst kisel och andra ämnen i bufferten. Med hjälp av den kunskap som finns om huvudmineralens specifika yta, katjonbyteskapacitet, typ och koncentration av tillgängliga ytplatser, temperatur- och jonstyrkevariationer anser KASAM att det bör vara möjligt att åstadkomma en mer sofistikerad sorptionsmodell, som inkluderar jonbyte, adsorp- tion och ytutfällning av de viktigaste radionukliderna som funk- tion av ämnenas koncentration och porvattnets pH-värde. Kombinationen av bevätning och temperaturdifferenser i bufferten med påföljande värmetransporter som funktion av tid och vattenkvalitet är ett utmanande forskningsområde. KASAM konstaterar med tillfredsställelse att SKB genomför en studie av dessa frågor. Det finns kvarvarande osäkerheter i fråga om förståelsen av gastransport i buffertmaterialet och sambandet mellan gasflöde och svälltryck. KASAM anser därför att det är bra att SKB prioriterar detta område och att det krävs både experiment och modellutveckling för att reda ut processen. KASAM ser positivt på den ytterligare forskning om ben- toniterosion som beskrivs i FUD-program 2001. KASAM anser att om de olika kraven på återfyllningen visar sig svåra att förena bör dess funktion att begränsa utsvällningen av bufferten prioriteras. SKB bör enligt KASAM:s uppfattning göra funktionsanalyser av systemet buffert–återfyllning–geosfär för att belysa fördelar och nackdelar med olika typer av återfyllning, inklusive enbart naturliga leror, blandningar av bergkross och lera samt enbart bergkross med en sådan storleksfördelning som ger maximal motståndskraft mot sammanpressning på grund av bentonit- buffertens expansion. Analysen skall naturligtvis omfatta, så långt detta är möjligt, utvecklingen på lång sikt av de tre typerna av återfyllning i grundvattenmiljöer med olika salthalter. De utrymmen som skall återfyllas – deponeringstunnlar, transporttunnlar samt schakt och ramper till markytan – kan behöva fyllas med material med olika egenskaper. SKB bör sätta en begränsning för hur mycket kalium berg- krosset får innehålla för att få användas i återfyllningen. KASAM bedömer att den huvudsakliga inriktningen på fortsatta undersökningar av geosfären enligt FUD-program 2001 är ända- målsenlig. KASAM anser att bergets egenskaper, enligt resultat från platsundersökningarna, bör redovisas mot bakgrund av egen- skaperna hos andra bergarter. Utvecklandet av de av SKB an- givna beskrivande bergmekaniska modeller för potentiella förvarsplatser bör enligt KASAM kompletteras med möjlig- heter att göra jämförande bedömningar av bergarter med olika egenskaper (såväl berggrundskemiska som hydrogeologiska). KASAM har ingen invändning mot den översiktliga beskriv- ning av processer i geosfären som görs men förordar att SKB utvecklar programbeskrivningen med hänsyn till de effekter som kan uppkomma på grund av bergspänningsomlagring vid uppförande av ett djupförvar. Med hänsyn till kvarvarande osäkerheter om bergets elasticitet och om förståelsen av termisk rörelse anser KASAM att SKB:s programförslag är väl motiverat. Enligt KASAM:s bedömning är SKB:s antaganden och projekt rimliga för att öka kunskaperna i fråga om tidsberoende defor- mationer och för att ge ökad förståelse för sprickbildnings- processer. 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. KASAM bedömer att SKB:s planer för fortsatt forskning om jordskalv och klimatutveckling är motiverade och viktiga eftersom det fortfarande återstår osäkerheter i dessa frågor. KASAM anser att SKB bör studera olika metoder för injek- tering i sprickor med syfte att åstadkomma en bestående be- gränsning av vattengenomsläppligheten i det berg som kommer att omge djupförvaret utan att den kemiska miljön i förvaret påverkas negativt. 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. 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. 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 utökad 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. KASAM anser att en djupare förståelse för de hydrologiska sambanden mellan ett djupförvar för använt kärnbränsle och olika ekosystem är i högsta grad önskvärd. 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). 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. 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 fördjupas med särskild hänsyn till framtida uppodling av tidigare ackumulationsbottnar i vattendrag, sjöar och hav samt använ- dande 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. KASAM förutsätter att det fastställs ett miljöövervaknings- program för kontroll av förvarets omgivningar och att denna kontroll inleds före anläggningsstart för erhållande av jämförbara data om ursprungsstillståndet i miljön. KASAM anser att det är angeläget att det fortsatta forsknings- och utvecklingsarbetet belyser förutsättningarna för val av mätbara parametrar och organismer/arter som kan utgöra lämpliga indikatorer för på- verkan i biosfären vid modellberäkning och monitering. Det bör tydligt framgå av redovisningen hur man kommit fram till eventuella riktvärden för de olika parametrarna. KASAM konstaterar i detta sammanhang att det finns vissa osäkerheter om hur SSI:s Föreskrifter om skydd av människors hälsa och miljön vid slutligt omhändertagande av använt kärnbränsle och kärnavfall (SSI FS 1998:1) skall tillämpas men att det pågående och de av SSI aviserade allmänna råden bör kunna ge vägledning. Regeringen har förutsatt att frågor om vilka alternativ som skall redovisas i en kommande miljökonsekvensbeskrivning enligt 6 kap. 7 § 4. blir föremål för ingående överväganden i samband med det föreskrivna samrådet. KASAM finner an- ledning att erinra om sin bedömning av alternativfrågan i tidigare yttranden såväl över SKB:s FUD-program 98 som över bolagets komplettering av detta. Slutsatsen av KASAM:s resonemang var att alternativ till KBS-3-metoden, som skall redovisas enligt , bör sökas inom kategorin byggda förvar inom den översta kilometern av berggrunden. KASAM har inte funnit anledning att ändra uppfattning i denna fråga. Enligt KASAM:s bedömning är till exempel deponering i djupa borrhål inte en sådan realistisk metod som krävs i redovisningen i miljö- konsekvensbeskrivningen enligt . Möjligheter till exempelvis återtag av det använda kärnbränslet torde vara när- mast obefintlig, och därmed skulle det även bli betydande svårig- heter att genomföra en meningsfylld demonstrationsetapp för ett sådant förvar. Mot denna bakgrund delar KASAM SKB:s uppfattning att det saknas tillräckliga skäl att genomföra det tidigare skisserade FUD-programmet för djupa borrhål. Liksom SKB anser KASAM att bolaget även i fortsättningen bör följa utvecklingen på området. KASAM har ingen invändning mot SKB:s framställning av nyvunnen kunskap på transmutationsområdet. Det finns enligt KASAM:s uppfattning starka skäl för den nuvarande inrikt- ningen av det svenska kärnavfallsprogrammet, det vill säga fort- satt utvecklingsarbete med inriktning på direktdeponering enligt KBS-3-metoden. Det är betydelsefullt att SKB aktivt bevakar utvecklingen inom området separation och transmutation. KASAM föreslår att regeringen begär att SKB i FUD-program 2004 presenterar ett mer utförligt underlag för bedömningar om lämplig eko- nomisk nivå för denna bevakning. KASAM delar SKB:s uppfattning att det inte är rimligt att bolaget tar initiativ till större utvecklingsprojekt inom området separation och transmutation. Enligt KASAM:s uppfattning bör dock SKB hålla öppet för att sådana ökade insatser inom ramen för EU-finansierad forskning på transmuta- tionsområdet som diskuteras kan leda till behov av ökade svenska insatser. Kärntekniklagen (1984:3) innehåller två bestämmelser som enligt KASAM:s mening många forskare uppfattar som en signal från riksdag och regering att de inte bör satsa på det kärn- tekniska området. Samhället kan på så sätt gå miste om forskare som under andra förhållanden hade kunnat lämna viktiga bidrag till lösningen av kärnavfallsfrågorna. KASAM syftar på dels förbudet i 6 § mot förberedande åt- gärder i syfte att inom landet uppföra en kärnkraftsreaktor dels det mer avgörande stadgandet i 5a § som förbjuder regeringen att meddela tillstånd att uppföra en ny kärnkraftsreaktor. Förbudet i 5a § är sannolikt tillämpligt beträffande en sådan anläggning som skulle kunna behövas för att genomföra sepa- ration och transmutation. Kärntekniklagens 6 § tillåter visserligen forskning på det kärntekniska området, men har en lydelse som knappast kan förstås utan ingående studier av lagens förarbeten. KASAM föreslår att 6 § upphävs dels därför att dess innebörd lätt kan missförstås, dels därför att de motiv som kan ha funnits när bestämmelsen infördes numera saknar aktualitet. Vidare bör regeringen låta utreda hur förbudet i 5a § mot att meddela tillstånd för en ny kärnkraftsreaktor kan modifieras. Enligt KASAM:s mening bör lagreglerna vara utformade på ett sådant sätt att regeringen inte är formellt förhindrad att i ge tillstånd för en anläggning för separation och transmutation om det fortsatta utvecklingsarbetet tyder på att en sådan anläggning är önskvärd.