sou · H0B37 · 2012-02-29 00:00:00 — – långsiktig säkerhet, haverier och global utblick SOU och Ds kan köpas från kundtjänst. För remissutsändningar av SOU och Ds svarar på uppdrag av . Beställningsadress: kundtjänst 106 47 Orderfax: Ordertel: E-post: Internet: Svara på remiss – hur och varför. Statsrådsberedningen (SB PM 2003:2, reviderad ) – En liten broschyr som underlättar arbetet för den som ska svara på remiss. Broschyren är gratis och kan laddas ner eller beställas på Textbearbetning och layout har utförts av , FA/kommittéservice. Omslag: , . Foto omslag: /Pix Gallery. Till statsrådet och chefen för för kärnavfallsfrågor () är en oberoende vetenskaplig kommitté, som har till uppgift att ge regeringen råd i frågor om kärnavfall och rivning av kärntekniska anläggningar. ska ge sin självständiga bedömning av det aktuella läget inom kärnavfallsområdet, en så kallad kunskapslägesrapport. Syftet med rapporten är att belysa de frågor som anser särskilt relevanta, och klargöra synpunkter i dessa. överlämnar härmed årets kunskapslägesrapport (den tolfte i raden) "Kunskapsläget på kärnavfallsområdet – långsiktig säkerhet, haverier och global utblick"(SOU 2012:7). överlämnar härmed årets kunskapslägesrapport (den tolfte i raden) "Kunskapsläget på kärnavfallsområdet – långsiktig säkerhet, haverier och global utblick"(SOU 2012:7). lämnade Svensk kärnbränslehantering AB (SKB) in sina ansökningar om slutförvar för använt kärnbränsle till mark- och miljödomstolen vid Tingsrätt och till , . Rådet uppmärksammade inlämnandet av ansökan i en rapport som beskriver miljödomstolens process för att hantera ansökani och genom ett öppet seminarium om samma ämne . har identifierat frågor om SKB:s slutförvarsprogram som närmare behöver belysas, och presenterat i Rapport 2011:2 Tillståndsprövningen enligt och kärntekniklagen. sina synpunkter i bland annat granskningen av SKB:s program för forskning, utveckling och demonstration (Fud-program)ii. De tekniska barriärerna är viktiga förutsättningar för att slutförvaret för högaktivt kärnbränsle ska vara långsiktigt säkert. Rådet anordnade därför ett symposium med syfte att fastställa hur kunskaperna om bentonit, buffert och återfyllning har tillvaratagits av SKB, och hur detta har påverkat barriärernas innehåll, preparering och design. har vidare deltagit aktivt i det internationella samarbetet och följt utvecklingen av andra länders hantering av kärnavfall och använt kärnbränsle. I årets kunskapslägesrapport har fokuserat på följande områden: de tekniska barriärernas funktion säkerhetsanalysens roll i olika faser internationella perspektiv, framför allt med koppling till kärnkraftsolyckan i . Bakom föreliggande rapport står samtliga ledamöter och sakkunniga i . Kapitel 2, Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering, har beretts av ledamot , kapitel 3, "Från initialtillstånd till idealtillstånd i slutförvaret för använt kärnbränsle", har beretts av ledamot och sakkunnig . Sakkunnig och ledamot har berett kapitel 4, "Från till – olyckor som påverkat kärnkraftslagstiftningen". Kapitel 5, "Utblick över andra länders slutförvarsprogram", har beretts av sakkunnig , kanslichef , kanslisekreterare och biträdande kanslisekreterare . ii Se yttrande över SKB:s Fud-program 2010, SOU 2011:50, som lämnades till . Rapporterna om kunskapsläget på kärnavfallsområdet åren 1998, 2001, 2004, 2007, 2010 och 2011 finns också tillgängliga i en engelsk version. Rådet avser att ge ut en engelsk översättning av rapport. (ordförande), tidigare kommunstyrelsens ordförande i (vice ordförande), professor, teologi, , professor, ekonomisk historia, , professor emeritus, oorganisk kemi, , professor, strålningsbiologi, Tuija , docent, mark/vattenresurser med inriktning på MKB, , föreståndare , docent, geologi, , adjungerad professor, radiofysik, , professor i idé- och lärdomshistoria, , professor i Teknik och social förändring, , professor emeritus, energisystemteknik, , professor, maskinteknik, (biträdande kanslisekreterare) De långa perspektiven i SKB:s ansökan.................................. i och global utblick............... Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och Säkerhetsanalysen under uppförande och drift...................... Den normerande funktionen ....................................... Den styrande funktionen ............................................. Från garant till byggnorm ....................................................... 2.3.2 Reflektioner kring metodik och resultat..................... Från byggnorm till initialtillstånd........................................... Från initialtillstånd till idealtillstånd i slutförvaret för Slutförvaret i ett tidsperspektiv............................................... Om initialtillståndets roll i säkerhetsanalysen ....................... Från initialtillstånd till idealtillstånd....................................... Processer på kopparkapseln ......................................... Processer i bufferten ..................................................... Processer i återfyllningen ............................................. Från till – olyckor som 4.1.1 Översikt över olyckor i kärnkraftverk......................... 4.1.2 : och Windscale........................ 4.1.5 2011, (6),(7) ................................ 4.2Ändring i nationell lagstiftning som följd av olyckan i 4.2.1 – folkomröstning avvisade kärnkraft ............... 4.2.2 – ny kärnkraftspolitik..................................... 4.2.3 – fluktuerande opinion vände igen .............. Kärnavfallsdirektivet – nytt europeiskt ramverk för hantering av kärnavfall ................................................ 5.1.1 Principen om att radioaktivt avfall ska slutförvaras i den medlemsstat i vilken det Ett nationellt ramverk .............................................................. Slutförvaring i andra länder – Nulägesbeskrivning från , , , och ............. Den finska beslutsprocessen ........................................ Den finska kärnavfallshanteringsfonden..................... 6.2.4 Fransk lagstiftning om forskning och hantering 6.2.5 Ansvar för hantering av använt kärnbränsle och 6.3.1 Anläggningar för lagring av radioaktivt avfall............. 6.3.2 Alternativa förslag till slutförvaring av högaktivt 6.5USA – från till Blue Ribbon 6.5.2 Blue Ribbon Commission för Nuclear 6.5.3 Kommissionen förslag till strategi............................... Kommittédirektiv, Tilläggsdirektiv till (M 1992:A)........................................... var det framför allt två händelser som påverkade debatten och utvecklingen av kärnavfallsfrågan i och i världen: i var det SKB:s ansökan om slutförvar för använt kärnbränsle, internationellt var det kärnkraftsolyckan i . Årets kunskapslägesrapport består av två delar: Del 1, Härifrån till evigheten, belyser SKB:s ansökan, med fokus på det långa tidsperspektivet och säkerhetsanalysens funktioner. Del 2, Internationell utblick, behandlar framför allt kärnkraftsolyckan i , men ger också internationella perspektiv på slutförvarsfrågan, och beskriver olika länders slutförvarsprogram samt det nya kärnavfallsdirektivet. 1.1De långa perspektiven i SKB:s ansökan lämnade SKB in sina ansökningar om uppförande av en anläggning för slutförvaring och inkapslingsanläggning för använt kärnbränsle enligt KBS-3 metoden till () och till mark- och miljödomstolen i . Det första skedet av granskningen består av att identifiera behov av kompletteringar, varför SSM och mark- och miljödomstolen har vidarebefordrat ansökan till ett stort antal remissinstanser. har mottagit ansökan på remiss från mark- och miljödomstolen avseende kompletteringsbehov enligt , och kommer att lämna sina synpunkter . KBS-3 metoden bygger på ett flerbarriärsystem som måste fungera i mer än 100 . När de tekniska barriärerna (kopparkapsel, bentonitbuffert, återfyllning) är på plats i slutförvaret kännetecknas de inledningsvis av ett initialtillstånd och genom en rad naturliga processer uppkommer ett idealtillstånd som därefter ska gälla under resten av förvarstiden. Dessa processer har varierande förutsättningar i olika delar av förvaret och barriärerna når därför sina idealtillstånd . har gett sin syn på de tekniska barriärernas olika roller i slutförvaret, i synnerhet kopparkapselns integritet och bentonitlerans funktion samt beskrivit de utmaningar mot KBS-3 metoden som uppkommit genom resultat från oberoende forskningsgrupper. Det gäller framför allt korrosion av kopparkapseln och har understrukit betydelsen av att bufferten kan uppfylla sin funktion som kopparkapselns beskyddare. I årets kunskapslägesrapport diskuterar vi begreppen initialtillstånd och idealtillstånd och hur barriärernas funktion påverkas av övergången från ett tillstånd till ett annat. Vidare behandlar vi säkerhetsanalysens dubbla roller i slutförvarsprojektet, den interna rollen som verktyg för projektets styrning och organisation inom SKB, och den externa rollen i samhällets tillståndsprocess. Kapitlet fokuseras på den interna rollen och dess betydelse för konstruktionsförutsättningar, projektstyrning och organisation och aktualiserar tre frågor: Kommer SKB att lyckas omsätta säkerhetsanalysen i en realistisk och (på plats) verifierbar byggnorm? Hur hanterar SKB analys dynamiken i övergången från initialtillstånd till ett stabilt idealtillstånd? Hur ser en organisation ut som under mer än ett halvt sekel skall säkerställa att byggnormen förverkligas i initialtillståndet? 1.2Kärnkraftsolyckan i och global utblick skakades av en jordbävning med åtföljande , vilken resulterade i att kärnkraftverket i havererade. Olyckan fick stor påverkan på den internationella debatten om kärnkraft, och ledde bland annat till att ett internationellt samarbete kring så kallade stresstester av kärnkraftverk kom till stånd. Olyckan satte även spår i den nationella kärnkraftspolitiken, framför allt i och . Årets kunskapslägesrapport redogör för händelseförloppet vid olyckan och efteråt, samt vilka konsekvenser den haft för den politiska diskussionen om kärnkraft internationellt. , , har identifierat , och som de länder som har kommit längst i processen att utveckla och besluta om ett förvar för använt kärnbränsle, och granskningen av SKB:s ansökan följs internationellt med stort intresse. Men kunskapen om andra länders slutförvarsprogram (och hur dessa fortskrider) är också viktig för att kunna följa och ge synpunkter på det svenska programmet. I årets kunskapslägesrapport beskrivs därför kortfattat slutförvarsprogrammet i några europeiska länder och i . 2Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering Som har påpekat, ger SKB säkerhetsanalysen en dubbel roll i kärnavfallssystemet: en intern roll som management-verktyg inom SKB och en extern roll i samhällets tillståndsprocess (1). Den externa rollen är väldokumenterad i en utvecklingsprocess som sträcker sig över decennier och där SR-Site i SKB:s ansökan är den senaste länken i en lång kedja av säkerhetsanalyser. Den interna rollen är sämre dokumenterad och genomlyst, som denna roll vidgas och får ny betydelse vid eventuellt uppförande och drift av en slutförvarsanläggning. Därför fokuserar i föreliggande kunskapslägesrapport, liksom i tidigare yttranden, på denna interna roll (1), (2). Under den första delen av slutförvarsprojektet har säkerhetsanalysens funktion främst varit garanterande, både i sin externa och interna roll. Det innebär att analysen ska garantera att det går att bygga ett rimligt säkert slutförvar – i svensk modellberggrund såväl som på den valda platsen. I nästa fas av projektet förskjuts och vidgas säkerhetsanalysens funktion (i sin roll som internt ledningsverktyg) från garanterande till normerande och styrande. Betydelsen av säkerhetsanalysens normerande och styrande funktion kommer att öka efterhand som tillståndsprocessen fortskrider, för att bli dominerande efter eventuell byggstart om SKB får tillstånd att uppföra förvaret (2). Säkerhetsanalysen ska då formulera byggnormen, det vill säga de krav som slutförvaret måste uppfylla vid förslutning (den är då normerande) som den måste styra hur projektorganisationen utformas, så att säkerhetsanalysen är integrerad i alla delar av projektledningen (den är då styrande). Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering Syftet med detta kapitel är dels att illustrera hur konstruktionsförutsättningarna härleds från säkerhetsanalysen, dels att peka på säkerhetsanalysens roll i projektets styrning och organisation. 2.2Säkerhetsanalysen under uppförande och drift Säkerhetsanalysens funktioner under uppförande och drift är förenade i en dynamisk relation (se nedan figur 2.1). Byggnormen härleds ur säkerhetsanalysen och projektorganisationen måste integrera säkerhetsanalysen i sitt arbete för att kunna realisera det önskade initialtillståndet. Initialtillståndet beskriver slutförvarets egenskaper vid förslutningi och är utgångspunkt för analysen av förvarets säkerhet. Man kan säga att allt arbete med uppförande och drift syftar till att lämna förvaret i ett sådant initialtillstånd att säkerhetsanalysen därefter kan garantera rimlig säkerhet för slutförvaret under en miljon år. Här följer en kortfattad beskrivning av säkerhetsanalysens normerande och styrande funktioner under uppförande och drift. Säkerhetsanalysen visar på de krav som kapsel, bentonit, återfyllnad och berg måste uppfylla för att säkerhetsanalysen ska kunna garantera ett rimligt säkert slutförvar. Byggnormen för slutförvaret ska återspegla dessa krav. I den metodik som utvecklats av SKB genererar säkerhetsanalysen konstruktionsförutsättningar (på engelska design premises) för var och en av de tillverkade tekniska komponenterna och bergutrymmena (3). Konstruktions-förutsättningarna specificerar de egenskaper som dessa delar måste uppfylla för att uppnå det önskade initialtillståndet. Tillsammans utgör konstruktionsförutsättningarna byggnormen för slutförvaret. Sambanden mellan säkerhetsanalys, initialtillstånd och byggnorm är dock komplexa. Byggtiden för förvaret är över ett halvt sekel, vilket innebär att konstruktionsförutsättningarna vid byggstarten representerar en byggnorm som ska realiseras i ett initialtillstånd som uppfyller säkerhetsanalysens krav. i SKB ansökan definierar initialtillstånd enligt följande: Egenskaper hos det använda kärnbränslet och hos tekniska barriärer då de slutligt satts på plats i slutförvaret och inte hanteras ytterligare inom slutförvarsanläggningen. Egenskaper hos bergutrymmen vid slutlig deponering, återfyllning eller förslutning. (Toppdokument – Begrepp och definitioner). Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering Bergets detaljerade egenskaper påverkar förvarets utformning, men utgör en osäkerhetsfaktor som är upplöst först när den sista kapseln är deponerad. SKB kommer att bygga slutförvaret enligt observationsmetoden (4), vilket innebär att man kontinuerligt kommer att mäta värdet på vissa parametrar och vid avvikelser utanför förväntade intervall anpassa konstruktionen. Naturvetenskaplig forskning och teknisk utveckling kan förändra förutsättningarna för förvaret och kräva anpassning. Även mänskligt felhandlande kan få konsekvenser för förvarets funktion och kräva anpassning. Händelser och ny kunskap kan alltså tvinga fram förändringar i byggnormen, som initialtillståndet successivt kommer att realiseras , eftersom SKB avser att återfylla och plugga deponeringstunnlar efterhand som deponeringshålen fylls. Att realisera initialtillståndet ställer höga krav på projektorganisationen. Denna måste i varje skede av genomförandet – från uppförande och drift fram till förslutning och avveckling – garantera att det önskade initialtillståndet uppnås. För att förvaret ska uppfylla byggnormen vid förslutningen krävs att projektorganisationen har tagit till sig och integrerat säkerhetsanalysen i sin verksamhet. Ett projekt som sträcker sig över flera generationer av medarbetare ställer också speciella krav på organisationens kontinuitet och överföring av kunskaper och erfarenheter. En viktig fråga är hur kompetensen ska bevaras och utvecklas inom kärnområdet säkerhetsanalys, inklusive hur säkerhetsanalysen ska styra verksamheten under uppförande och drift. Berget, forskning och utveckling, samt den mänskliga faktorn är exempel på faktorer som under den långa byggtiden kräver projektledningens uppmärksamhet och kan tvinga fram säkerhetsanalys med nya randvillkor, vilket i sin tur kräver en uppdatering av byggnorm/konstruktionsförutsättningar, vilket i sin tur kan kräva förändringar i projektorganisationen. Med hänsyn till den långa byggtiden förefaller det mycket troligt att det verkliga initialtillståndet vid förslutningen kommer att avvika från de konstruktionsförutsättningar som gällde vid byggstart Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering 2.3Från garant till byggnorm För de (tillverkade) komponenter i slutförvaret som kan påverka den långsiktiga säkerheten krävs konstruktionsförutsättningar. SKB identifierar fem sådana komponenter för KBS-3 (3): -Deponeringstunnlar och deras återfyllning -Huvudtunnlar och centralområde med mera, och förvarets förslutning Bergets egenskaper är inte en konstruktionsförutsättning, men däremot utgör de ett randvillkor för de fem komponenterna. Om berget visar sig ha andra egenskaper än planerat innebär detta att Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering konstruktionsförutsättningarna kan behöva ändras. Som påpekades i föregående avsnitt är berget en mycket viktig faktor, som kan medföra att det initialtillstånd som slutlig realiseras avviker från det som ursprungligen planerades. Figur 2.2 visar schematiskt stegen från utformning av förvar och säkerhetsanalys till konstruktionsförutsättningar, för att uppnå ett initialtillstånd som ska garantera säkerhet (3). Säkerheten bedöms i enlighet med rekommendationerna till SSM:s föreskrifter (5). Säkerhetsanalysen utgår från en given utformning av slutförvaret och antagna egenskaper hos barriärerna då förvaret försluts. Säkerhetsfunktioner och externa störningar är två viktiga element i säkerhetsanalysen: -Säkerhetsfunktionerna utgör den normativa delen av säkerhetsanalysen. De beskriver de egenskaper hos barriärerna som måste bibehållas , det vill säga under en miljon år. -Förvaret kommer att utsättas för externa störningar, exempelvis en ny istid och jordbävningar. Störningarna genererar alternativa scenarier som används för att beräkna förvarets säkerhet under Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering andra förhållanden än dem som råder i bas-scenariot. Utfallet av beräkningarna jämförs med mätetal (indikatorer) för säkerhetsfunktionerna – exempelvis täthet och svälltryck hos bufferten. Om indikatorerna ligger utanför tillåtet intervall, eller nära gränsvärden, finns anledning att gå tillbaka till tidigare steg och exempelvis ändra förvarsutformning eller testa nya scenarier. Metodiken kring säkerhetsanalysen har diskuterats i tidigare kunskapslägesrapporter och vi kommer inte att fördjupa oss i den här. Fokus här ligger istället på den vidareutveckling som görs för att få fram en byggnorm, vilket i figur 2.2 markeras av en kraftig röd pil till steg 6. 2.3.1Konstruktionsförutsättningarnas relation till säkerhetsfunktionerna Konstruktionsförutsättningarna är relaterade till säkerhetsfunktionerna och deras indikatorer, men de får inte förväxlas med varandra: -Säkerhetsfunktionerna bringar ordning och skapar ingångar till den enorma datamängd som de säkerhetsanalytiska beräkningarna genererar. Detta kan utnyttjas för att hitta de viktiga egenskaper som ska regleras av byggnormen. Säkerhetsfunktionerna ska hålla reda på alla barriärerna, inklusive geosfären, från förslutning och in i evigheten. -Konstruktionsförutsättningarna däremot är ett verktyg för projektledning och projektorganisation under genomförandeskedet. De ska styra arbetet med de fem tillverkade komponenterna i förvaret, så att det önskade initialtillståndet kan förverkligas. I vissa fall kan en grupp av säkerhetsfunktioner tas över direkt i förvarets byggnorm. Enligt SKB gäller detta de kemiska förhållandena i deponeringshålen (3). Konstruktionsförutsättningarna för dessa förhållanden är direkt övertagna från geosfärens säkerhetsfunktion R1, som ska garantera att berget ur säkerhetssynpunkt ger goda kemiska förhållanden. I de flesta fall utgör funktionerna för geosfären randvillkor för konstruktionsförutsättningarna. Det gäller exempelvis placering och vatteninflöden till deponeringshål och uttag av deponeringstunnlar. Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering En konstruktionsförutsättning kan återspegla flera säkerhetsfunktioner. Det gäller exempelvis tätheten för den vattenmättade bufferten. Denna täthet ska ligga inom ett intervall som ska möta kraven från minst tre olika säkerhetsfunktioner: hindra kolloid transport, eliminera mikroorganismer och dämpa höga skjuvkrafter på kapseln. Givet konstruktionsförutsättningarna är det möjligt att relatera dessa till säkerhetsfunktionerna. Men en trovärdig byggnorm kräver en systematisk metodik för att härleda en samling konstruktionsförutsättningar, vilka tillsammans är kompletta och inbördes konsistenta. Man kan identifiera tre filter för att sortera och utvinna information från säkerhetsanalysen: -Scenarier: Enligt SKB visar säkerhetsanalysen i SR-Can att scenarier med kapselkorrosion på grund av bufferterosion och kapselbrott, som i sin tur beror på skjuvrörelser, ger de allvarligaste riskerna (6). Ett antal underscenarier relaterade till buffert och berg leder till korrosion och kapselbrott. Enligt SR- Can bildar således korrosions- och kapselbrottscenarierna, tillsammans med underscenarier, de basfall som är utgångspunkt för utformning av byggnormen. -Tidsskalan: rekommendationer utgör det andra filtret (5). Myndigheten rekommenderar ett kvantitativt riskkriterium för de första 100 000 åren. För tiden därefter anses ett kvantitativt riskkriterium inte meningsfullt. Myndigheten konstaterar: Bedömningen av slutförvarets skyddsförmåga bör istället baseras på ett resonemang kring den beräknade risken tillsammans med flera kompletterande indikatorer på slutförvarets skyddsförmåga, till exempel barriärfunktioner, aktivitetsflöden och koncentrationer i miljön (5). SSM:s föreskrifter kräver att hänsyn tas till bästa möjliga teknik (5). Byggnormen måste utformas så att riskkriterierna är uppfyllda och att bästa möjliga teknik väljs. -Ömsesidigt beroende barriärer: Konstruktionsförutsättningarna för enskilda komponenter måste ta hänsyn till hela barriärsystemets funktion. Förvarsdjup och buffertens utformning påverkar den isostatiska belastningen på kapseln. Eventuella framtida skjuvkrafter på kapseln beror bland annat på hur layout av deponeringsområde och deponeringshål anpassats till buffertens och bergets egenskaper. Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering På samma sätt som i arbetet med säkerhetsanalysen kan det finnas anledning att i arbetet med byggnormen för initialtillståndet gå tillbaka till tidigare steg, exempelvis till säkerhetsanalysen eller till den grundläggande utformningen av slutförvaret. Ytterligare scenarier kan behöva undersökas för att kontrollera kraven på initialtillståndet, och kraven på en komponent kan kräva justeringar i förvarsutformning. I föregående avsnitt gavs exempel på yttre faktorer som osäkerhet om bergets egenskaper, ny forskning och utveckling, samt mänskligt felhandlande, vilket kan kräva att hela processen från förvarsutformning och säkerhetsanalys till byggnorm måste genomlöpas på nytt. 2.3.2Reflektioner kring metodik och resultat Arbetet med att ta fram konstruktionsförutsättningar för KBS-3 på föreslagen plats i Forsmark har bara påbörjats. Nuvarande förslag till förutsättningar kommer med hög sannolikhet att förändras och fördjupas, liksom metodiken som beskrivs i figur 2.2.