sou · H8B39 · 2020-02-21 00:00:00 — De tekniska barriärerna, som är till för att uppnå passiv säkerhet på lång sikt får inte påverkas negativt av sensorer, kablage eller annan utrustning som behövs för övervakningen. Det är också viktigt att mätsystemet fungerar och ger korrekta signaler. Felaktiga mätresultat kan leda till omotiverade åtgärder med såväl oacceptabla risker som kostnader till följd. Det primära syftet med ett mätprogram kring slutförvaret är att säkra att förvaret uppfyller kraven som är ställda i säkerhetsanalysen beträffande de tekniska barriärernas funktion, och att dessa krav även kommer att uppfyllas efter slutlig förslutning. Strategin för vad som ska mätas varierar, beroende på var i kedjan från planering till avveckling av slutförvaret det gäller. Såväl som ICRP har publicerat rapporter som beskriver/rekommenderar övervakningsprogram för slutförvar för använt kärnbränsle.7 Om tillståndsprocessen innebär ett stegvist beslutsfattande kommer det att behövas ett underlag för beslut om fortsättningen vid de olika stegen fram till slutlig förslutning. För ett positivt beslut bör tillståndshavaren kunna verifiera att förvaret följer den avsedda utvecklingen även efter att den lokala tunneln förslutits, och för att kunna göra detta krävs någon form av mätdata gällande vissa kritiska parametrar. Ett positivt beslut kan villkoras med att vissa kritiska data ska uppfyllas. För att kunna bedöma förvarets funktion är det angeläget med information om förändringar eller störningar i den kemiska och fysiska miljön runt de tekniska barriärerna eller i den omgivande geosfären. En kritisk fråga som också behandlats utförligare i tidigare kunskapslägesrapporter är att kontrollera att bentonitleran runt kapslarna vattenmättats i den utsträckning som är tänkt. Detta är nödvändigt för att denna tekniska barriär ska fungera, och att det idealtillstånd som säkerhetsanalysen förutsätter uppnås.8 Tillsammans (); ICRP. (International Commission on Radiological Protection). 8”Idealtillstånd” är rådets beskrivning av ett tillstånd där framför allt bentoniten fungerar som skydd genom att den vattenmättats, se ex. . 2015, s. 95 f. Modern2020 – kunskapsläge om övervakning med temperaturen i förvaret och det tillflödande vattnets kemi, dvs. förekomst av olika lösta salter, är detta en viktig parameter att få kunskap om inför fortsatt drift. Även eventuella rörelser i berggrunden och förändringar i sprickmönstret är väsentlig information, eftersom detta kan påverka vattenflödet och ge upphov till spänningar. Val av mätmetoder och plats i ett slutförvar där mätningar ska göras beror på förvarets utformning. I ett förvar i kristallin berggrund är det till skillnad från i lersten en större variation av vattenflöde mellan olika tunnlar och schakt. Antagligen går det att ha viss kunskap om detta i förväg och efter observationer i samband med bygget av tunnlarna. I ett sådant förvar är det för bentonitens egenskaper framför allt intressant med mätvärden i de positioner där extremvärden förutses för temperatur, temperaturökning och vattenflöde.9 Ett representativt värde t.ex. för portrycket kan vara svårt att fastställa. I ett förvar i lersten däremot, som är fallet i t.ex. och där mycket av forskningen och utvecklingen inom Modern- 2020 projektet har bedrivits, är det mer homogena förhållanden, och därmed enklare att bedöma dessa parametrar utifrån mätresultat. Möjligheterna till återtagbarhet är en faktor som är viktig att beakta i samband med utformande av ett mätprogram. Särskilt under deponeringsfasen (drift), men eventuellt även efter slutlig förslutning. Vilka möjligheter finns att åtgärda missförhållanden som övervakningen avslöjar? Eftersom förvaret inte är konstruerat återtagbart skulle ett återtagande kunna medföra en större risk än att lämna det orört. Av rimliga skäl måste ett mätprogram vara tidsbegränsat och i praktiken torde tekniken sätta denna gräns. En framtida teknisk utveckling kan sannolikt flytta fram den. Inom Modern2020 har det bedrivits projekt bl.a. för att ta fram och utveckla olika tekniska lösningar som kan användas för mätning i förslutna tunnlar i första hand innan den slutliga förslutningen. De förslag på mätmetoder som tagits fram inom ramen för projektet är i allmänhet specifikt designade för att fungera under de geologiska förutsättningar som råder kring det förvar för vilka de är tänkta. 9Haapalehto, S. m. fl. ”At Olkiluoto, . Case Study: Monitoring Strategy of Repository Temperature Evolution.” Modern2020 – kunskapsläge om övervakning I många fall bör det dock vara möjligt att anpassa de metoder som tagits fram t.ex. i eller så att de går att använda för ett förvar i den svenska berggrunden. Vissa tester har även genomförts i berggrund i Finland.10 De presenterade metoderna bedöms som intressanta, och en utförligare utvärdering bör kunna svara på frågan om de är anpassningsbara. Fokus har legat på två speciella utmaningar: •Trådlös överföring av signalen genom tekniska och naturliga barriärer. Vanlig teknik med högfrekvent signal har för kort räckvidd i denna miljö. •Energiförsörjning av sensorer och sändare/mottagare. Dessa ska kunna försörjas med kraft utan batteribyte. Mätsensorer och kablage, eller antenner för trådlös överföring får inte försämra funktionen av barriärerna. Optiska kablar som används i stället för traditionella kopparledningar håller längre och har större kapacitet, däremot kan de inte bidra med att strömförsörja sensorer m.m. En sensor placerad direkt på kopparkapseln skulle kunna tänkas bidra till korrosion. Kablage genom bentonitlera och berg kan leda till kanaler som påverkar vattenströmningen i området, och också till kanaler för transport av radioaktiva ämnen som läckt ut genom kapseln. Det finns aktörer som av säkerhetsskäl inte accepterar att placera instrument, sensorer eller antenner i bentonitleran.11 De bedömer att risken för att funktionen hos denna försämras är så pass betydande att den överväger nyttan med kunskap om de parametrar som avses att mätas. Ett alternativ kan möjligen vara att i stället sätta in mätinstrument i en eller några ”demonstrationstunnlar” på väl valda platser i anslutning till det planerade förvaret för att där göra mätningar efter förslutning. Trådlös överföring av data och energiförsörjning De nya tekniker som är under utveckling bygger därför ofta på överföring av data med trådlös teknik, eventuellt i kombination med optisk kabel. Dessa tekniker kräver någon form av strömkälla såväl 10Haapalehto, S. m.fl. 2019; , P. “Monitoring programme for the Olkiluoto repository, .” 11Luterkort, D. och , J. ”SKB Monitoring strategy.” Modern2020 – kunskapsläge om övervakning för sensorn som för att generera och sända signalen. Detta innebär att den övervakade tidsperioden kommer att begränsas av batteriets livslängd, ungefär . Mätningar skulle dock behöva kunna genomföras under en betydligt efter förslutning än dagens batteriteknik tillåter. Det är ännu oklart vilken livslängd som kan förväntas på framtida batterier, med en vidareutvecklad batteriteknik kanske en livslängd kan uppnås. Möjlighet tycks finnas, åtminstone i teorin, att ladda batteriet ”på distans”, induktion med överföring av energi genom berget. Vid försök i ett pilotsystem redovisar Strömmer12 att ungefär 1 ppm av effekten går att överföra trådlöst 10 m genom berg, dvs. 100 W in ger ca 0,1 mW , vilket räcker för en laddning av ett batteri. Det har också förts fram idéer som går ut på att utnyttja kapselns värmeutveckling som energikälla, med en termoelektrisk generator.13 Ytterligare en möjlighet att överväga skulle kunna vara nukleära batterier, som används bl.a. i satelliter och fyrar. Ett sådant batteri baserat på det radioaktiva ämnet americium-241 har potentialen att bli en strömkälla som kan räcka . Oavsett metod finns dock olika former av säkerhetsaspekter som måste tas hänsyn till. I Tournemire i södra finns en anläggning där ett antal europeiska aktörer byggt upp en anläggning/laboratorium för att kunna testa olika nya tekniker för signalöverföring i fält, ”Long- Term experiment”.14 Några tiotal kommersiella standardsensorer har använts för att mäta olika parametrar. Dessa har inte tidigare testats i bentonitbuffert. Utöver detta har det också testats några nya eller nyutvecklade sensorer som kan mäta totalt tryck, portryck, temperatur och relativ luftfuktighet. Även utrustning för signalöverföring från olika tillverkare har testats, såväl trådlöst som signalöverförig med fiberoptik. Med ett ”multiroutemultihopping” system och radiovågor med en frekvens på 8–9 kHz har de här med användning av trådlös överföring kunnat nå upp till 275 m i både lera och berg.15 12Strömmer, E. ”Electric Sourcing of Repository Monitoring Sensors.” 13Strömmer, E. 2019; Strömmer, E. och Bohner, E. ”energy transfer with data transfer add-on through low-conductivity host rocks”; , T.J. ”Thermal Energy Harvesting From High-Level .” 14Dick, P. m.fl. 2019. ”The Long Term (LTRBM) in situ test, assessing under realistic conditions the performances of monitoring devices developed in Modern2020.” 15Dick, P. m.fl. 2019; , J. m.fl. 2019. ”Development of a relay system for monitoring of geological disposalusing lowfrequency electromagnetic waves”; Modern2020 – kunskapsläge om övervakning Trådlös överföring av data genom bentonitlera och urberget upp till jordytan kräver att det finns antenner strategiskt placerade. I anslutning till det blivande slutförvaret i Onkalo, och i Espoo vid Teknologiska forskningscentralen VTT i , har de framgångsrikt testat trådlös dataöverföring genom 4–23 m granit och bentonitlera.16 För att signalerna bäst ska kunna tränga igenom dessa barriärer utnyttjas ett brett frekvensområde från 4 kHz till , radiovågor med lägre frekvenser har bättre genomträngningsförmåga i denna miljö. Geofysiska mätningar kan vara ett sätt att undvika såväl sensorer som kablage genom känsliga områden. Den teknik som presenteras av från Schweiz17 kan bl.a. användas för att kartlägga sprickzoner i berget före deponering, men är också användbar för att kontrollera att kapseln inte rör sig efter förslutning. Tekniken bygger på studium av hur seismiska vågor fortplantas och reflekteras i berggrunden. presenterade också andra tänkbara tekniska lösningar för att mäta läge samt fuktighet och temperatur kring kapseln. Geofysiska metoder kan bl.a., åtminstone i teorin, erbjuda en möjlighet att uppifrån markytan karaktärisera bentoniten med avseende på fuktighet, vattensammansättning och temperatur.18 Det är tomografiska tekniker som bygger på markpenetrerande radar respektive mätningar av markens elektriska egenskaper. Med dessa metoder (tillsammans med inducerad polarisation) skulle det från markytan gå att mäta såväl temperatur som vatteninnehåll i bentonitleran. Genom att utgå från olika platser på ytan kan man med tomografisk teknik med stor noggrannhet bestämma, och därmed också kontrollera läget för kapseln. Metoden har testats i fält på lersten i ,19 mycket ”Demonstration of a two-staged, transmission chain out of the LTRBM borehole to the surface of the Tournemire plateau”; , T.J. och Rosca- Bocancea, E. ”Current state of the art of data transmission systems for repository monitoring.” 16Schröder, T.J. och Rosca-Bocancea, E. 17Maurer, H m.fl. 2019. ”Geophysical Monitoring of High-Level Radioactive .” 18De Carvarvalho, B. m.fl. 2019. ”Non-intrusive Geo-electrical ERT Monitoring of High- Level Radioactive in Tournemire URL.” 19Maurer, H. m.fl. 2019. ”Geophysical Monitoring of High-Level Radioactive .” Modern2020 – kunskapsläge om övervakning utvecklingsarbete återstår och det är oklart om denna teknik kommer att fungera för ett förvar i kristallinberggrund. En viktig slutsats av projektet är att övervakning är ett komplext begrepp. Många grundläggande frågor angående både målet och syftena med att övervaka ett slutförvar kvarstår. Vad bör övervakas? Varför ska vi övervaka? Kan det övervakas? Vem ansvarar för att utföra denna övervakning? Hur kan kunskap som produceras av övervakningsutrustning användas i förvaltningen av förvar? Forskning pågår i för olika metoder att övervaka kritiska parametrar, som bentonitens vattenmättnad och temperatur. Framkomliga tekniker har presenterats för detta framför allt baserat på fältförsök i bl.a. och (i lersten).20 Dessa utnyttjar trådlös överföring av data, eller en kombination av trådlös överföring och optisk fiber. Forskningen har fokuserats på övervakning under driftsfasen. En utmaning som återstår är att finna en metod som kan fungera även för övervakning efter slutlig förslutning. Utöver signalöverföring över längre underjordiska avstånd krävs en stabil elförsörjning under kanske . Även sensorer och annan utrustning måste fungera så . Forskning pågår i för utveckling av olika geofysiska metoder för kontroll av bentonitens egenskaper. Till skillnad från mätning med sensorer så kräver dessa metoder inte att några instrument eller kablage introduceras i bentoniten. Mycket återstår emellertid att göra innan det går att med säkerhet dra slutsatsen att detta är en användbar teknik i ett reellt förvar. Det finns dock än så länge anledning till tveksamhet angående de geofysiska metodernas användbarhet för förvar i berggrund i stället för lera. Svårigheter med övervakning i berggrundsförvar är också en fråga som bättre bör belysas, speciellt med hur man ska tolka resultatet mot bakgrund av möjliga stora variationer i vattenflödet mellan olika delar av ett förvar, t.ex. kan ett extremt lågt vattenflöde medföra att bentoniten inte vattenmättas i den utsträckning som är tänkt. Det är alltså viktigt att 20Dick, P. m.fl. 2019; , H.R. ”Lessons learned after more than 7 years of monitoring the Full-Scale Emplacement (FE) Experiment at the URL.” Modern2020 – kunskapsläge om övervakning man hittar och mäter i en sådan tunnel. Detsamma gäller för demonstrationsförvar, det behövs flera sådana där hänsyn måste tas till variationerna i vattenflödet om mätresultaten därifrån skall utgöra ett legitimt beslutsunderlag för fortsatt stegvis deponering och förslutning. 4.3Ett delprojekt om engagemang från olika intressenter I rapporteringen från slutkonferensen för Modern2020 står det att: Most repository programs have come to acknowledge the indispensable role of stakeholder engagement. Looking back to earlier years in geologic disposal efforts, there existed an uneven partnership between social and technical issues. The vital and complex role of stakeholders has now assumed an enduring partnership in the process of acceptance and licensing of repositories in most national disposal programs worldwide.21 Vikten av medverkan och deltagande gäller inte minst frågor kring övervakning. Enligt Modern2020:s föregångare MoDeRn framkom det att olika intressenter, framför allt lokala, förväntade sig att övervakning kan ge kontinuerlig information om förvarets funktion.22 Ett delprojekt för samhällsrelaterade frågor (Work Package 5) integrerades i det efterföljande projektet och ambitionen med delprojektet var att aktivt engagera lokala intressenter (local public stakeholders) i både strategin och forskningsarbetet i . har producerat tre rapporter (samt proceedings från slutkonferensen). Repository monitoring in the context of repository governance beskriver delprojektets teoretiska bakgrund, metoder och resultat. I rapporten role for repository monitoring in the governance of geological disposal for nuclear waste? jämförs , , och för att visa att synen på övervakning kan skilja mellan länder av olika anledningar. Det beror bland annat 21Modern2020 Final Conference Proceedings, s. 11. 22Bergmans, A. m.fl. 2014. Monitoring and the Risk Governance of Repository Development and Staged Closure: Exploratory Engagement Activity in Three European Countries, s. 60. Se även: , A. m. fl. Monitoring the Safe Disposal of Radioactive : a Combined Technical and Socio-Political Activity. Modern2020 – kunskapsläge om övervakning på vilket koncept som planeras, vilket exempelvis är beroende av vilken berggrund som finns i landet. Det beror också på politiken i landet och vilka lagar som finns. I vissa länder finns det lagkrav på övervakning och/eller återtagbarhet, exempelvis i och . I guiden Monitoring in Geological Disposal and Public Participation – A Stakeholder Guide introduceras övervakning inom geologisk slutförvaring som en socioteknisk utmaning och guiden vill ge läsaren användbara insikter och verktyg för att diskutera avfallshantering, geologisk slutförvaring och övervakning. Guiden ger en bred beskrivning av slutförvarsfrågor ur olika perspektiv och tar bland annat upp etikfrågor.23 Guiden tar upp olika frågor att reflektera kring när det gäller varför, när, var och hur deltagande bör ske vid övervakning. Sedan påpekas att om en datainsamling börjar, så kommer nya frågor att dyka upp som exempelvis: •Vem är ansvarig för att upprätthålla och hantera övervakningsdata? •Bör informationen göras tillgänglig för alla intresserade parter? •Vem bestämmer vilka övervakningsvärden som är att betraktas som oregelbundna och/ eller potentiellt problematiska och vilka åtgärder som ska göras på grundval av dessa uppgifter? •Vem ansvarar för processen övervakning? •Bör lokala intressenter involveras i dessa beslut, och i så fall, hur? Några slutsatser kring deltagande kom fram till att det inte är självklara frågor hur det går att få allmänheten att delta, och inte heller hur det kan göras på ett bra sätt (varken när det gäller specifika EU forskningsprojekt eller mer allmänt i olika länders slutförvarsprogram). Även om många deltagande intressenter ansåg att de tekniska aspekterna borde lämnas till experter, gav de skäl till att medborgarnas engagemang i forskning och utveckling är värdefullt. 23Det finns bland annat en hänvisning till C.R. Bråkenhielms artikel (2015) om fyra etiska principer att reflektera kring när det gäller hanteringen av högaktivt kärnavfall och använt kärnbränsle, se: Meyermans, A. m.fl. 2019. Monitoring in Geological Disposal and Public Participation – A Stakeholder Guide, s. 18 f. Modern2020 – kunskapsläge om övervakning Ett skäl är att lokala intressenter blir bättre informerade och därför bättre rustade att engagera sig i processen. Deltagande intressenter kan också informera vidare i sina samhällen. En annan slutsats var att det måste finnas något att förhandla för att skapa ett meningsfullt deltagande, det behövs diskussioner om vad som är öppet för förhandlingar och vad som inte är det och av vilka skäl. resultat blev inte att kunna ge svar på hur deltagande kan ske konstruktivt, utan snarare att ge underlag för vidare diskussion. 4.4Svenskt deltagande i Modern2020 Från svensk sida var sociologiska institutionen vid engagerad både i MoDeRn och i delprojektet 5 i Modern2020. Även kommun har deltagit i båda projekten och i sitt yttrande skriver de att det bör utvärderas om det: ”… finns anledning att överväga att göra en del av slutförvaret till en pilotanläggning.”24 SKB deltog delvis i föregångaren MoDeRn och har i Modern2020 ökat sitt engagemang, bl.a. genom att underjordslaboratoriet i fått vara en resurs för projektet. I SKB:s ”Monitoring Strategy”25 skriver SKB att de utvecklar ett övergripande övervakningsprogram för slutförvaret för använt kärnbränsle. Behovet av ett sådant identifierades tidigare under SKB:s ansökningsprocess. Arbetet inom och möten med finska Posiva har bland annat bidragit till att även börja diskutera övervakning av barriärer relaterat till säkerhet efter förslutning. Planen är att programmet ska vara en del av ”ansökan” för att starta byggandet av förvaret (om de får tillstånd/tillåtlighet) av regeringen. Rådet har upprepade gånger sedan yttrandet över Fud-program 2010 påtalat att SKB bör utveckla ett mätprogram som gör det möjligt att verifiera utvecklingen i buffert, deponeringshål och deponeringstunnlar efterhand som tunnlarna försluts. ansåg SKB att det var kvalitetsstyrningen och kontrollen av produktionsprocessen som utgjorde grunden för att bedöma: Yttrande över Svensk Kärnbränslehantering AB:s komplettering i regeringsprövningen enligt , s. 3 f. 25Luterkort, D. och , J. 2019, s. 87. Modern2020 – kunskapsläge om övervakning …om de tekniska barriärerna uppfyller de krav (konstruktionsförutsättningar) som ställs bland annat utifrån kraven på säkerhet. SKB avser däremot inte att monitera den initiala utvecklingen hos de tekniska barriärerna för deponerade kapslar. En sådan övervakning bedöms ge begränsad ytterligare information av värde för att bedöma barriärernas funktion.26 Rådet välkomnar de nya initiativ SKB tagit för övervakning innan förslutning med avseende på långsiktig säkerhet. Detta ligger även i linje med synpunkter från Mark- och miljödomstolen vid och i deras yttranden till regeringen . Mark- och miljödomstolen skriver i sitt yttrande att det vid en eventuell tillståndsprövning behövs en fördjupad diskussion i frågor om kontroll avseende strålsäkerhet både före och efter förslutning av slutförvaret. Det kan gälla t.ex. radiologisk utsläppskontroll, kontroll av vattenmättnad av buffert och eventuell syreinträngning i tunnlar.27 SSM:s skriver i sitt yttrande att: Vidare bör SKB:s program inkludera mät- och övervakningsaktiviteter som är en del av ett mer omfattande och långvarigt kontrollprogram för att bekräfta slutförvarets prestanda före och efter förslutning. SSM lägger vikt vid noggranna mätningar och dokumentation av barriärsystemets egenskaper efter uppförande, drift och avveckling/förslutningsfasen för att fastställa förhållandena vid initialtillstånd av slutförvaret efter förslutning samt för att möjliggöra överföringen av kunskap om slutförvaret till kommande generationer.28 Intresse för övervakning finns även exempelvis i . Där har Nuclear Regulatory Commission meddelat krav relaterade till återtagbarhet av använt kärnbränsle och högaktivt avfall, liksom krav på övervakning för att bekräfta att naturliga och konstruerade barriärer fungerar som avsett. Läs mer i rapporten and Retrievability of Emplaced High-Level Radioactive and Spent Nuclear Fuel som rådets motsvarighet NWTRB har skrivit.29 Bilaga K:2 Ämnesvisa svar på Kompletteringsönskemålen. (Version ), s. 57. 27Mark- och miljödomstolen vid . Yttrande , s. 20, 554 ff. Uppförande och drift av slutförvarsanläggningen, s. 70 f. 29Se: /our-work/reports/geologic-repositories-performance-monitoring- and-retrievability-of-emplaced-high-level-radioactive-waste-and-spent-nuclear-fuel (hämtad ). Modern2020 – kunskapsläge om övervakning •Program och strategier för övervakning av kritiska parametrar i förslutna utrymmen under drift, i första hand fuktighet och temperatur, bör/ska finnas. •Det finns ingen säker och fungerande metod för mätning i förslutna tunnlar i berggrundsförvar, men forskningsresultat antyder att det kan komma att finnas . •Teknik för trådlös överföring av mätdata har testats framgångsrikt i fält för slutna utrymmen i förvar i lersten och granit. För mätning efter slutlig förslutning måste metoden utvecklas vidare, bl.a. eftersom signalen då måste överföras en betydligt längre sträcka under jord. •Seismiska metoder testats i förvar i lersten. Metoden är ej färdigutvecklad, men dessa skulle kunna innebära en möjlighet för övervakning efter slutlig förslutning. är det dock tveksamt om de fungerar i ett granitförvar. •Inhomogeniteter i vattenflödet i berggrundsförvar gör att det är svårt att lägga upp en strategi med stickprovstester, extremvärden är av intresse. •Bentoniten behöver vattenmättats för att fungera som barriär, därför är det viktigt att identifiera och kontrollera tunnlar med extremt låga vattenflöden. •Mätningarna får inte störa de tekniska barriärernas funktion. •Flera utmaningar återstår, bl.a. strömförsörjning av sensorer och trådlösa sändare . •Medverkan av, och interaktion med, alla berörda intressenter är avgörande för att implementeringen av ett slutförvar för använt kärnbränsle/högaktivt avfall ska kunna lyckas. Modern2020 – kunskapsläge om övervakning