Ändamålet med slutförvarssystemet

Ändamålet med den sökta verksamheten är att slutförvara använt kärnbränsle för att skydda människors hälsa och miljön mot skadlig verkan av joniserande strålning från det använda kärn-bränslet, nu och i framtiden. Mellanlagret för det använda kärnbränslet är en viktig del i systemet för hantering och slutlig förvaring. Det använda kärnbränslet mellanlagras på ett säkert sätt och tillräckligt lång tid för att radioaktivitet och värmeavgivning aka avklinga så att inkapsling och slutlig förvaring av bränslet underlättas.

Förutsättningarna för slutförvarssystemet är att kärnbränslet från de svenska reaktorerna ska slutförvaras inom Sveriges gränser med berörda kommuners medgivande. Inkapslings- och slut-förvarsanläggningen ska uppföras och drivas med säkerhet, strålskydd och miljöhänsyn i fokus.

Båda anläggningarna ska utformas så att olovlig befattning med kärnbränsle förhindras. Slutför-varets säkerhet efter förslutning ska baseras på ett system av passiva barriärer och utformas så att det förblir säkert även utan framtida underhåll eller övervakning. Slutförvaret ska etableras av de generationer som dragit nytta av den svenska kärnkraften.

Inkapslingsanläggningen behövs för att kapsla in använt kärnbränsle inför en slutlig förvaring i berggrunden. I befintligt centralt mellanlager för använt kärnbränsle (Clab) mellanlagras använt kärnbränsle från svenska kärnkraftverk innan det kapslas in och förs till slutförvarsanläggningen.

Utformningen av slutförvarsanläggningen grundar sig på de övergripande krav och förutsätt-ningar för hantering och slutförvaring av använt kärnbränsle som samhället formulerat i svensk lagstiftning och ingångna internationella överenskommelser.

2.1 Lagar och konventioner

Samhällets krav på den som bedriver, eller ansöker om att bedriva, kärnteknisk verksamhet är omfattande och höga. Kraven anges i lagar, föreskrifter och internationella konventioner. De preciseras, följs upp och skärps om nödvändigt genom beslut och villkor i regeringens, miljö-domstolens och myndigheternas tillståndsbeslut, tillsyn och förelägganden.

Innebörden av viktigare bestämmelser för utformningen av slutförvarssystemet är följande:

• Enligt kraven i miljöbalken (1998:808) ska kommande generationer tillförsäkras en god och hälso sam miljö. Återanvändning, återvinning och annan hushållning med material, energi och andra resurser ska främjas.

• Enligt kraven i lagen (1984:3) om kärnteknisk verksamhet (kärntekniklagen), med tillhörande föreskrifter, ska den som har tillstånd att bedriva kärnteknisk verksamhet se till att uppkommet kärnavfall slutförvaras på ett säkert sätt. Säkerheten efter förslutning av slutförvaret ska bygga på ett system av passiva barriärer och slutförvaret ska inte kräva övervakning eller underhåll.

Systemet ska vara tåligt mot felfunktioner och ha hög tillförlitlighet. I första hand ska beprö-vade konstruktionsprinciper användas.

• Enligt kraven i strålskyddslagen (1988:220), med tillhörande föreskrifter, ska den joniserande strålningens effekter på människa och miljö beräknas och visas vara acceptabel, både vid han-teringen av det använda kärnbränslet och i framtiden. Biologisk mångfald och utnyttjande av biologiska resurser ska skyddas mot skadlig verkan av strålning. Stråldoser ska begränsas så långt som möjligt med hänsyn till ekonomiska och samhälleliga faktorer. För att begränsa utsläpp ska effektivaste åtgärd, som inte medför orimliga kostnader, genomföras.

Utöver svensk lagstiftning finns internationella överenskommelser och konventioner som Sverige förbundit sig att följa. De som i praktiken har störst betydelse för slutligt omhändertagande av an-vänt kärnbränsle är:

• 1997 års konvention om säkerheten vid hantering av använt kärnbränsle och säkerheten vid hantering av radioaktivt avfall (kärnavfallskonventionen) /2-1/.

• 1972 års konvention om förhindrandet av havsföroreningar till följd av dumpning av avfall och annat material (Londonkonventionen) med tilläggsprotokoll /2-2/.

I kärnavfallskonventionen har de länder som anslutit sig till konventionen åtagit sig att ”vidta lämpliga åtgärder för att … sträva efter att undvika att lägga otillbörliga bördor på kommande genera tioner”. SKB har tolkat åtagandet som att avfallsfrågan till alla väsentliga delar ska lösas av de generationer som har haft nytta av elproduktionen från kärnkraften. Denna tolkning har också stöd i Sveriges tredje rapport under avfallskonventionen, överlämnad av regeringen till IAEA i september 2008 /2-4/. Dessutom framgår av konventionen att avfallet bör slutförvaras i det land där det uppstod.

Londonkonventionen innefattar även dumpning av radioaktivt avfall. I ett protokoll från år 1996 görs ett antal förtydliganden, vilka bland annat går ut på att ”Sub-Seabed Disposal” (depo-nering i havsbottensediment) ska klassas som dumpning i oceanerna och därför vara förbjudet.

Sverige undertecknade icke-spridningsavtalet år 1968, vilket innebär att vi förbundit oss att använda kärnenergi enbart för fredliga syften och att svenskt kärnämne får kontrolleras av IAEA.

Enligt avtalet ska systemet för omhändertagande av använt kärnbränsle vara utformat så att olovlig befattning med kärnämne eller kärnavfall förhindras. Den internationella kontrollen ut-förs också av Euratom då Euratomfördraget gäller i Sverige genom medlemskapet i den Europeiska unionen.

I korthet kan svensk lagstiftning och de internationella överenskommelser som Sverige anslutit sig till sammanfattas med att:

• ägarna till kärnkraftverken ansvarar för att kärnavfall slutförvaras på ett säkert sätt,

• avfallet ska tas om hand inom landet, om det kan ske på ett säkert sätt,

• havet och havsbotten får inte utnyttjas,

• systemet ska vara utformat så att olovlig befattning med kärnämne eller kärnavfall förhindras,

• säkerheten ska vila på flerfaldiga barriärer,

• slutförvar ska inte kräva övervakning eller underhåll,

• frågan om kärnavfallets hantering och slutförvaring ska i alla väsentliga delar lösas av de genera-tioner som har haft nytta av kärnkraften.

Sverige har i dag, genom SKB, lagstiftning, myndigheter och ytterst regering och riksdag, kontrollen över det använda kärnbränslet och hanteringen av det avfall som måste slutförvaras.

3 Bakgrund

I nästan 40 år har kraftindustrin i Sverige producerat elektricitet med hjälp av kärnkraft. Enligt kärntekniklagen har reaktorinnehavarna det fulla tekniska och ekonomiska ansvaret för att kärn-avfall och använt kärnbränsle som uppkommer i verksamheten tas om hand på ett säkert sätt. Med utgångspunkt från den definition av begreppet kärnavfall som ges i kärntekniklagen kan sägas att detta utgörs av det radioaktivt kontaminerade avfall som bildas till följd av driften vid en kärnteknisk anläggning.

Olika sätt för att ta hand om det använda kärnbränslet har studerats sedan kärnkraften började användas för storskalig energiproduktion under 1960- och 1970-talen. I de tidiga studierna arbe-tade man mycket brett och studerade sådana alternativ som utskjutning i rymden, deponering i djuphavssediment, deponering under inlandsisar etc. Arbetet ledde redan under 1970-talet fram till en internationell samsyn att geologisk deponering är den inriktning som har bäst förutsättning att vara en lösning på det slutliga omhändertagandet. Med hänsyn till olika geologiska, sociala och juridiska förhållanden i olika länder måste metoden för geologisk förvaring och dess tekniska ut-formning anpassas till förutsättningarna i varje land.

3.1 SKB:s uppdrag

Reaktorinnehavarna har tillsammans bildat SKB, som har uppdraget att ta hand om kärnavfall och använt kärnbränsle från de svenska reaktorerna. De totala mängderna kärnavfall som till slut ska tas om hand beror på antalet reaktorer och deras drifttid. Avfallsmängderna påverkar vilken kapa-citet olika avfallsanläggningar behöver ha. Däremot påverkar inte mängderna de grundläggande steg som behövs för att ta hand om avfallet.

Kärntekniklagen kräver att reaktorinnehavarna upprättar ett program för den allsidiga forskning och utveckling, samt de övriga åtgärder, som behövs för att kunna hantera och slutförvara avfallet på ett säkert sätt. I enlighet med kärntekniklagens krav redovisar SKB för myndigheter och regering hur arbetet fortskrider. Det sker vart tredje år i de så kallade Fud-programmen (forskning, utveck-ling och demonstration). Den senaste redovisningen kom i september 2010 /3-1/.

3.2 Befintligt system för omhändertagande av kärnavfall

Det radioaktiva avfallet från kärnkraftverken delas in i olika kategorier grundat på graden av radio -aktivitet och dess varaktighet. Med hänsyn till kraven på hantering och slutförvaring grupperas avfallet i tre huvudkategorier:

• Kortlivat låg- och medelaktivt avfall.

• Långlivat låg- och medelaktivt avfall.

• Använt kärnbränsle (långlivat och högaktivt avfall).

Huvuddelen av avfallsvolymen från kärnkraftverken, cirka 85 procent, består av kortlivat låg- och medelaktivt avfall. Hit hör förbrukade komponenter, filter med mera från drift, underhåll och riv-ning av kärnkraftverken. Långlivat låg- och medelaktivt avfall omfattar bland annat förbrukade komponenter från reaktorhärden. Strålskärmning krävs vid all hantering, lagring och slutförvaring av använt kärnbränsle, liksom för flera andra typer av radioaktivt avfall.

Det kortlivade låg- och medelaktiva avfallet slutförvaras i SFR (Slutförvar för kortlivat radio-aktivt avfall) i Forsmark. SFR tar även hand om en del avfall från sjukvård, industri och forskning.

Det använda kärnbränslet mellanlagras i Clab i Oskarshamn. Dessutom finns ett system för trans-porter av de olika avfallstyperna från kärnkraftverken till avfallsanläggningarna, se figur 3-1.

För ett slutligt omhändertagande av avfallet från kärnkraftverken återstår att:

• uppföra och driftsätta en inkapslingsanläggning och ett slutförvar för använt kärnbränsle,

• uppföra och driftsätta ett slutförvar för långlivat låg- och medelaktivt avfall,

• bygga ut SFR för omhändertagande av kortlivat låg- och medelaktivt rivningsavfall.

Långlivat låg- och medelaktivt avfall uppstår framför allt vid rivning av kärnkraftverken. Det kommer enligt planerna att slutförvaras i ett särskilt förvar. Utförligare beskrivning av avfallssystemet finns i Fud-program 2010 /3-1/.

3.3 Använt kärnbränsle

Kärnbränsle framställs av uranmineral. Vid driften av en reaktor ökar bränslets radioaktivitet kraftigt.

Efter ungefär fem års användning tas bränslet ur reaktorn och är då som farligast. Efter uttaget avtar mängden radioaktiva ämnen, och därmed farligheten, i takt med att de sönderfaller. Det an-vända kärnbränslet förvaras först en tid i bassänger vid kraftverken och mellanlagras därefter i Clab i väntan på inkapsling och slutförvaring. Resteffekten i ett bränsleelement beror på utbrännings-graden (hur mycket energi som utvunnits ur kärnbränslet) samt tiden efter att det tagits ur reaktorn.

Efter cirka 30 års lagring i Clab utvecklas i ett typiskt bränsle en effekt av drygt 800 watt per ton, vilket är jämförbart med ett ordinärt värmeelement eller en kraftig brödrost /3-2/. Valet av vilka bränsleelement som förs samman för inkapsling kommer att baseras på deras resteffekt och den tillåtna effekten i varje kapsel.

I Clab förvaras för närvarande cirka 5 000 ton använt bränsle från nästan 40 års drift av svenska kärnkraftverk. För SKB:s planering förutsätts 50 års drifttid av reaktorerna i Forsmark och Ringhals, respektive 60 års drifttid för reaktorerna i Oskarshamn. Baserat på detta, och med tillägg för bränsle från Barsebäck 1 och 2 som är tagna ur drift, kan den totala mängden använt kärnbränsle upp-Figur 3-1. Befintliga anläggningar i det svenska systemet för hantering av radioaktivt avfall.

Låg- och medel-aktivt avfall

Högaktivt avfall m/s Sigyn Sjukvård, industri

och forskning Slutförvar för kortlivat

radioaktivt avfall (SFR)

Centralt mellanlager för använt kärnbränsle (Clab) Kärnkraftverk

Riskerna med använt kärnbränsle kan beskrivas i termer av farlighet och tillgänglighet. Farlig-heten beskriver den skada som den joniserande strålningen från de radioaktiva ämnena kan åstadkomma om människor exponeras för den och beror dels på aktiviteten, dels på vilken typ av strålning det radioaktiva sönderfallet ger upphov till. Tillgängligheten beskriver i vilken grad människan kan exponeras för strålningen i olika situationer, till exempel vid transporter, mellan-lagring eller slutförvaring.

Det använda kärnbränslet hanteras i flera led. I samtliga begränsas tillgängligheten, under trans porter med särskilda behållare och under lagringsperioderna genom förvaring i vatten-bassänger. Transportbehållarna strålskärmar och har förmåga att avleda värme. Vattnet i lagrings-bassängerna vid kärnkraftverken och Clab kyler bränslet och skärmar av den strålning som bränslet avger. I slutförvaret görs bränslet otillgängligt för människa och miljö under en lång tid genom ett system av barriärer. Bränslets och de radioaktiva ämnenas kemiska egenskaper, till exempel deras svårlöslighet i vatten, utgör dessutom kraftiga begränsningar för transport av radio-aktiva ämnen från förvaret till markytan.

Använt kärnbränsle som har placerats i slutförvar definieras i lagen som kärnavfall. Använt kärnbränsle som inte har placerats i slutförvar definieras i lagen som ”kärnämne”. I dagligt tal be-tecknas i Sverige använt kärnbränsle som kärnavfall, eftersom avsikten är att placera det i slutförvar.

3.4 Radioaktivitet och strålning

I det använda kärnbränslet finns atomer som har ett överskott av energi. Dessa atomer strävar efter att göra sig av med överskottet genom radioaktivt sönderfall. Vid radioaktivt sönderfall uppstår olika former av joniserande strålning: alfastrålning, som består av stora tunga partiklar (helium kärnor bestående av två neutroner och två protoner), betastrålning, som består av elek-troner, samt gammastrålning och neutronstrålning. Alfastrålning har kort räckvidd på några centi-meter i luft, stoppas lätt och tränger inte igenom huden. Betastrålning har en räckvidd på cirka tio meter i luft och stoppas av tjocka kläder och glasögon. Gammastrålning tar sig lätt igenom levande vävnad och kan ha lång räckvidd. För att stoppa det mesta av gammastrålningen krävs vanligen ett blyskikt på flera centimeter eller en decimetertjock betongvägg. Neutronstrålning avges endast av ett litet fåtal radioaktiva ämnen. Neutroner frigörs däremot alltid vid kärnklyvning och neutronstrålning finns därför inuti reaktorer, då dessa är i drift. Den når dock inte utanför reaktor inneslutningen och upphör praktiskt taget helt när kärnklyvningen avbryts.

Radioaktivitet är ett ämnes förmåga att ut-sända joniserande strålning.

Strålkällans styrka kallas ”aktivitet” och mäts i sönderfall per tidsenhet. Enheten är becquerel (Bq). 1 Bq=1 sönderfall per sekund.

Absorberad dos är den energi som strålningen avsätter per kilogram kroppsvävnad. Enheten är gray (Gy). Skadligheten beror på vilket slags strål ning det rör sig om.

Ekvivalent dos fås genom att multiplicera absor berad dos för varje strålningstyp med en viktningsfaktor (anger strålningstypernas rela-tiva biologiska effekt) och summera termerna.

Den ekvivalenta dosen anses vara proportio-nell mot sannolikheten för skada inom ett stort dosområde och för många olika sorters skador.

Enheten är sievert (Sv).

Effektiv dos är summan av alla ekvivalenta doser till organ och vävnader, viktade för deras olika känslighet för strålning. Enheten är sie-vert (Sv).

Den kritiska gruppen är en representativ, verklig eller hypotetisk, grupp av personer ur befolkningen som kan förväntas få de högsta stråldoserna från en strålkälla.

Dosrat anger hur stor stråldos en människa får under en viss tid. Enheten kan variera. Exempel är absorberad dos (gray) per sekund (Gy/s) och ekvivalent dos per år (Sv/år).

Kollektivdos är produkten av individernas genom snittliga stråldos och antalet individer i gruppen som bestrålas av en viss strålkälla eller verksamhet. Enheten är ofta mansievert (manSv).