sou · H0B37 · 2012-02-29 00:00:00 — Ett positivt svar på SKB:s ansökan kommer att göra metodik och det som här kallats byggnorm till stora och centrala teman i arbetet med slutförvar. ser det därför som en viktig uppgift att följa utvecklingen på området. Den kunskap om metodik och resultat som finns dokumenterad ger underlag till följande reflektioner: Realistiska konstruktionsförutsättningar: Man kan ställa frågan hur realistiska de föreslagna konstruktionsförutsättningarna är. Exempelvis är kraven på bufferten mycket strikta. Mängden deponerad bentonit per deponeringshål ska vara sådan att densiteten hos den vattenmättade bufferten ligger i intervallet 1950–/m3, vilket ger 5 procents marginal för fel. Även om man förutsätter att ingen del av bentoniten någonsin kommer att lämna ett deponeringshål kräver denna konstruktionsförutsättning en högt driven kvalitetskontroll i hela kedjan från produktion och hantering av buffert till dess placering i deponeringshålet (7). Återstående osäkerheter: diskuterade utförligt återstående osäkerheter beträffande kapselns och buffertens funktion (8). Dessa belyser ytterligare både nödvändigheten och svårigheten att uppfylla densitetskravet Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering Beträffande risken för bufferterosion hävdar SKB att den nedre intervallgränsen om /m3 är tilltagen med marginal för erosion (3). Men minimikravet för att eliminera mikroorganismer är /m3, så marginalen är . SKB konstaterar en smula uppgivet: However, it is possible that a better understanding of the process would allow neglect of buffer erosion in future assessments (3). Operativa konstruktionsförutsättningar: En byggnorm bör vara verifierbar. Det innebär att konstruktionsförutsättningarna bör vara operativa i den meningen att det med rimliga mätinsatser i anslutning till olika arbetsmoment går att kontrollera att förutsättningarna är uppfyllda. anser att i sin nuvarande utformning är några av förslagen i SKB:s rapport (TR-09-22) (3) inte operativa. Exempelvis krävs för deponeringshålen att totala vatteninflödet ska vara mindre än , från buffertens första exponering för inflödet tills bufferten är vattenmättad. Detta kriterium är intressant i en säkerhetsanalys, men i sin nuvarande form är det obrukbart i en byggnorm. För att ge vägledning till projektorganisationen måste det brytas ned till operativa beståndsdelar. Inlåsningar: Återkopplingarna i figur 2.2 visar att både systemanalysen och utvecklingen av byggnorm är iterativa processer. Återkopplingen ger stabilitet och effektivitet till processen, men påpekade också i sin Fudgranskning 2007 riskerna för inlåsning. Rådet konstaterade att det återkopplade systemet kan förvandlas till ett resurskrävande system för att effektivt lära mer om det man redan ser. Systemet värjer sig mot nytänkande och möter nya hot med mer av tidigare åtgärder. (1). anser att frågan om inlåsningseffekter är viktig, och att SKB bör redogöra för vilka mekanismer som finns för att exempelvis återstarta teknikutvecklingen om samspelet kapsel-buffert-berg inte fungerar som förväntat. Tolkning av bästa möjliga teknik: SKB för ett intrikat resonemang om SSM:s kvantitativa riskkriterium och bästa möjliga teknik (BAT) (3). Resonemanget skulle kunna tolkas så, att om det kvantitativa riskkriteriet utsträckt efter 100 inte kan fullföljas, så räcker argumentering om införande av bästa möjliga teknik för perioden efter 100 . Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering principen om bästa möjliga teknik bör förtydligas, exempelvis genom att definiera begreppen nödvändiga och tillräckliga villkor. Ett nödvändigt villkor för att ett slutförvar ska bedömas säkert efter 100 är i så fall att sökanden kan påvisa att man med rimlig mängd resurser använt bästa möjliga teknik. Detta behöver emellertid inte vara tillräckligt för att slutförvaret ska bedömas säkert. Krav kan ställas på utveckling av ytterligare metoder och teknik. 2.4Från byggnorm till initialtillstånd Säkerhetsanalysen ska garantera att ett rimligt säkert slutförvar kan byggas och byggnormen ska omsätta säkerhetsanalysens resultat i operativa konstruktionsförutsättningar. Att realisera byggnormen i ett initialtillstånd som överensstämmer med säkerhetsanalysens förutsättningar är en uppgift för projektledning och projektorganisation. Som byggprojekt kan slutförvaret inte sägas vara unikt. Det är litet jämfört med svenska gruvor, varav många byggts ut än vad som beräknas för förvaret. Byggnormen baseras av forskning och utveckling men utnyttjar i huvudsak känd byggteknik – medeltidens katedralbyggare tog större risker än förvarets projektledning. Förvaret byggs för att förslutas precis som pyramider. Vad är då så unikt med detta projekt att projektstyrning tas upp som ett eget avsnitt i en Kunskapslägesrapport? Svaret relaterar till figur 2.1. Förvaret byggs för att producera säkerhet inte bara utan främst över oöverskådlig tid. Ingen av dagens eller morgondagens beslutsfattare och byggare kommer att kunna kontrollera att förvaret fyller sin uppgift. Kontroll av måluppfyllelse baseras helt på datorsimuleringar, det vill säga säkerhetsanalysen. Frågan uppstår vad detta betyder för projektstyrning och för kraven på projektorganisationens förmåga att hantera säkerhetsanalysen. Hur hanteras dynamiken säkerhetsanalys-byggnorm-projekt- styrning exempelvis när berget, forskning och utveckling eller mänskligt felhandlande tvingar fram modifieringar i förvaret och/eller en ny säkerhetsanalys? Hur integreras säkerhetsanalysen i upphandling av entreprenader och i daglig verksamhet? Skapar de långa tidsrymderna i säkerhetsanalysen en moralisk risk? Hur kontrollerar man om en entreprenör medvetet eller omedvetet börjar Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering runda några hörn när effekten av ett eventuellt felhandlande i alla fall bara visar sig efter 50 ? anser att frågor om säkerhetsanalys och projektstyrning har en sådan dignitet att de bör ges en systematisk studie, exempelvis med hjälp av verktyg från organisationsteorin. Studierna av säkerhetsanalys och projektstyrning bör utgå från en bred ansats. I sitt klassiska arbete Images of Organization understryker (1986) behovet av flerfaldiga perspektiv vid analys av en organisation. En organisation utformad för att uppnå specificerade mål kan enligt beskrivas som: a species of organization that is able to survive in certain environments but not in others; an information-processing system that is skilled in certain kinds of learning but not in others; a cultural milieu characterized by distinctive values, beliefs and social practices; a political system where people jostle to further their own ends; an arena where various subconscious or ideological struggles take place; an artifact and manifestation of a deeper process of social change; an instrument used by one group of people to exploit and dominate others; and so on. (9). Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering Figur 2.3 visar SKB:s egen bild av relationerna mellan säkerhetsanalys och arbetet med att projektera, bygga och driftsätta slutförvaret. I den pågående planeringen för uppförande och drift av Kärnbränsleförvaret har verksamheten delats in i två huvudprocesser. Mellan dessa och delprocesser finns viktiga samband i form av styrning, information och feedback. Projektplan och övriga delar av ledningssystemet har som mål att dessa samband ska fungera effektivt. (10). Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering SKB:s syn ansluter till ett av de perspektiv som beskriver. I detta perspektiv ses en organisation som ett socialt system för informationsbearbetning, lärande, beslut och genomförande. I organisationslitteraturen görs i detta perspektiv många referenser till hur vår egen hjärna arbetar (11). Mycket kortfattat skulle man kunna uttrycka det på samma sätt som sociologen , som ser organisationer som sociala system för utformning och kommunikation av beslut (12). Att finna en effektiv och säker styrning av slutförvarsprojektet kräver analys ur många perspektiv, men perspektivet information-kommunikation-beslut förefaller vara en rimlig startpunkt. Bilden av organisationen i figur 2.3 är mycket översiktlig och SKB har inte preciserat hur effektiva och säkra samband mellan huvudprocesser och delprocesser för styrning, information och återkoppling ska se ut. Resultat från tidigare studier kan här användas för att reflektera över SKB:s ansats, och för att börja identifiera kritiska steg i organisationens hantering av säkerhetsanalysens krav. Exempel på studier av organisationen för hantering av kärnavfall finns i projekt som dåvarande () tillsammans med () initierade och . Studierna gjordes dels i SKI/SSI:s egen regi och dels som EU projekt, och omfattade organisationen i , och (13),(14), (15). För organisationsanalysen användes en internationellt välkänd modell, Model, VSM (11). Studierna hade inte fokus på säkerhetsanalysens roll, men perspektivet innefattade figur 2.3. Applicerar vi resultaten från dessa tidiga studier på dagens situation inställer sig genast frågan om de två huvudprocessernas status. Ska de organiseras som två självständiga processer med egna mål, som figur 2.3 antyder, eller som två processer med skilda funktioner och med helt olika status i organisationen? Hur ska huvudprocesserna förhålla sig till varandra? Baserat på de tidiga studierna kan man urskilja flera områden där organisatoriska studier är intressanta: -Dialogen mellan Uppförande och Säkerhetsanalys. Denna dialog markeras i figur 2.3 med de två vertikala pilarna märkta Information och Styrning. Effektiv kommunikation mellan processerna är en förutsättning för att konstruktionsförutsättningarna ska bli realistiska och operativa och realiseras korrekt i Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering Nödvändigheten av denna typ av dialog konstaterades i SKB:s Fudprogram 2007 och upprepas i SKB:s Fudprogram 2010. observerade i sin Fud-gransk- ning 2007: Inom huvudprocessen Uppförande och drift ska Säkerhetsanalys och platsmodellering dels bidra till att koordinera den löpande verksamheten, dels träda in som samtalspartner i en dialog om åtgärder inom Uppförande och drift för att hantera avvikelser från förutsättningar och antaganden i säkerhetsanalysen (1). Formerna och innehållet i denna dialog är viktiga att studera liksom relationerna mellan dialogens parter. -Skillnader och relationer. Dialogen äger inte rum mellan två likställda parter. Det är processen Uppförande som bygger slutförvaret och sedan tas över i driftskedet. Säkerhetsanalys producerar säkerhetsrapporter och styrmedel. Huvudprocessen Uppförande kan delas upp i ett antal självständiga delprocesser med egna mål och ledning, exempelvis bergbyggnad, buffertframställning, deponering och återfyllnad. Resultaten från de tidigare organisationsstudierna visar att försök att på samma sätt dela upp huvudprocessen Säkerhetsanalys i ett antal självständiga delprocesser skulle göra hela organisationen dysfunktionell. Säkerhetsanalys måste finnas tillgänglig som dialogpartner inom alla delprocesserna i Uppförande men inte som självständiga enheter utan som medlem och del av ledningen för respektive delprocess med uppgift att bearbeta information och utveckla verktyg för att styra delprocessen. Det innebär bland annat att tolka och precisera de delar av byggnormen som är relevanta för delprocessen. Två områden framträder som intressanta för fortsatta studier. -Koordination och byggnorm. Koordination kräver detaljerade protokoll eller en regelbok för relationerna mellan delprocesserna i Uppförande, exempelvis hur en producerad buffert ska överlämnas till deponeringsteamet för placering i deponeringshålet. Protokollen ska baseras på byggnormen. Koordinationen är således starkt kopplad till den kvalitetssäkring som ska garantera att byggnormen följs, dels inom varje delprocess men också i skarvarna mellan delprocesser. Det finns anledning att betrakta riskerna för moraliska risker, speciellt i övergången mellan olika delprocesser. Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering -Nivåer och delprocesser. Vi har i de två föregående punkterna betonat nödvändigheten att föra ut säkerhetsanalys och byggnorm till alla delprocesser och nivåer i projektet, så att säkerhetstänkandet tränger ända ut i projektets kapillärer. Man bör ställa frågan hur indelningen ska göras. Normalt sett görs indelningen så att produktionen blir så effektiv som möjligt. Det som ska produceras i slutförvaret är långsiktig säkerhet. Det innebär att projektet inte ska organiseras för mest effektiva bergbyggande, utan för att ge optimala förhållanden för kontroll av att byggnormen följs och därigenom för produktion av önskat initialtillstånd. Ovanstående diskussion använder en speciell organisatorisk modell från tidigare studier för att illustrera några organisatoriska frågeställningar inför byggande av ett slutförvar. Resultaten ska ses som exempel och är inget ställningstagande för användning av någon speciell analysmodell. vill emellertid understryka behovet av systematiska studier av hur organisationen ska se ut för att garantera att den fastställda byggnormen följs och att det önskade initialtillståndet uppnås under de speciella förhållanden som råder för genomförande av slutförvar. Rådet anser att sådana studier bör komma igång , så att kunskapen finns inför ett eventuellt tillåtlighetsbeslut för ett KBS-3 förvar i Forsmark. drar följande preliminära slutsatser om säkerhetsanalys, byggnorm och organisation för uppförande, drift och förslutning av slutförvar för använt kärnbränsle: Tillståndsprocessen och ett eventuellt tillåtlighetsbeslut för inkapslingsanläggning i och slutförvar i Forsmark utökar säkerhetsanalysens funktioner. Utöver funktionen som garant för att det ska gå att bygga ett rimligt säkert slutförvar, blir säkerhetsanalysen basen för utformning av konstruktionsförutsättningar och för projektstyrning för att förverkliga det önskade initialtillståndet. Konstruktionsförutsättningarna kommer att fungera som en byggnorm för förvaret. ser det som en viktig uppgift att följa utvecklingen av byggnorm och uppbyggnad av projektorganisation. Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering SKB har påbörjat processen att utforma konstruktionsförutsättningar. Resultatet tydliggör återstående osäkerheter beträffande kapselns och buffertens funktion. Det visar också på vikten av långt driven kvalitetskontroll i varje arbetsmoment och en byggnorm med mätbara konstruktionsförutsättningar. SKB:s arbete väcker också frågan om precisering av kriteriet bästa möjliga teknik i . Att visa att man använder bästa möjliga teknik bör ses som ett nödvändigt men inte tillräckligt villkor för att ett slutförvar ska bedömas vara rimligt säkert efter 100 . Utbyggnad och deponering i slutförvaret ska pågå med målet att producera långsiktig säkerhet, som verifieras genom datorsimuleringar. Organisation och styrning av ett sådant projekt reser speciella frågor beträffande hantering av oplanerade händelser, upphandling av entreprenader och daglig kvalitetskontroll. Det faktum att effekten av felhandlande eller medvetet fusk visar sig först skulle kunna skapa en typ av moralisk risk. anser att frågor om organisation och projektstyrning har en sådan dignitet att de bör ges en systematisk studie med hjälp av verktyg från organisationsteorin. Sådana studier bör komma igång möjligt, så att kunskapen finns tillgänglig inför ett eventuellt tillåtlighetsbeslut för ett KBS-3 förvar i Forsmark. Säkerhetsanalys för projektering, konstruktion och deponering 1.SOU 2008:70, Slutförvaring av kärnavfall. yttrande over SKB:s Fud-program 2007, s. 36. 2.SOU 2011:50, yttrande över SKB:s Fud-program 2010. 3.SKB TR-09-22, Design premises for a KBS-3V repository based on results from the safety assessment SR-Can and some subsequent analyses. 4.Peck, R.B. (1969) Ninth Rankine Lecture: Advantages and limitations of the observational method in applied soil mechanics, Geotechnique, Vol 19, pp. 171–187. 5.SSMFS 2008:37, föreskrifter om skydd av människors hälsa och miljön vid slutligt omhändertagande av använt kärnbränsle och kärnavfall (föreskrifter och allmänna råd). 6.SKB TR-06-09, Long-term safety for KBS-3 repositories at Forsmark and Laxemar – a first evaluation. report of the SR- Can project. 7.SKB R-09-12, Slutförvarsanläggning för använt kärnbränsle. Anläggningsbeskrivning layout D – Forsmark , s. 45–46. 8.SOU 2011:14, Kunskapsläget på kärnavfallsområdet 2011 – geologin, barriärerna, alternativen. 9.Morgan, G. (1986), Images of Organization, , . 10.SKB (2011), Ansökan om tillstånd enligt lagen (1984:3) om kärnteknisk verksamhet till uppförande, bilaga VU, s 20 11.Beer, S. (1979), Heart of enterprise, , Chichester. 12.Luhmann, N. (1996), Membership and Motives in , 13, pp. 341–348. 13.Espejo, R. and , A. (1998), The Systemic Roles of SKI and SSI in the , SKI Report 98:4, SSI-Report 98-2, och , January 1998. 14.Espejo, R. (2003), Structure for transparency in nuclear waste management. Comparative review of the structures for nuclear waste management in , and the UK, SKI Report 2003:26 (RISCOM II Deliverable 2.3), . 15Espejo, R. (2007), The RISCOM model: dialogues and requisite organisation, Kybernetes, pp. 291–306, Vol. 36, No. 3Från initialtillstånd till idealtillstånd i slutförvaret för använt kärnbränsle 3.1Slutförvaret i ett tidsperspektiv Slutförvaret ska fungera under en extremt – mer än 100 . Under samma tidsrymd bakåt i tiden har människans utveckling gått från Homo Neanderthalis till Homo Sapiens, och hur utvecklingen ser ut framåt i tiden är det väl ingen som kan förutsäga. Klimatet har också varierat och många förändringar på jordytan kan förklaras av detta. Den senaste istiden tog slut för ungefär 10 , och om vi går 20 var klimatet mycket kallt. En detaljerad beskrivning av landisens inverkan på landskapet finns i fördjupning av en tidigare rapport från och berörs endast sammanfattningsvis här (1). Landisens bildning och framväxt innebar stora förändringar i berg, jord och vatten, både under och utanför landisen. Grundvattnet frös till is vilket bland annat ledde till att sprickor och porer i berget vidgades, och när trycket av den allt mäktigare landisen ökade började dess bottenskikt att smälta. En del smältvatten från ytan sökte sig ner i isens sprickor. Landskapet utanför landisen präglades av ständig tjäle (permafrost) och tundra. Permafrosten under nedisningen hade utbildats vid olika faser och därigenom till stort djup (flera ). Landisen och det höga vattentrycket ledde också till ökade bergspänningar i djupled. Våra nuvarande kunskaper om utvecklingen framåt i tiden har också beskrivits i ovan nämnda rapport från , där professor redovisade kunskapsläget om den framtida klimatutvecklingen i tre olika tidsskalor (1). Från initialtillstånd till idealtillstånd i slutförvaret för använt kärnbränsle 1000 åren kommer klimatet att påverkas av de kraftiga störningar som orsakas av bland annat att en ökande halt av koldioxid och andra så kallade växthusgaser i atmosfären förhindrar eller försvårar värmeutstrålning från jordytan. En ökande temperatur ger i sin tur upphov till en rad oönskade effekter (isavsmältning, havsnivåhöjning med mera). Under dessa varierande förhållanden förväntas slutförvaret fungera i 100 och det använda bränslet från våra kärnreaktorer ska isoleras från omgivande miljö. Det innebär naturligtvis en stor utmaning att utforma och bygga ett sådant förvar. Det gäller bland annat att använda den bästa teknik som finns tillgänglig och göra realistiska beräkningar och bedömningar . Det är i sammanhanget inte möjligt att ge fullständiga garantier för att någonting oväntat kan inträffa eller för att ingen parameter i den av SKB upprättade säkerhetsanalysen har förbisetts eller underskattats. Vissa förhållanden kommer inte att kunna fastställas förrän vid själva underjordsarbetet, till exempel storleken på bergspänningarna, som var stora och svåra att bestämma vid platsundersökningarna (2). Vattenföringens storlek och variation i olika avsnitt kan också bjuda på överraskningar. 3.2Om initialtillståndets roll i säkerhetsanalysen Säkerhetsanalysen är det instrument som SKB använder för att i möjligaste mån beskriva tänkbara scenarier för utveckling av slutförvaret och göra sannolikhetskalkyler för olika utfall. Säkerhetsanalysen är ett levande dokument som förändras allteftersom nya kunskaper och forskningsresultat tillkommer som kan påverka processer i förvaret. Som utgångspunkt för kalkylerna används det så kallade initialtillståndet. Initialtillståndet motsvarar tillståndet efter deponering för bränsle, kapslar, buffert, återfyllning och förslutning. Initialtillståndet för geosfären och biosfären avser de naturliga förhållanden som råder innan bergbrytningen inleds. Beskrivningen baseras på referensutformningen (3) av KBS-3-förvaret utifrån de metoder för utförande och kontroller som redovisats, en beskrivande modell av platsen för slutförvaret och en platsspecifik utformning av förvaret. Begreppet initialtillstånd innefattar även den varia- Från initialtillstånd till idealtillstånd i slutförvaret för använt kärnbränsle tion i egenskaper som kan förväntas, med hänsyn till de metoder för utförande och kontroller som tillämpas. Kapselns initialtillstånd beskriver således de egenskaper som kapslarna förväntas ha när de placeras i deponeringshålen och inte kommer att hanteras mer i slutförvarsanläggningen. De krav och konstruktionsförutsättningar som relaterar till kapselns barriärfunktion finns beskrivna i tidigare rapporter från SKB (3). De tekniska barriärernas egenskaper då de slutligt sätts på plats i slutförvaret beskrivs av de initiala värdena hos ett antal variabler (4). Initialtillståndet för buffert och återfyllning är resultatet av den referensutformning, tillverkning och installation som har valts utifrån konstruktionsförutsättningarna. Det förväntade initialtillståndet hos andra variabler beror på hur buffert och återfyllning utvecklas efter installation och detta bestäms genom analyser. Buffertens initialtillstånd är tillståndet då hjälputrustningen som använts under deponeringen är borttagen och samtliga buffertkomponenter är installerade i deponeringshålet. Initialtillståndet kommer att bero av sammansättningen på buffertmaterialet, storleken och densiteten på de installerade buffertkomponenterna och deponeringshålets mått (5). 3.3Från initialtillstånd till idealtillstånd I samband med att kapslar och buffert deponerats kommer ett antal naturliga processer att inledas, som ska leda till att de syremolekyler som förekommer i bentoniten i form av inneslutna portioner av luft och vatten förbrukas, och bufferten sväller genom sorption av grundvatten. Dessa processer leder i bästa fall till att ett idealtillstånd (eng. target state) uppkommer, som kännetecknas av att den vattenmättade buffertens densitet (6) ligger i intervallet 1950–/m3 och att syrgasen har förbrukats. Därigenom blir miljön reducerande, alltså syrefri, vilket minskar risken för korrosion av kopparkapseln. Det är egentligen detta eftersträvansvärda idealtillstånd som utgör underlag för förvarets långsiktiga utveckling. En viktig fråga i sammanhanget är hur man kan verifiera om och när förvaret i sin helhet har uppnått sitt idealtillstånd efter förslutning, eftersom inga uppföljande mätningar för att kontrollera saken är planerade. Vad betyder det för den långsiktiga säkerheten om vissa parametrar i idealtillståndet inte har uppfyllts förrän i vissa deponeringshål? En ojämn fördelning av Från initialtillstånd till idealtillstånd i slutförvaret för använt kärnbränsle sorberat grundvatten genom bentonitbufferten och kontakt med kopparkapseln (kungen i förvaret) kan till exempel skapa förutsättningar för oönskade korrosionsreaktioner på kapseln, försämring av buffertens egenskaper genom så kallad cementering och erosion av buffert och återfyllning.