sou · H1B311 · 2013-03-07 00:00:00 — Referensutformningen av de tekniska barriärerna och bergutrymmena ska överensstämma med konstruktionsförutsättningarna. Produktionen ska genomföras och kontrolleras så att barriärerna och bergutrymmena vid initialtillståndet överensstämmer med den specifikation som ges av referensutformningen. Nya säkerhetsanalyser kan leda till reviderade konstruktionsförutsättningar och därmed förändrad utformning, produktion och initialtillstånd. Initialtillståndet skall alltså kontrolleras mot Referensutformningen inte mot Frågan är vad som menas med överensstämma. Ett konkret exempel på hur överensstämma skall tolkas ges i SR-Site på sidan 160: Den totala mängd vatten som flödar in i ett godkänt deponeringshål måste vara mindre än mellan installation av buffert och den tidpunkt då bufferten vattenmättas. För den nuvarande referensutformningen görs bedömningen att konstruktionsförutsättningarna uppfylls om potentiella deponeringshål med inflöden på mindre än 0,1 l/s godtas. Överensstämmelse mellan Konstruktionsförutsättning och Referensutformning är alltså i detta fall resultat av en bedömning. En sådan form av överensstämmelse behöver inte vara problematisk i sig eftersom styrkan i den cirkulära logiken i fig. 2 är att felaktiga bedömningar ska korrigera sig själva när slingan genomlöps. Saknas entydiga definitioner av elementen i slingan eller av relationerna mellan dessa kan emellertid en sådan omformulering av konstruktionsförutsättningar få katastrofala följder – om än inte nödvändigtvis ! Detta riktar uppmärksamheten mot nästa led i kedjan, relationerna mellan Initialtillstånd och Säkerhetsanalys. I Huvudbilaga SR sidan 5 konstaterar SKB: Initialtillståndet är en av utgångspunkterna för analys av säkerheten efter förslutning i SR-Site Diskussionen ovan leder till frågan: Vilket initialtillstånd? Är det Initialtillstånd enligt Toppdokuments definition eller enligt SR-Sites? Antas Initialtillståndet uppfylla alla Konstruktionsförutsättningar eller enbart följa de kontrollerbara förutsättningarna i Referensutformningen? Hur problematiserar exempelvis Säkerhetsanalysen frågorna om totalt vattenflöde och buffertdensitet efter vattenmättnad? Det faktum att dessa frågor måste ställas i detta skede av ansökningsprocessen pekar på kompletteringsbehov. I nästa avsnitt sammanfattas iakttagelserna under tre rubriker och relateras till tidigare ställningstaganden i Kunskapslägesrapporten och i yttrande över Fud-programmet 201025. Frågor kring Initialtillståndet och Huvudslingan (Säkerhetsanalys-Konstruktionsförutsättningar- Initialtillstånd) Diskussionen om Initialtillståndet visar på tre stora frågor, som måste redas ut. Många av de osäkerheter som råder kring begreppet Initialtillstånd skulle upplösas om Initialtillståndet beskrev hela slutförvarets tillstånd vid en och samma tidpunkt. Rådets yttrande över Fud-programmet 2010 konstaterade att två rimliga krav på begreppet initialtillstånd är dels att det refererar till tillståndet hos förvarets komponenter vid en och samma tidpunkt, dels att informationen om detta tillstånd så långt som det är tekniskt möjligt bygger på mätningar vid eller nära denna tidpunkt. Initialtillstånd och Säkerhetsanalys. Detta problemkomplex tas upp i Rådets Kunskapslägesrapport (KLR) 201226 kapitel 3, och utgjorde också ett viktigt tema vid Rådets presentation av KLR 2012 . Vad menar SKB med påståendet att yttrande över SKB:s Fud-program 2010. Kunskapsläget på kärnavfallsområdet 2012 - långsiktig säkerhet, haverier och global utblick. Initialtillståndet är en av utgångspunkterna för analys av säkerheten efter förslutning i SR- Site? Antas Initialtillståndet uppfylla alla Konstruktionsförutsättningar eller enbart de kontrollerbara som de uttrycks i Referensutformningen? I vilken utsträckning utgör i stället Idealtillståndet en utgångspunkt för säkerhetsanalysen? Se avsnitt 14.2 i detta yttrande. Initialtillstånd och Byggnorm. Flera av konstruktionsförutsättningarnas krav kommer inte att vara uppfyllda i Initialtillståndet. Exempelvis kravet på buffertens densitet eller det totala vattenflödet i ett deponeringshål. De återspeglar istället situationen i Idealtillståndet. Det är således omöjligt att realisera alla konstruktionsförutsättningar i initialtillståndet och SKB:s hantering av detta problem genom Referensutformningen diskuterades i avsnitt 1. En utomordentligt viktig fråga för uppförande och drift av slutförvar är hur SKB avser att hantera denna motsättning mellan Konstruktionsförutsättningar och Initialtillstånd i sin projektorganisation. Hur återspeglas motsättningen i dialogen inom SKB mellan de två huvudprocesserna Uppförande och Säkerhetsanalys? Hur överlämnar processen Uppförande sina resultat till processen Säkerhetsanalys om SKB:s definition av Initialtillståndet är utgångspunkten för deras dialog? Kommer Uppförande att säga Initialtillstånd och mena att detta uppfyllt Referensutformningen medan Säkerhetsanalysen tror sig analysera ett Initialtillstånd som uppfyller alla Konstruktionsförutsättningar? KLR2012 sid. 28-29 understryker att dialogen mellan Uppförande och Säkerhetsanalys måste föras på alla nivåer – från produktion av buffert, kapsel och deponeringshål till produktion av komplett slutförvar. Alla måste vara medvetna om distinktionerna i huvudslingan. bedömning av behov av kompletteringar Systemanalys av huvudslingan Säkerhetsanalys – Konstruktionsförutsättningar – Initialtillstånd. yttrande över Fud-programmet 2010 pekade på behovet av systemanalys för att studera sambanden mellan processerna Uppförande och Säkerhetsanalys och rollerna för nyckelbegreppen Konstruktionsförutsättningar och Initialtillstånd. Analysen ovan och i Kunskapslägesrapporten visar att det är nödvändigt att ta med Säkerhetsanalysen och se närmare på hela huvudslingan säkerhetsanalys-konstruktionsförutsättningar-initialtillstånd. Systemanalysen bör utgå från figur 2 och klargöra relationerna mellan de tre huvudelementen säkerhetsanalys, byggnorm/konstruktionsförutsättningar och initialtillstånd, och visa hur figuren 2 ska realiseras i organisationen av och relationerna mellan de två huvudprocesserna Uppförande och Säkerhetsanalys. Förslag till Mätprogram. Beskrivning av ett mätprogram som gör det möjligt att definiera initialtillståndet för en och samma tidpunkt. Skulle SKB komma fram till att det är omöjligt med dagens mätteknik att mäta tillståndet för deponerade kapslar och tunnlar efter återfyllning utan att störa barriärerna måste i så fall SKB förklara varför ett mätprogram är onödigt. ANDRA som är den franska organisationen för omhändertagande av kärnavfall, har informerat Rådet om att man utvecklar ett kontrollprogram för mätning av kritiska parametrar i förvaret under efter förslutning. Det anser man vara både nödvändigt och möjligt att genomföra utan att det påverkar förvarets långsiktiga säkerhet. Ett liknande program måste vara möjligt att genomföra även i . Utredning om konstgjord vattenmättning av bufferten. Se vidare kompletteringsbehov under synpunkter på bufferten och återfyllning i kapitel 14.2 Synpunkter på slutförvarets tekniska barriärer. 14 Synpunkter på Bilaga SR Site – Redovisning av säkerhet efter förslutning av slutförvaret 14.1 Synpunkter på Geosfären Bergspänningen på olika djup i skilda berggrundsdomäner är av stor betydelse för om berget är lämpligt för lokalisering av förvaret. Spänningsförhållandena kan nämligen påverka konstruktionen och byggandet av förvaret samt på också beständigheten. Det finns sålunda risk för så kallad spjälkning, dels i ramper och tunnlar, dels i deponeringshålen, där spänningen förstärks genom värmen från bränslet. Det råder stor osäkerhet om storleken av bergspänningarna på förvarsdjup i Forsmark. Olika mätmetoder ger olika resultat. Äldre mätningar med överborrsmetoden, utförda under uppförandet av , anses otillförlitliga eftersom mätmetoden inte var tillräckligt utvecklad vid tiden för datainhämtning. De ger värden på upp till 60 MPa för den maximala horisontella spänningen (1) på förvarsdjup. Som framgår av figur 4-15 på sidan 126 finns endast en godtagbar mätning av 1 (i borrhål KFM01B) på förvarsnivå, och fyra med låg konfidens i den prioriterade volymen samt inga mätningar på förvarsnivå ovanför den flacka deformationszonen A2. Inga spänningsmätningar har utförts i sprickdomän FFM06 i kandidatområdet. Spänningstillståndet förväntas vara liknande det i sprickdomän FFM01. Det finns alltså endast en tillförlitlig mätning av 1 på förvarsdjup som ger ett värde på 41 MPa, vilket är dubbelt så högt som i Laxemar . Mätningar med hydraulisk spräckning (HTPF inversion) på detta djup i Forsmark ger ett värde på ca 20 MPa27, som är normalt för 1 i svensk berggrund (22 MPa), men är inte redovisat i Huvuddokumentet.28 Det kan tyckas gott att SKB väljer att använda ett högt, men osäkert värde för 1 i sina modeller. Denna osäkerhet får dock konsekvenser för förståelsen av sprickpropagering i anslutning till en tryckökning som skulle ske i anslutning till frysning av buffert vid en eventuell permafrostnivå på förvarsdjup.29 I stället för att anta att spänningstillståndet på förvarsdjup är detsamma i bergvolymen förordas att nya mätningar utföras med andra metoder eller med en förbättrad version av överborrningsmetoden, som fungerar dåligt i det kvartsrika berget i Forsmark. Överborrningscylindern skulle kunna modifieras enligt rapport och grövre dimensioner på borrhålen prövas. Detta bedömde dock SKB som alltför kostsamt. I stället tänker man avvakta informationen genom deformationsmätningar i samband med tunneldrivningen, vilket dels innebär betydande mätsvårigheter, dels ger alltför sen information. 27SKB, 2010a: Platsval – lokalisering av slutförvar för använt kärnbränsle. 28SKB, 2011: Redovisning av säkerhet efter förslutning av slutförvaret för använt kärnbränsle. Huvuddokument från projekt , Del 1. 29Stephansson, O., 2011: Synpunkter på valda delar av SKB: Fud-program 2010, Rapport till . Rådets bedömning av behov av kompletteringar Kunskaperna om bergspänningarna på planerat förvarsdjup i Forsmark bör förbättras. SKB bör bättre förklara orsaken till de höga bergspänningarna och spänningsfältet omkring linsen samt beskriva betydelsen av bergspänningarnas riktning och storlek för planering och anläggning av tunnlarna till och i slutförvaret. Hydrauliska egenskaper i sprickdomäner och deformationszoner har studerats i såväl kärnborrhål (22 stycken) som hammarborrhål (32 stycken). Osäkerheter kvarstår dock vad gäller de hydrauliska egenskaperna i sprickor och zoner omkring den tektoniska linsen. Under avsmältning av den senaste inlandsisen injekterades glacialt smältvatten hydrauliskt ner till i Forsmarksområdet. Även bräckt Littorinavatten förekommer i berggrunden och tillika gammalt, pre-holocenskt vatten. I SDM 30 redovisas och beskrivs hydrogeokemiska data från fyra sprickdomäner (FFM01, FFM92, FFM03 och FFM04) och från sprickzoner. En blandning av vattentyper förekommer i de övre i den nivån där frekvensen av flacka vattenförande sprickor som står i hydraulisk förbindelse med varandra är hög. I den prioriterade sprickdomänen FFM01 finns bräckt vatten från ner , och därunder äldre, saltare vatten. Från den snarlika, centralt belägna prioriterade volymen, , finns inga hydrogeokemiska data redovisade31, vilket får betraktas som en påtaglig brist. Kandidatområdet (sprickdomän FFM01 och FFM06) gränsar mot sydost till av en brant stående sprickzon och i NO och SV av Singözonen respektive Eckarfjärdenzonen. I FFM03 förekommer flera öppna och delvis öppna sprickor ner , och vatten från har påträffats på djup ner , vilket visar att relativt ungt vatten () förekommer på stora djup. Interferenstester visar dock att det inte finns hydraulisk kontakt mellan den nordöstra delen av den prioriterade volymen och berggrunden på den nordöstra sidan av . Den prioriterade volymen, , har mycket låg sprickfrekvens , men under denna volym förekommer en flack stupande struktur (A2) som ger seismisk reflektion. Denna struktur står i förbindelse med en OSO-lig zon32 och troligen även den branta zonen ENE0060A. Varken i SDM33 eller i Huvuddokument I beskrivs den geologiska signifikansen av A1, som tolkats i and vara en komplex geologisk enhet.34 Extrapolerat till ytan sammanfaller den med bandade bergarter, som bland annat utgörs av amfibolit. I sydöstra delen av 30SKB, 2008: Site description of Forsmark at completion of the site investigation phase: SDM-site Forsmark. TR- 08-05, 545 sidor. 31SKB, 2008. 32Fig 4-12, SKB 2011. 33SKB, 2008. 34Juhlin, C. and , M.B., 2006. Gently dipping fracture zones in Paleoproterozoic metagranite, : Evidence from reflection seismic and cored borehole data and implications for the disposal of nuclear waste. , Vol.111, p.1-19. kandidatområdet förekommer flera av de flacka sprickzonerna nära eller längs kontakten med just amfibolit.35 Propagering av befintliga sprickor kan orsakas av en rad olika processer såsom berguttag, termisk belastning, svälltrycket hos bufferten, permafrost och tryckgradientökning i samband med deglaciation. Kunskapen om spricknätverken som sådana är bristfällig och hur dessa nätverk är sammanlänkade är dåligt karaktäriserat.36 Transportegenskaperna i berggrunden är viktiga av flera skäl, bland annat som sänkor för radionuklider, vilka kan transporteras från ett eventuellt läckande förvar. Undersökningar har genomförts på olika sätt och en särskild retardationsmodell har prövats. Osäkerheten är dock fortfarande stor vad gäller sorptionen för många specier i olika typer av grundvatten och skilda bergarter med exempelvis olika porositet och katjonbyteskapacitet, som till exempel den skadade zonen (EDZ). Rådets bedömning av behov av kompletteringar: Eftersom det är oklart om hydrauliska förbindelser finns på andra ställen utmed den betydelsefulla Singözonen bör detta utredas noga i fält inför den framtida detaljplaneringen av förvaret. Bergspänningen på förvarsdjup bör bekräftas eftersom denna har stor signifikans för modellering av sprickpropagering. Det är anmärkningsvärt att strukturen A1 inte är bättre definierad och bör därför karaktäriseras geologiskt. Är strukturen vattenförande ska dess relation till ENE0810 och ENE0060A bestämmas. Osäkerheterna vad gäller transportegenskaperna bör klarläggas genom sorptionsstudier i såväl laboratorieskala som i fältförsök. Det gäller därvid att särskilt utreda skillnaden i sorptionsegenskaper mellan opåverkat berg och den skadade zonen (EDZ). Övervakning av eventuella rörelser i berggrunden längs vissa zoner har tidigare gjorts med hjälp av GPS -mätningar vid ett antal stationer och mättillfällen såväl i som i Forsmark. I har dylika mätningar pågått . Instrumentering och bearbetningsteknik har utvecklats, varför man kan få allt noggrannare och säkrare resultat. Spår av tidigare och eventuell framtida seismisk aktivitet beskrivs i Huvuddokumentet. Det konstateras att inga morfologiska huvuddrag förekommer som visar på senglaciala eller postglaciala förkastningar, inte heller påverkade kvartära sediment som entydigt kan sättas i samband med seismisk aktivitet. Det konstateras också att den största osäkerheten, och den som är svårast att minska, gäller den förväntade frekvensen av framtida jordskalv av olika storlek. Olika modeller med pessimistiska antaganden har utförts, och förvaret är dimensionerat att klara jordbävningar på > 6 magnitud (Richterskalan) med god marginal. Däremot är eventuella pågående rörelser i berggrunden, inklusive krypning, i ett längre, sammanhållet perspektiv dåligt belyst. har kontinuerliga GPS-mätningar utförts för att övervaka horisontella kryprörelser i berggrunden, och 2004 installerades en seismisk mätstation i Forsmark som registrerar lokala, och små, rörelser i berggrunden. Mätningar med satellitteknik (dInSAR), som utfördes , påvisade inga rörelser utmed större lineament. SKB planerar inte att återuppta mätningar med denna teknik, men sju markbaserade, termiskt och fysikaliskt stabila är planerade, och SKB överväger, eller i samma dokument planerar, att installera ett lokalt seismiskt nätverk (SKB 2010c).37 Modern satellitteknik, till exempel dInSAR, täcker ett större område än enstaka GPS-stationer13 och det finns all anledning att fortsätta mätningar av eventuella rörelser i berggrunden, inklusive horisontella kryprörelser, i Forsmark, för långtidsövervakning vid byggande och drift av förvaret. Rådets bedömning av behov av kompletteringar: Det bör tydligt framgå om de planerade sju markbaserade GPS-mottagarna kommer att vara stationära eller inte. SKB bör, inte bara överväga att, installera ett lokalt seismiskt nätverk. Det är angeläget att SKB återupptar mätningar med modern satellitteknik (till exempel dInSAR), för att verifiera att inga (vertikala) rörelser sker utmed större lineament under uppförande och drift av förvaret. Med avseende på mineralresurser kan den granitiska berggrunden i kandidatområdet i Forsmark anses som ofyndig. I den kringliggande vulkaniska bergarten förekommer däremot järnmineraliseringar och ett antal mindre lämningar av gruvor och provgropar, så kallade skärpningar. De som ligger i nära anslutning till kandidatområdet i Forsmark är mycket små och bedöms inte motivera framtida exploatering.38 Detta stöds av att förekomsterna väster om (Liängen och Bondgruvan) ansågs som obetydliga.39 Skedika gruvor, söder om den tektoniska linsen, har däremot varit mer produktiva och bröts fram till dess nedläggning 1905 ner till . Förutom att malmen blev fattigare mot djupet var en av anledningarna till nedläggningen bryttekniska problem med uppsprucket berg och det stora vatteninflödet.40 37SKB., 2010c: R-10-08, Ramprogram för detaljundersökningar vid uppförande och drift av slutförvar för använt kärnbränsle, 111 sidor. 39Geijer P. och , N.H., 1944: De mellansvenska järnmalmernas geologi. geologiska undersökning, Ca 35, 654 sidor. 40Geijer och 1944. Geologiskt tillhör kandidatområdet i Forsmark Bergslagen, som är rikt på mineralförekomster av mycket olika slag, och provinsen har haft en kontinuerlig gruvdrift . Mineraliseringarna är framför allt associerade till vulkaniska bergarter, eller till sliror av marmor och skarn som förekommer i dessa. Jämfört med Bergslagen i övrigt är nordvästra relativt sparsamt, men inte försumbart, mineraliserat. till exempel, som återupptagit driften, har en av största järnmalmsförekomster. Prospekteringsverksamhet pågår i området även i närheten av Forsmark där ett antal undersökningstillstånd föreligger på både järn och basmetaller som koppar, zink och bly, samt silver (Figur 3). Förekomsternas prospektivitet anses som goda (SGU, 2012).41 SGU:s kartvisare malm och över aktuella gruv- och prospekteringsprojekt. 41 SGU, 2012: (kartvisaremalmmineralsv.html?zoom=588048.48893,6565081.224432,718223.418636,6761137.36856. På geologiska kartor framkommer att samma typ av bergart, en vulkanit som är värdbergart för mineraliseringarna, även förekommer öster och norr om den tektoniska linsen. Området är till stor del täckt av vatten, och enligt SKB har inga mineraliseringar påträffats på de uppstickande öarna. Det vattentäckta området har dock inte undersökts och det är därför inte uteslutet att såväl järn (hematit) som sulfidmineraliseringar (med till exempel koppar, zink, bly) skulle kunna förekomma.42 I 3D-modeller över bergarternas fördelning i kandidatområdet uppträder den potentiellt malmförande vulkaniten först på mer än (Figur 4).43 Mot bakgrund av att större ytnära mineralförekomster är mer eller mindre kända kommer prospektering i högre grad ske på djupet av potentiella mineraliseringar som inte är blottade vid ytan. Beroende på efterfrågan kan även förekomster med låga koncentrationer av den eftersökta resursen vara intressanta för gruvindustrin. Djupet till de grundaste nivåerna av stora basmetallförekomster funna i västvärlden . Prospektering av djupt förekommande mineraliseringar sker framför allt genom geofysiska undersökningar med gravimetriska, magnetiska och elektriska metoder. norr om den tektoniska linsen förekommer en lågmagnetisk, positiv gravimetrisk anomali, som är av okänd geologisk karaktär (det vill säga vad som orsakar den geofysiska anomalin är okänt). Det kan alltså inte helt uteslutas att anomalin utgörs av en mineralisering. Förvaret i sig kommer dessutom att utgöra en 42 Toverud, Ö., 2010: Jämförande bedömning av platserna Forsmark och Laxemar som lämpliga för slutförvar av använt kärnbränsle. Rapport till , . 43 Witherly, K., 2012: The evolution of exploration over 60 years and the imperative to explore undercover. Mining Geophysics, 292-295, figure 4. kraftig geofysisk anomali, och det är oklart hur oavsiktligt (eller avsiktligt) intrång ska kunna förhindras under eventuella framtida prospekteringskampanjer. SKB bör ytterligare genomlysa påståendet att framtida exploaterbara mineraltillgångar saknas i Forsmarksområdet, innan man med säkerhet kan utesluta att det inte finns några mineralförekomster norr och nordost om den tektoniska linsen, samt i det vattentäckta icke blottade området med tolkad (och potentiellt mineraliserad) förekomst av vulkanit. 14.2 Synpunkter på slutförvarets tekniska barriärer De tekniska barriärerna (kopparkapsel, bentonitbuffert) utgör tillsammans med återfyllningen viktiga garanter för att slutförvaret av högaktivt använt kärnbränsle ska vara långsiktigt säkert. 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. Som utgångspunkt för kalkylerna används det så kallade initialtillståndet. Initialtillståndet motsvarar tillståndet efter deponering för bränsle, kapslar, buffert, återfyllning och förslutning. Det är många detaljerade krav som utgör förutsättningar i säkerhetsanalysen men som man medger inte är uppfyllda vid initialtillståndet. Det saknas enligt rådets mening en analys av konsekvenserna av att ett eller flera av dessa krav inte är uppfyllda förrän efter mycket eller till och med inte alls. Det finns ett klart behov av att i SKB:s ansökan mer specifikt redogöra för initialtillståndet för de tekniska barriärerna och beskriva hur dessa sedan uppnår det ideala tillstånd som därefter förväntas råda under resten av förvarstiden. Övergången ska åstadkommas genom en rad naturliga processer som kan ta mycket , kanske tusentals år, men som har en stor betydelse för att förutsäga den långsiktiga säkerheten i förvaret. Eftersom förhållandena i olika delar av förvaret varierar, så kommer uppfyllelsen av idealtillståndet också att uppvisa en stor tidsvariation. Det betyder till exempel att bentonitbufferten kommer att vattenmättas olika snabbt i olika deponeringshål och att återfyllningen i deponeringstunnlarna inte uppnår sin optimala funktion förrän och med stor variation med avseende på var tunnlarna är placerade. Man bör således akta sig för att idealisera initialtillståndet som definitionsmässigt motsvarar tillståndet direkt efter deponering av bränsle, kapslar, buffert, återfyllning och förslutning eftersom detta initiala tillstånd ofta är långt ifrån det tillstånd som man långsiktigt eftersträvar. SKB:s ansökan bör därför kompletteras med en mer noggrann redogörelse för hur övergången från initialtillståndet till idealtillståndet sker med tanke på den ojämna fördelningen av inflöde av grundvatten från berget och buffertens vattenmättnad, temperaturgradienten i deponeringshålen, kopparkapselns ursprungliga ytbeläggning av oxider, syreförbrukningen i bentonitbufferten, buffertens mineralsammansättning och föroreningar, inverkan av olika typer av bakterier och grundvattnets sammansättning. Processerna mot ett idealtillstånd förväntas ske på naturlig väg om man väntar . Det är absolut ingen okomplicerad utveckling, och den kännetecknas av att den består av både önskvärda och mindre önskvärda delar.