sou · GWB370 · 2008-07-03 00:00:00 — Kaliumjonen binds kemiskt till ytan medan kalciumjonen binds elektrostatiskt dvs. genom jonen och ytan har olika laddning. Kaliumjonerna avger då sitt omgivande hölje av vatten medan kalciumjonerna behåller det. Det gör att kalium- jonerna blir svåra att laka ut och adsorptionen leder till att minera- let tappar mycket (det mesta) av sin svällande förmåga. Illit innehåller adsorberade kaliumjoner Mekanism b) kan ge upphov till negativa laddningar på partikel- ytorna genom att joner med lägre positiv laddning t.ex. Mg2+ eller Fe2+ adsorberas och sedan substituerar (byter ut) en jon med högre laddning t.ex. Al3+ i mineralet. Nettoeffekten blir en minskad positiv laddning och alltså ett överskott på negativ ytladdning. Detta gör att de flesta lermineral t.ex. montmorrilonit har en negativ totalladdning och pH-värdet behöver teoretiskt sänkas till c:a 2.5 för att ytan ska bli positivt laddad. Den negativa ytladd- ningen kompenseras av positiva joner (katjoner) mellan siloxan- skikten (se figur 3). Det kan vara hydratiserade natriumjoner eller kalciumjoner dvs. joner med ett omgivande hölje av vatten. De redovisade mekanismerna d), e) och f) i figur 1 är några av orsakerna till att som t.ex. kalcit, gips och pyrit före- kommer i bentoniten som föroreningar. Mekanism g) innebär att om förhållanden ändras t.ex. pH, jon- styrka, temperatur och redox-nivå (t.ex. från oxisk till anoxisk) ändras kan adsorberade joner åter diffundera till omgivande lösning och transporteras till ett nytt ställe i bufferten och någon eller några av de andra mekanismerna blir aktuella på nytt. Transporten beror av jonladdningen Transport av radionuklider och övriga joner genom bentoniten blir principiellt mycket olika beroende på deras laddning. Mineralpartiklarnas negativa laddning vid de pH-värden som förekommer i slutförvaret innebär att positiva joner (katjoner) adsorberas och transporten fördröjs medan negativt laddade joner (anjoner) repelleras och i allmänhet diffunderar snabbare genom bufferten (eller återfyllningen). När det gäller adsorption av negativa komplexjoner (anjoner) är situationen mer komplicerad. Eftersom de dominerande mineral- ytorna i buffert och återfyllning är negativa är elektrostatiska effekter som beror på olika laddning inte aktuella. Däremot kan anjoner adsorberas på vissa ytplatser (på engelska sites) genom att ett jonbyte med hydroxylgrupper (OH- grupper) från ytan eller genom s.k. vätebindning som innebär att vattenmolekyler eller hydroxylgrupper (OH-grupper) på mineral- ytan interagerar med de vattenmolekyler som omger anjonen. För bentoniten gäller att de s.k. siloxanskikten mellan flaken av montmorrilonit består av Si –O-- Si bindningar som gör ytan relativt hydrofob dvs. Dessa ytor interagerar med olika joner huvudsakligen genom elektrostatisk attraktion som beror på olika laddningar mellan adsorbent och adsorbator. Kanter- na på flaken är däremot mer hydrofila och innehåller=AlOH sites vars laddning beror på pH-värdet i suspensionen. Därför kan kanterna reagera med negativa joner antingen via specifik kemisk (kovalent) bindning eller via vätebindning. Det finns ett antal jämviktbaserade adsorptionsmodeller som utgår från att en mineralyta i en vattensuspension omges av att lager av vattenmolekyler som är mer mindre strukturerade beroen- de på ytans laddning. Orsaken till detta är att vattenmolekylen är en dipol, dvs. den innehåller både en positiv och en negativ del. Detta lager av vattenmolekyler kallas det elektriska dubbellagret (EDL) och dess tjocklek beror t.ex. på ytladdningens storlek och suspensionens jonstyrka (tjockare lager vid låg jonstyrka). Reaktio- ner i och omkring EDL är avgörande för olika joners adsorption på ytorna. (För illustration av EDL se figur 8.1 i textavsnitt om Buffert). Laddningsfördelningen från mineralytan genom EDL kan be- skrivas genom en rad olika modeller vilka utgör grunden för att åstadkomma en termodynamisk adsorptionsmodell som kan be- skriva komplexbildning på ytorna som funktion av olika koncen- trationer och pH. Denna modell beskriver bildning av s.k yt- komplex som är termodynamiskt motiverade och kan användas till- sammans med data för bildning av komplex i lösning och upp- lösning/utfällning av svårlösliga föreningar. Det är alltså en kort beskrivning av vad Rådet i tidigare gransk- ningar betecknat som en sofistikerad adsorptionsmodell. En systemanalytisk betraktelse av säkerhetsanalysen I detta appendix använder vi ett systemanalytiskt betraktelsesätt för att ge perspektiv på säkerhetsanalysen. Enligt Checkland kan system indelas i fyra klasser: Natural systems (NS). De naturliga systemen kan studeras, be- skrivas och förutsägas av naturvetenskaperna. Människan som naturvarelse ingår i dessa system, men har dessutom förmåga att skapa och utnyttja följande tre system. Designed physical systems (DPS). Ursprung är människan och ett ändamål. Ett DPS har således tillkommit genom en viljeakt. Exempelvis har människan utvecklat kärnkraftverken för att pro- ducera elektricitet. DPS kan beskrivas med samma teorier som NS. Designed abstract systems (DAS). Liksom DPS har DAS ursprung i människan och ett ändamål. Skillnaden mot DPS är att DAS är ett abstrakt system. Ett bra exempel är modellsystem för säkerhetsanalys. Human activity systems (HAS). Ursprunget är vår självreflek- tion och vår därigenom vunna förmåga att ställa upp mål, t.ex. att bygga ett slutförvar eller att utveckla ett modellsystem för säker- hetsanalys. HAS reflekterar över och bestämmer självt målen för sin verksamhet, liksom medlen för att nå målen. Vi väljer här behandla säkerhetsanalysen som en aktivitet, med andra ord ett mänskligt system som vi betecknar HAS (säk). Det bygger självt upp ett DAS (säk) och använder det för att beskriva säkerheten hos ett DPS (slutförvar) inbäddat i ett NS (omgivande berg). HAS kan inte beskrivas och förutsägas på samma sätt som för övriga system. I brist på konstitutiva modeller för HAS funge- rar CATWOE som ett verktyg som erfarenhetsmässigt visat sig fungera för att definiera sådana system. Det består av följande delar: (kunder): De som utnyttjar resultaten av verk- samheten (egentligen transformationerna, se nedan). Actors (aktörer): De som genomför transformationerna. Transformation (transformation): Förändring av systemet från ett tillstånd till ett annat. Weltanschauung (Synsätt): Synsätt som gör transformationerna meningsfulla i ett sammanhang. Owners (ägare): De som kan stoppa systemet, dvs. dess trans- formationer. Environment (omgivning): Omgivning till systemet som tas för given vid transformationerna. Nedan beskrivs i korthet innebörden av dessa begrepp för slutför- varsprogrammet. Under slutförvarsprogrammets forsknings- och utvecklingsskede utgjordes kunderna till säkerhetsanalysen av i huvudsak två kate- gorier: FoU-personal anställda eller anlitade av SKB, SKI, och SSI. Styrelsemedlemmar i , SKI och SSI samt KASAM. kom SKB:s program in i ett nytt skede med förunder- sökningar inom ett antal kommuner med syfte att finna möjliga platser för ett slutförvar och därefter platsundersökningar i två kommuner. Därmed blev säkerhetsfrågan ett aktuellt ämne för debatt på lokal nivå i en helt annan omfattning . Kund- kretsen har därmed vidgats till att omfatta också t.ex. berörda kommuner. Ställningstagande till SKB:s kommande ansökan, inklusive val av plats för ett slutförvar kommer att vara ett beslut på högsta politiska nivå och vara baserat på ett komplext beslutsunderlag. Det är viktigt att största möjliga samstämmighet kan uppnås om vari detta beslutsunderlag ska bestå och att beslutet föregås av en bred diskussion som bör inkludera också miljögrupper. därmed kunder till säkerhetsanalysen. har SKB, myn- digheterna och kommunerna (var och en utifrån sina respektive roller) genom både informella och formella metoder sökt engagera dem och berörd allmänhet i en gemensam kunskapsuppbyggnad kring slutförvarets problematik. Ytterst utgör säkerhetsanalysernas resultat också underlag för regeringsbeslut om t.ex. lokalisering av ett slutförvar. Därmed kan också regeringen sägas vara en kund, om än indirekt via strålsäker- hetsmyndigheten och miljödomstolen. Gruppen av aktörer har varit stabil och bestått av relativt små, men successivt växande, grupper av FoU- personal anställda eller anlitade av SKB, SKI och SSI. Man kan ha olika uppfattningar om vad säkerhetsanalysen transfor- merar. Det kan vara t.ex. vara tekniskt-vetenskaplig information: T1 HAS(säk) transformerar fristående information om alla rele- vanta tekniskt – naturvetenskapliga områden till sammanhängande information om anläggningens totala säkerhet och de olika områdenas betydelse för säkerheten. Andra tänkbara transformationer kan särskilt med tanke på de nya kunderna vara: T2 HAS(säk) transformerar FoU personalens bilder av alla rele- vanta tekniskt – naturvetenskapliga processers betydelse för slutför- varets säkerhet till bekräftade bilder eller nya bilder av deras betydelse. T3 HAS(säk) transformerar personer osäkra om ett föreslaget för- vars säkerhet till personer som är övertygade om förvarets säkerhet respektive övertygade om att förvaret inte är säkert. T4 HAS(säk) transformerar obegriplig och detaljerad teknisk och vetenskaplig information och bedömningar om slutförvarets funktion till ett beslutsunderlag som ansvariga beslutsfattare vågar använda när man motiverar att tillstånd ges till säkra anläggningar (eller tillstånd inte ges till osäkra. Transformationen T1 används främst av FoU personal på SKB och myndigheterna för att själva skapa sig en bild av säkerheten och för att övertyga varandra. Anledningen till att andra transformationer måste aktualiseras är att synsättet S1 delvis kan ifrågasättas (se nedan). I korthet förutsätter T1 att man tror på den vetenskapligt tekniska positivism som beskrivs i S1. T2 har ungefär samma kundkategori som T1 men motiveras främst av en mer modest inställning till vad en säkerhetsanalys över huvudtaget kan göra (dvs något mindre vetenskapligt positi- vistiskt). T3 riktar sig mot nya kundkategorier (intresserade perso- ner i berörda kommuner, handläggare i , insiktsfull allmänhet), medan T4 har som direkta kundkategorier styrelser, kommunpolitiker och även regeringen. Det synsätt som dominerade i säkerhetsanalysens tidiga skede var följande S1 Säkerhetsanalys är ett rationellt och effektivt sätt att inrikta informationsinhämtning och bearbeta information för att förbättra riskhantering. Den är också ett rationellt och effektivt sätt att lösa konflikter mellan olika specialister beträffande betydelsen av "deras" system och specialistkunskap för den totala säkerheten. Detta den tekniska positivismens synsätt mot vilket man kan ha en rad invändningar, t.ex.: i)Säkerhetsanalysen spänner över många ämnesområden och det är omöjligt för en person att veta om alla delar genomförs med den vetenskapliga och tekniska stringens som man själv skulle vilja kräva. ii)Fullständighet och visshet är ouppnåeliga mål i en säkerhets- analys – den måste grundas på bedömningar. Detta innebär att transformationen kan ifrågasättas. iii) Säkerhetsanalysen är svår att förstå för den oinvigde. Det finns en risk att dess resultat bara accepteras av dem som varit inblandade i dess framtagande. Invändningarna i) och ii) kan vara motiv för att byta till ett något "mjukare" synsätt: S2 Säkerhetsanalys är ett kontrollerbart objektivt förfarande att sammanställa och bearbeta stora mängder information för att bedöma ett föreslaget slutförvars säkerhet. De nya kundkategorier som berörs av transformationerna T3 och T4 berörs säkert av invändning iii). Beroende på inställning kan kunderna i T3/T4 möjligen acceptera synsättet S2. Det finns dock en risk att de anser följande synsätt vara mer relevant: S3 Säkerhetsanalys är ett svårgenomträngligt, svårkontrollerat och därigenom ett lätt manipulerbart system av datormodeller och procedurer, med vilket man kan bearbeta den information som an- vändaren tycker är viktig och som modellerna kan hantera. För att motverka att de kunder som är beroende av säkerhetsanalys i transformationerna T3 och T4 utvecklar ett synsätt av typen S3 krävs medvetna ansträngningar för att göra säkerhetsanalysen förståelig och transparent. Om inte detta kan göras i dialog mellan aktörer och kunder finns en uppenbar risk att säkerhetsanalysens betydelse som beslutsunderlag undermineras och att "ägarnas" stöd upphör. Systemet kan upphöra genom att 80-talskunderna () upphör att använda det. Som antytts ovan finns också risken att säkerhetsanalysen massivt misskrediteras av de nya kunderna, så att de ursprungliga ägarna tvingas sluta använda det. Omgivningen utgörs av det avfallsproducerande systemet, och i ett vidare perspektiv av kärnkraftens politiska debatt. Säkerhetsanalysens kundkrets har utökats från att vara begränsad till grupper med expertkunskaper med ett I huvudsak positivistiskt synsätt till att inkludera beslutsfattare och intresserad allmänhet. Detta ökar behovet av att göra den mer förståelig och transparent. Det innebär också att den nu har två roller. En roll är intern inom expertgrupperna och den representeras av transformationerna T1 och T2 ovan. Den andra rollen, som främst manifesteras av trans- formationen T4, är extern och vänder sig till det politiska besluts- fattandet och också därmed allmänheten, främst inom berörda kommuner men också i vidare mening.