sou · GZB314 · 2011-02-15 00:00:00 — Fud-programmet 2010 redovisar tre nya rapporter vad gäller djupa borrhål. Från redovisas två rapporter23 där positiva bedömningar görs av möjligheterna att göra borrhåll ner till de djup () och med de diametrar () som erfordras. I rapporterna diskuteras också problem med fodring och förslutning av borrhålen. Den övergripande slutsatsen i studien är att konceptet djupa borrhål för del, under vissa förutsättningar, kan ha trovärdighet, men att ett stort utvecklingsarbete skulle krävas, både vad gäller borrteknik och teknik för deponering. (I en rapport från Kanada24 pekas likaså på den omfattande forskning som kommer att behövas för att kunna göra en jämförelse mellan djupa borrhåll och KBS-3 metoden.) Den tredje rapporten kommer från USA25 och i den görs en positiv bedömning av djupa borrhåll som en metod för säker långtidsförvaring. I rapporten rekommenderas att fullskaliga försök görs för att de kunskaper som erfordras för en fullständig säkerhetsanalys ska kunna inhämtas. har även en svensk sammanfattning av kunskapsläget skrivits.26 I denna text pekas på FoU insatser inom tre områden där kompletterande kunskapsinhämtning behövs för att kunna utvärdera om djupa borrhåll (DB) är ett alternativ till KBS-metoden. påvisa att metodens fysiska förutsättningar föreligger inom landet. uppgradera kunskapen om grundvattnets densitetsskiktning så att det åtminstone finns en relevant hydrogeologisk modell av normal svensk berggrund ned . 23Beswick 2008 och , 2008. 24Jackson & Dormuth, 2008. 25Brady et al. Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv uppgradera kunskapen om borr- och deponeringsteknik samt om förvarets funktion , så att man kan göra de allsidiga och säkerhetsrelaterade jämförelser som är alternativredovisningens mål och mening. Dessa rapporter visar att andra aktörer ser djupa borrhåll som ett möjligt alternativ för slutförvar av använt kärnbränsle, och att endast fördjupad forskning kan avgöra om denna metod kan uppfylla de högt ställda säkerhetskraven som gäller för ett slutförvar. Det är därför väsentligt att SKB klargör i sin ansökan varför de ser djupa borrhål som en inte realistisk metod för slutligt omhändertagande av använt kärnbränsle. Den dramatiska gruvolyckan i , och den räddningsaktion som lyckosamt genomfördes, pekar på att avancerad teknik finns tillgänglig. De 33 gruvarbetarna kunde räddas genom ett borrhål med 66 centimeters diameter. Svensk forskning på området kan också förväntas bidra till teknikutvecklingen. , SDDP, bildades och involverar sex vetenskapliga projekt med cirka 40 svenska och lika många utländska forskare. () har tidigare gett projektet planeringsanslag men har beviljat medel för inköp av en borrigg. Förutsatt att får det ekonomiska stöd som behövs, kommer ett första djupt borrhål i svensk berggrund förverkligas eller 201227. 4.2.2Ny reaktorteknologi – betydelse för återtag och förvar av använt kärnbränsle har vi kunnat se ökande satsningar på forskning kring reaktorteknik och kring kärnbränslecykeln i världen, EU och . Denna forskning öppnar nya möjligheter både för framtida kärnkraft och för hur använt kärnbränsle bäst kan omhändertas. Inom en relativt nära framtid kommer viktiga beslut att tas i många länder om kärnkraftens framtid, och om man väljer fortsatt kärnkraft måste man också välja typ av reaktorer och bränsle för dessa. Detta får i sin tur mer eller mindre långtgående konsekvenser för hur ett förvar av använt kärnbränsle utformas på bästa sätt. Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv Utvecklingen på reaktorområdet hänger intimt samman med frågan om utveckling av metoder för separation och transmutation, ett sätt att behandla avfallet för att reducera radiotoxicitet och volym. På ett övergripande plan är därför dessa frågor förknippade med frågan om återtagbarhet av det använda kärnbränslet. Nedan ges en mycket kortfattad redogörelse för vilken betydelse den framtida utvecklingen på reaktorområdet kan få för utformningen av det svenska förvaret av använt kärnbränsle28. Pågående forskning inom reaktorteknikområdet förväntas leda till kärnreaktorer som baseras på andra principer än dagens traditionella lättvattenreaktorer (LWR). Olika alternativa principer för kärnbränslecykeln i dessa så kallade Generation IV reaktorer kan tänkas. I en nyligen publicerad rapport från rekommenderas att man håller dessa olika alternativ öppna i avvaktan på en metod för hantering och deponering av använt kärnbränsle från lättvattenreaktorer. Gemensamt för de olika alternativa Generation IV reaktorerna är att en avsevärt större energimängd, upp till 50 gånger, kan utvinnas ur samma mängd bränsle. Med dagens reaktorteknik utgör emellertid kostnaden för uran endast en mycket liten andel av den totala kostnaden för den producerade elektriciteten och de ekonomiska incitamenten för att hushålla med uran, som en begränsad naturresurs, saknas i närtid. Av denna anledning görs bedömningen att lättvattenreaktorer troligtvis kommer att vara det primära valet av kärnreaktor under innevarande århundrade. I ett perspektiv kan dock kostnaden för uran bli en stark drivkraft för att införa Generation IV reaktorteknologi i en mer omfattande kommersiell drift. En annan drivkraft kan uppstå om man finner att denna teknik gör det möjligt att avsevärt öka säkerheten, sett till hela kedjan från framställning av bränsle till förvar av det använda bränslet. En Generation IV reaktor kan drivas med använt bränsle från lättvattenreaktorer, med någon form av upparbetning. 28Energiproduktion med fusionskraft eller med reaktorer som utnyttjar torium som bränsle i stället för uran är också två typer av eventuell framtida teknik för kärnenergiproduktion, som inte beaktas i denna rapport men som därför inte heller bör glömmas bort då tiden är mogen. 29MIT Interdisciplinary study, The Future of the Nuclear Fuel Cycle, 2010. Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv en ekonomiskt bärkraftig metod jämfört med att nyttja bränsle framställt från nybrutet uran, kommer det använda bränslet från lättvattenreaktorer att utgöra en ekonomisk resurs. Avfallet från Generation IV reaktorer Det producerade avfallet från Generation IV reaktorer kommer till sin sammansättning att skilja sig avsevärt från det som erhålls från lättvattenreaktorer. Sammansättningen kommer också att vara beroende på vilken variant av reaktor som använts, vilket också är en av de faktorer som bör beaktas i utvärderingen. Allmänt sett så gäller dock att det mer effektiva utnyttjandet av bränslet i Generation IV reaktorer, bland annat innebär att avfallsvolymen reduceras avsevärt. Andelen radionuklider med mycket lång halveringstid är också betydligt lägre, varför kravet på långsiktig hållbarhet inte blir detsamma. Eventuellt kan den långsiktiga säkerheten ytterligare förstärkas genom att den mindre mängd långlivade fissionprodukter som man förväntar finna i avfallet, separeras från resten av avfallet. För att bättre klarlägga de radiologiska riskerna på kort sikt från detta avfall behöver man avvakta ytterligare forskning kring de möjliga kärnbränslecyklerna. Det använda bränslet från Generation IV reaktorerna utgör i sig inte en potentiell resurs, eftersom man inte kan räkna med att det är möjligt att i någon signifikant utsträckning utvinna ytterligare energi från det. Då också volymen är förhållandevis liten skulle det därför lämpa sig väl för slutförvar i ett djupt borrhål. Det är värt att påpeka att även om Generation IV reaktorerna blir verklighet kommer behovet av ett förvar för avfall från dagens lättvattenreaktorer att kvarstå. Begreppet transmutation innebär att man omvandlar ett grundämne till ett annat, alternativt en isotop av ett grundämne till en annan isotop. Detta är något som människan utan framgång strävat efter , för att framställa guld från bly. Syftet nu är att omvandla radioaktiva isotoper med lång halveringstid till sådana med kortare halveringstid eller till stabila ämnen. I redogörs utförligt för prin- Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv ciperna och olika metoder för transmutation och separation30. I föreliggande rapport redogörs därför endast kortfattat för metoden, samt för det aktuella forskningsläget. Ett grundämne definieras av antalet protoner i atomkärnan; olika isotoper av grundämnet har olika antal neutroner i kärnan. För att omvandla ämnet behöver man därför igångsätta en kärnreaktion vilket förändrar antalet protoner och/eller neutroner i kärnan. En metod att åstadkomma detta är att bestråla ämnet med partiklar, till exempel neutroner eller protoner. Med tillräckligt hög energi på partiklarna, kan man slå sönder de tunga atomkärnorna till flera mindre fragment, så kallad spallation. Man använder sig då ofta av joner som är tyngre än protoner. Härigenom splittrar man dessa tunga kärnor av transuraner till mindre. De lättare atomkärnor, som man får som ett resultat av spallationen (kärnsplittringsprocessen), är normalt relativt kortlivade radioaktiva isotoper eller stabila ämnen (se figur 3.1). Det är denna metod man vanligtvis avser med acceleratordriven transmutation, eller acceleratordriven spallation (ADS). Ett annat sätt är att bestråla bränslet med neutroner i en kärnreaktor. För att detta ska fungera krävs dock en reaktor där energin på neutroner är högre än i en konventionell reaktor. Av den anledningen kyler man en sådan reaktor med flytande metaller eller gas, till exempel helium, eftersom vatten som vanligtvis används för kylning är ett effektivt ämne för att bromsa in neutroner. Figur 4.1 Schematisk beskrivning av spallation (kärnsplittringsprocessen). När protoner (röda klot) med hög hastighet från acceleratorn kolliderar med bly- och vismutatomer i centrum av den underkritiska reaktorn, splittras atomkärnan i flera fragment och ett stort antal neutroner (blåa klot) frigörs. 30 KLR 2004 kapitel 8. Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv Transmutation genom bestrålning måste föregås av en kemisk eller mekanisk separation av de olika ämnena i det använda bränslet. De använda bränslestavarna består till allra största delen av kvarvarande uran, med 238U som helt dominerande isotop. Dessutom återfinner man tunga grundämnen, så kallade transuraner (aktinider), som bildats vid neutronbestrålning av bränslet, tillsammans med stabila och radioaktiva fissionsprodukter (det vill säga resterna av kärnklyvningen) (se figur 3.2.). Fissionsprodukterna har i allmänhet halveringstider på mindre än , med bland annat två viktiga undantag 129I och 99mTc. Flera av transuranerna har däremot långa halveringstider, i storleksordningar . Figur 4.2 Schematisk beskrivning av klyvningsprocessen (fission). En neutron infångas av en uranatom, som exciteras och klyvs (fissionerar) i två delar (klyvningsprodukter). avges ett antal neutroner. I likhet med forskning om ny kärnteknik pågår forskning om transmutation och separation i såväl (KTH, och ) som inom sjunde ramprogrammet inom EU. Även och har pågående forskningsprogram och i börjar forskningen inom området nu återigen att ta fart efter ett längre uppehåll. (har haft forskning om fjärde generationens reaktorer, till exempel Falls VHTR). har satsat ett större belopp på forskning kring ny kärnteknik och fjärde generationens reaktorer. Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv forskning i syfte att ta fram metoder som är användbara i industriell skala för separation och transmutation, och arbetet med detta i går in i ett intensivare skede. Det är värt att notera att i och med detta statliga bidrag är inte längre SKB största bidragsgivare till denna typ av forskning i . EUROTRANS är ett projekt som pågått inom EU:s femte och sjätte ramprogram. Syftet har varit att studera hur anläggningar för acceleratordriven transmutation skulle kunna utformas. Två koncept för sådana anläggningar har skisserats upp och deras konstruktion och funktion detaljstuderats: XT-ADS visar principerna för hur en acceleratordriven transmutationsanläggning skulle kunna fungera. Den är dock tänkt att utnyttjas snarare för forskning inom området än för industriell användning. EFIT (European Facility for Industrial Transmutation), en konstruktion för en anläggning som skulle kunna nyttjas för transmutation i industriell skala. Inom sjunde ramprogrammet har man valt att även integrera transmutationsforskning med forskning kring utveckling av Generation IV reaktorer, där energi kan utvinnas ur avfallet. Man har skapat en plattform SNETP (Platform), för att samla olika aktörer och intressenter. Kärnkraftsindustrin, forskningsinstitutioner, universitet och andra har här möjligheter att identifiera och framföra behov av forskningsinsatser. En av de främsta uppgifterna är utvecklingen av fjärde generationens reaktorer, med snabba neutroner, således direkt kopplat till utveckling av metoder för transmutation och separation. Till detta kommer också ett flertal andra projekt, bland annat grundforskning för att ta fram kärnfysikaliska och tekniska data som kan ligga till grund för den fortsatta utvecklingen på området (ANDES31) och för att utveckla kemiska processer för separation (ACSEPT32). 31Accurate for nuclear Energy Sustainability. 32Actinide reCycling by SEParation and Transmutation. Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv Frågan om transmutation är intimt förknippad med frågan om möjligheten till återtag. Eftersom separation av de olika ingående komponenterna i avfallet är ett nödvändigt inslag i transmutationsprocessen, är denna också förknippad med frågan om upparbetning av det använda kärnbränslet. Tekniker liknande den vid transmutation av avfallet kan också komma att vara en förutsättning för framställning av bränsle till fjärde generationens kärnreaktorer. Om man antar att transmutation kommer att utvecklas till en fungerande teknisk metod för att användas i industriell skala, som reaktortekniken utvecklas så att den effektivare kan utnyttja den energi som teoretiskt går att utnyttja ur bränslet, skulle avfallet som finns lagrat från dagens reaktorer kunna användas som bränsle, och dessutom skulle man kunna omvandla det till ämnen med betydligt kortare halveringstider och en lägre radiotoxicitet. Ett sådant scenario förutsätter att det är tekniskt möjligt och ekonomiskt rimligt att återta avfallet för vidare bearbetning. Härigenom kommer frågan om hur man bedömer de framtida möjligheterna och sannolikheten för att denna teknik kommer till användning att ha bäring på diskussionen om hur avfallet ska förvaras. Intresset för att göra detta skulle bero på bland annat den framtida tillgången till naturligt uran ur gruvor. Idealiskt sett skulle man kunna reducera den nödvändiga förvaringstiden för avfallet till 500–, som radiotoxiciteten reduceras med en faktor 100. Den traditionella typen av kärnreaktorer, som utnyttjar vanligt vatten för kylning, kommer med all sannolikhet att dominera energiproduktionen från kärnkraften under de närmaste 50–100 åren. Teknikutvecklingen på reaktor- och kärnbränsleområdet kommer att vara av avgörande betydelse för om avfallet från dagens och den närmaste framtidens reaktorer kan betraktas som en resurs för framtida generationer eller inte. Möjligheterna och fördelarna med att använda denna resurs måste då vägas mot de olika typer av risker detta innebär för nuvarande och framtida generationer. Transmutation och separation eliminerar inte behovet av geologiskt slutförvar, men kraven på den tekniska barriären kommer att Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv minska, liksom volymen av avfallet. Det kommer inte heller att finnas några ekonomiska incitament att efter transmutation eller förbränning i en Generation IV reaktor återta avfallet. Däremot tillkommer låg- och medelaktivt avfall från transmutations- och separationsprocesserna, och dessa avfallsvolymer kan komma att öka vilket gör att det krävs större utrymme i dessa förvar. slutsats när det gäller transmutation kan formuleras med hänvisning till EURATOM, som tillsammans med Europeiska kommissionen har sammanfattat transmutationsfrågan på följande sätt: Att använda kärnbränslet endast en gång förefaller inte vara ett uthålligt resursutnyttjande. Separation krävs för att reducera volymen och radiotoxiciteten på det avfall som behöver lagras. Transmutation identifieras som ett sätt att reducera avfallets totala halveringstid och följaktligen den nödvändiga lagringstiden till några hundra år.33 Pågående forskning om transmutation kan, än så länge, betraktas som i sin linda. Även om man förutsätter framgång i denna forskning, är det orealistiskt att förvänta sig att storskaliga industriella anläggningar för ändamålet kommer att kunna byggas tidigare än om 25–. Det är också viktigt att betona att denna komplicerade teknik, med relativt höga investeringskostnader, kräver att utvecklingen kan ske inom ramen för ett europeiskt samarbete. För att ska kunna tillgodogöra sig de landvinningar som görs inom detta område krävs att vi deltar i de olika forskningsprogrammen. En nationell anläggning för ter sig som ett orealistiskt alternativ. 4.3Samhällsvetenskapliga bidrag till belysningen av alternativfrågan har regelbundet återkommit till frågan om den samhällsvetenskapliga forskningens relevans för kärnavfallsfrågan. 33 Bhatnagar 2008. Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv 2007 publicerades en rapport, där SKB:s samhällsforskningsprogram och annan fristående forskning på området inventerades34. Forskningsläget sammanfattades på följande sätt: Den samhällsvetenskapliga forskningen i fråga om kärnavfall är till övervägande delen finansierad av sektorns egna aktörer, främst SKB, men i viss mån även SSI och SKI. Endast ett forskningsprojekt med stiftelsefinansiering och ett projekt med EU finansiering har identifierats (dessa medel handhas dessutom av samma forskare). SKB:s samhällsforskningsprogram har av naturliga skäl karaktären av tillämpad forskning, med fokus på lokaliseringsproblematiken, dock med en inbördes bredd. Inkluderat det forskningsprojekt som startats upp , kan frågor som berör lokala beslutsprocesser, lokala socioekonomiska faktorer och attityder och uppfattningar kring kärnavfall i bred mening, sägas vara en prioriterad fråga, även om internationella perspektiv inkluderas i forskningsprogrammet. kan konstateras att denna forskning inte berört frågor som problematiserar kärnavfallsfrågan i ett vidare nationellt demokratiskt och ekonomiskpolitiskt sammanhang. Exempelvis kopplas inte frågan samman med kärnkraftens till synes osäkra framtid i och den övergripande miljö- och energipolitiken. Även forskningen utanför den sektorsinitierade har i stor utsträckning fokuserat på processer på den lokala nivån, dock med ett mer tydligt fokus på aktörernas roller och strategier. Emellertid saknas här forskning som lyfter frågan till ett nationellt sammanhang, exempelvis inbegripet etiska, miljörättsliga, miljöpolitiska och energipolitiska problematiseringar.35 SKB:s samhällsforskningsprogram efter 2007 har utvecklats och breddats. Man kan bland annat notera Per rättsvetenskapliga undersökning om Ansvarstagande i kärnbränslecykelns slutsteg, projekt industriella organisering och projekt om Etiska och filosofiska perspektiv på kärnavfallsfrågan. Samhällsvetenskapliga aspekter på alternativfrågan har dock inte fått någon uppmärksamhet (även om frågan tangeras i projekt eller avfall? Internationella beslutsprocesser kring använt kärnbränsle). I detta sammanhang vill vi framförallt koncentrera oss på bristen på samhällsvetenskaplig och humanistisk forskning om de allmänna samhälleliga och kulturella villkoren för behandling av alternativfrågan. Det finns i stort sett ingen forskning, som belyser denna fråga36. Och detta trots att det inte saknas relevant samhälls- 34KASAM Rapport 2007:5. 35KASAM Rapport 2007:5, s. 40. 36Förutsättningarna för en bred hantering av alternativ i planeringsprocessen för slutförvar av kärnbränsle hanteras dock i forskningsprojektet of practice – the Swedish case of final disposal of spent nuclear fuel (Tuija och Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv vetenskaplig teoribildning om samspelet mellan vetenskap och samhälle. Vi vill i detta sammanhang antyda hur en sådan teoribildning skulle kunna kasta ett betydelsefullt ljus över alternativfrågan. I Re-thinking Science. Knowledge and the Public in an of Uncertainty (2001) framlägger , and en teori om ett intensifierat samspel mellan forskare och olika samhällsinstitutioner. talade forskarna till samhället – och samhället lyssnade. svarar samhället med krav på relevans och tillämpbarhet. En ny form av omgivningsberoende forskning håller på att växa fram. One important change is the erosion of the collectivist belief-systems that characterize the science system and generate the norms which bind it together. The result is less ´segregation´ from, and more ´integration´ with, society. -Scientists now share their once exclusive systems for communicating information with these ´outsiders´. One way of putting it is to say that the rising tide of individualism in society now has reached collectivist scientific communities.37 Det finns många positiva konsekvenser av denna utveckling. Politiska och ekonomiska institutioner efterfrågar en evidensbaserad forskning för sin verksamhet och därmed kan beslutsunderlagets kvalitet förbättras. blir forskningen alltmer beroende av de begränsningar som utmärker den politiska och ekonomiska utvecklingen. Perspektiven begränsas och den vetenskapliga metodens problematisering uppfattas som mindre betydelsefull och kanske till och med som en störningsfaktor. Nowotnys och andras teorier är naturligtvis inte oemotsagda, men det finns ändå anledning att påminna om dess relevans för kärnavfallsfrågan i allmänhet och alternativfrågan i synnerhet. Har politiska och ekonomiska intressen begränsat perspektiven och lämnat vissa alternativa metoder för hanteringen av det använda kärnbränslet obeaktade? Har fördelarna med planeringsförutsätt- Wärnbäck, , finansierat av Formas). har också givit Tuija och i uppdrag att göra en förstudie om hur alternativkravet i MKB-krav hanteras och om det finns stora problem i denna hantering (avslutas /2011). 37 Nowotny et al. 2001, pp. Alternativfrågan – rättsliga, tekniska och samhällsvetenskapliga perspektiv ningen – KBS 3 metoden – blivit accentuerade och nackdelarna inte tillräckligt belysta? 4.3.2Perspektivbegränsning i kärnavfallsfrågan? I 2007:38 framhölls den så kallade AKA-utredningens38 betydelse för den efterföljande utvecklingen på kärnavfallsområdet39. KBS 1 metoden, som utvecklades , byggde på ett geologiskt flerbarriärsystem som sedan vidareutvecklats av SKB till den så kallade KBS-3-metoden. Enligt ett regeringsbeslut skulle denna metod utgöra en planeringsförutsättning för de kommande platsundersökningarna. KBS 3-metoden innebär en geologisk direktdeponering av korrosionsbeständiga kopparkapslar, omgivna av bentonitlera i stabilt svenskt urberg. Geologisk direktdeponering har också blivit ett huvudalternativ i många andra länder. (har exempelvis valt KBS-3-metoden med en inneslutning av det högaktiva avfallet i insatser av järn omslutna av koppar.) De svenska myndigheternas föreskrifter är också tydligt utformade med hänsyn till KBS-3-metoden. Från samhällsvetenskaplig utgångspunkt finns det anledning att ställa sig frågan huruvida politiska instanser, myndigheter och industri i alltför hög grad bildat en intressegemenskap kring KBS- 3-metoden, vilken begränsat forsknings- och teknikutvecklingen i relation till alternativa metoder. har ett särskilt ansvar att motverka en perspektivbegränsning i kärnavfallsfrågan och påtala de brister i det tekniska och vetenskapliga underlaget som en sådan begräsning kan medföra.