YTTRANDE
Dnr: 611-2004-7407
2005-02-22
Statens kärnkraftsinspektion
106 58 Stockholm
Granskning av SKB:s FUD-program 2004. Program för forskning, utveckling och
demonstration av metoder för hantering och slutförvaring an kärnavfall
Lagen om kärnteknisk verksamhet (1984:3) föreskriver att ett program skall upprättas för den
allsidiga forsknings- och utvecklingsverksamhet och de övriga åtgärder som behövs för att på
ett säkert sätt hantera och slutförvara det radioaktiva avfallet från kärnkraftverken.
Skyldigheten åligger preliminärt ägarna till kärnkraftverken. Dessa har uppdragit åt Svensk
kärnbränslehantering AB (SKB AB) att utarbeta det föreskrivna programmet. Detta skall
enligt kärnteknikförordningen (SFS 1984:14) redovisas under september månad vart tredje år.
Det senaste programmet redovisades i september 2001. FUD 2004 är det sjunde programmet
och är främst inriktat på att belysa utvecklingen av tillverkning och förslutning av kapslar för
slutförvaring av använt kärnbränsle. Anledningen är den ansökan om tillstånd för en
inkapslingsanläggning, som SKB avser att lämna in under den kommande programperioden.
Vetenskapsrådet väljer att ge några allmänna synpunkter på transmutation och separation som
alternativa metoder till djupförvar av använt kärnbränsle samt allmänna och detaljerade
synpunkter på kapitlet som rör geosfären.
Separation och transmutation av använt kärnbränsle (allmänna synpunkter)
Förutom det prioriterade konceptet djupförvar (KBS-3 konceptet) behandlat FUD 2004 även
de alternativa metoderna separation och transmutation av använt kärnbränsle med syftet att
minska innehållet av långlivade radioaktiva radionukleider i avfallet och på köpet även
utvinna mer energi. SKB anser att Sverige inte ensamt mäktar med att driva en sådan
utveckling utan att det skulle kräva internationellt samarbete eller att någon stormakt
engagerar sig. Ovannämnda tekniker ligger i ett stadium av grundläggande forskning och
SKB:s inriktning är att främst följa den internationella utvecklingen på området (SKB stödjer
dock viss forskning på området i Sverige).
Vetenskapsrådet anser att det är viktigt att det satsas mer resurser inom detta område då även
den internationella forskning som utförs i ett flertal länder har lett till nya framsteg under de
senaste åren. Acceleratordrivna system (ADS) som skall användas till transmutation av
2
kärnavfall kan erbjuda ett rejält energitillskott vid sidan av konventionella termiska reaktorer i
synnerhet om man använder det redan befintliga kärnavfallet. Även de begränsade resurserna
av uran, som beräknas räcka ungefär ytterligare ett par hundra år, ger anledning till att leta
efter långsiktiga alternativ. Bränslecykeln som bygger på torium och uran i samband med
ADS anses vara en mycket god möjlighet eftersom de naturliga toriumresurserna uppskattas
räcka flera hundratusen år. I samband med detta skulle det vara önskvärt att SKB satsade på
forskning relaterad till de nukleider och reaktioner som ingår i nya, avancerade bränslecykler.
Geosfären (allmänna synpunkter)
Utveckling av modeller där man inkorporerar tänkbara reaktioner i biogeosfären är önskvärd
då dessa kan ändra förutsättningarna radikalt. För att djupförvaret ska fungera tillfredställande
förutsätts detta vara syrefritt. Har SKB beredskap för om systemet oavsiktligt bli syresatt?
Uran är ju som bekant betydligt mer lösligt under aeroba förhållanden än under anaeroba. Det
är ett obefintligt problem så länge kapseln är intakt men blir en stor potentiell risk om kapseln
skadas.
En mycket viktig del av programmet är att få en god uppfattning om hur långt de olika
radionukliderna transporteras i händelse av läckage och hur de kan hindras från vidare
spridning. I rapporten omnämns nedträngande av glacialt (från en framtida inlandsis)
smältvatten vatten som en potentiell källa för syre. Det saknas också någon form av beredskap
i händelse av oavsiktliga utsläpp och nedträngande av kemikalier i omgivningen – (jfr.
svavelsyrautsläppet i Helsingborg nyligen).
Forskning omkring bildandet av Bios (biologiska järnoxider) i anslutning till djupförvar är
värdefullt då detta verkar vara ett billigt och effektivt sätt att filtrera bort exempelvis
spårmetaller/radionuklider. Huruvida detta skulle kunna utnyttjas vid bioremediering vore av
vikt att undersöka närmare.
Geosfären (särskilda synpunkter med tyngdpunkt på berggrundsgeologi)
Kapitel 19.2.2
Beräkningar av värmetransport med värmeledningsmodeller verkar tillfyllest. I FUD 2004
redovisas maximitemperaturen som en funktion av konstant värmekapacitet (2,08MJm-3K-1).
Detta innebär att en förändring av värmeledningskoefficienten (K) kopplas till en
motsvarande förändring i värmediffusiviteten (κ). De valda modellvärdena (2,4–3,6 Wm-1K-1)
på K ligger delvis inom de värden (2–2.5 Wm-1K-1), som anges av Popov et al. (2003). I
jämförelse med dessa värden är dock klart att man för de beräkningar, som redovisas i FUD
haft en tendens att använda relativt höga värden. De är mer i överensstämmelse med värden
använda av England och Thompson (1984), men även i jämförelse med dessa ganska höga.
Den använda värmekapaciteten, 2,08 MJm-3K, är ganska låg. Eftersom värmekapaciteten
utgör kvoten mellan K och κ är blir κ tämligen högt. Den resulterande värmediffusiviteten
varierar uppenbarligen mellan 1,15 . 10-6 och 1,73 . 10-6 m2s-1. Värmekapaciteten varierar som
en funktion av mineralsammansättningen i bergarten och kan således inte betraktas som en
konstant, K och κ varierar med temperaturen. Av beräkningarna i utredningen framgår att om
K åsätts ett lägre värde kommer den högsta temperaturen vid kapselytan att öka. I utredningen
redovisas inte vad ett annat värde på bergets värmekapacitet skulle innebära för yttertemperaturen på kapseln. Utredningen pekar vidare på en diskrepans på 25% mellan uppmätta
3
K-värden och laboratoriebestämda K-värden. Detta anses implicit bero på vatten i borrhålen.
En annan, men ej diskuterad möjlighet är, att en del av den uppmätta värmespridningen inte
beror på värmeledningen utan på advektiv transport av värme med vatten i mikrosprickor och
större öppna sprickor. I detta sammanhang förtjänar det också att påpekas, att sprickor som i
samband med färdigställandet av Äspötunneln, karterats som öppna med vattenläckage, efter
några år har satts igen och ej längre läcker vatten eller läcker mindre vatten. I övrigt kan
konstateras att de undersökningar som föreslås i det fortsatta programmet verkar
välmotiverade.
Kapitel 19.2.3
Väsentligt för modelleringen är inte bara småsprickor som i större skala kan approximeras till
kontinuummodeller men också de stora diskreta sprickzonerna som finns i allt berg. Vid t.ex.
Äspölaboratoriet finns flera sådana zoner.
Kapitel 19.2.4
Det kan tilläggas att i alla bergarter finns Fe-Mg mineral som innehåller Fe2, vilket tjänar som
fälla för att binda syre i öppna förvar. Detta har knappast någon betydelse förrän efter återfyllnaden då vissa av dessa mineral kan få en likartad betydelse som ges för klorit i avsnitt
Kapitel 19.2.15
Det som skrivs under nyvunnen kunskap sedan FUD 2001 ger ett motsägelsefullt intryck.
”Matrisporvattnet har bevarat bräckta och salta vatten som är gamla, minst från förra
glaciationen”. ”Denna relativt snabba vattenomsättning för matrisvattnet vid Äspö….”
Eftersom det inte redovisas någon övre gräns för vattnets ålder är det mycket svårt att säga
något om hur gammalt vattnet är och därmed hur snabbt det omsätts. Tidigare i stycket talas
om ”låg hydraulisk konduktivitet” och om att ”lösta ämnen transporteras inom bergmatrisen
genom diffusion”. En annan aspekt på denna fråga som är betydelsefull är hur snabb
jämviktsinställning mellan porvatten och berg är. Hastigheten med vilken jämvikten ställs in
är givetvis av betydelse när man skall bedöma åldern på vattnet och därmed
omsättningshastigheten.
Kapitel 19.2.16
Arbetena som gjorts och som planeras är sannolikt tillfyllest. Dock kan påpekas att epidot är
mycket vanligt förekommande sprickmineral. Hur vanligt det är inte helt fastlagt. Sprickkarteringen i Äspölaboratoriet och därmed identifikationen av sprickmineralen bygger i stor
utsträckning på okulärbesiktning. Förmodligen finns mer epidot bland sprickmineralen än vad
karteringen ger. Det pågår för närvarande ett examensarbete i Äspö, där bl.a. ett fåtal sprickor
undersöks med avseende på sitt mineralinnehåll. Epidot innehåller trevärt järn och kan inte
bidra till buffringen. Om det inte redan gjorts borde man undersöka syreinnehållet i vatten
specifikt i epidotförande sprickor.
Kapitel 19.2.20-21
Försöken med kolloidtransporterade radionuklider är av synnerligen stor betydelse. Önskvärd
är givetvis också all kunskap om hur nuklidpartiklarna fäster på kolloiderna och hur de
eventuellt kan frigöras. All sådan kunskap tjänar till att förbättra de numeriska modellerna. Då
det gäller spridningen av kolloider kommer givetvis att stora sprickzoner, som nämns ovan
under 19.2.3 kan ha stor betydelse för spridningen av kolloider. En ökad salthalt i vattnet bör
fälla ut kolloider. Har salthaltens inverkan på transportmekanismer även inkluderat kolloidtransport? Vad jag närmast tänker på är inträngande av sötvatten till förvarsdjup, vilket
4
uppenbart kan ske. Detta kommer då att få betydelse för kolloidkoncentrationen. Har detta
inkluderats i de laboratorie- och modelleringsförsök som gjorts?
Beslut i detta ärende har fattats av ställföreträdande generaldirektören Gunnel Gustafsson i
närvaro av administrative chefen Jan Stålhammar. Föredragande har varit gruppchefen Jonas
Björck, som inhämtat och bearbetat expertyttranden från docent Andreas Oberstedt Örebro
universitet (Fysik), Professor Anders Lindh, Lunds universitet (Berggrundsgeologi) samt
Birgitta Estmark Kalinowski, Stockholms universitet (mikrobiologi).
Gunnel Gustafsson
Ställföreträdande generaldirektör
Jonas Björck
Gruppchef
Ämnesrådet för
Naturvetenskap och Teknikvetenskap
