Beräkningsmodellen

Radionuklider kan, om de löser sig i vattnet i förvaret, transporteras genom diffusion eller följa med ett vattenflöde. Det gäller även andra ämnen, t ex miljöfarliga metaller.

För att beräkna transport av upplösta ämnen i närzonen används datorkoden COMP24.

Först delas närzonen upp geometriskt i ett antal celler eller 'boxar' (Romero et al, 1995). Detta liknar den diskretisering som görs i en sk finit-differens-modell för tredimensionella problem.

COMP24 är en vidareutveckling av COMP23 som används i säkerhetsanalysen av djupförvaret för använt bränsle (SKB, 1999). För att lösa uppgiften är det nödvändigt att kunna beräkna transienta förlopp, t ex då diffusionen ännu inte har uppnått ett stationärt tillstånd med konstant masstransport. Det är också nödvändigt att hantera

kedje-sönderfall, dvs att en del radionuklider transporteras och samtidigt sönderfaller till andra radionuklider med andra egenskaper.

SFL 3

Grundvattnet flödar huvudsakligen genom återfyllningen av grus i SFL 3. Vattenflödet genom betongkonstruktionen kommer att bli mycket låg, se kapitel 7. Diffusion blir därför den helt dominerande transportprocessen ut ur betongkonstruktionen. Väl i tunnelns återfyllning kan upplösta radionuklider transporteras med såväl diffusion som med strömmande vatten. SFL 3-tunneln har en plugg i båda ändar, vilket innebär att frigjorda radionuklider endast kan lämna tunneln via berget.

I beräkningsmodellen är förvaret förenklat för att underlätta beräkningarna. Förenkling-arna är konservativt valda för att inte överskatta barriärernas betydelse. Vi tar hänsyn till sorption i 10 m återfyllning i änden av tunneln, där flödet lämnar tunneln, men t ex lastzoner och betongpluggar (se figur 3-1) inkluderas inte i beräkningarna. Tunnelns väggar och tak kommer att täckas med sprutbetong, men detta tas inte heller med.

lagringsvolymen, vilket motsvarar 76 m av betongkonstruktionens längd. Konservativt antar vi att avfallet samlas närmast den del där vattnet lämnar tunneln. Det antas att resterande lagringsvolym återfylls med grus, men att utrymmet mellan avfallskokiller och tunnor fylls med porös betong.

I beräkningsmodellen grupperas ett stort antal kokiller, med sina betongväggar och med fyllning av avfall och cement till ett 'avfallsblock'. Vi antar att radionukliderna är jämt fördelade i hela avfallsblocket och förblir jämt fördelade även när en del transporteras ut. Tunnor som deponeras i SFL 3 betraktas på samma sätt som kokiller, men för tunnor ingår även det mesta av den porösa betong som gjutits kring dessa.

Från avfallsblocken beräknas en diffusiv transport genom den porösa betong som gjuts kring kokiller och tunnor, se figur 8-1. Diffusionen går vidare genom betongkonstruk-tionen till återfyllningen av grus utanför. Vi räknar dessutom med kombinerad transport genom vattenflöde och genom diffusion längs med tunneln, dels i gruset utanför betong-konstruktionen och dels i den porösa betongen som ligger omkring avfallsblock.

Sorption i betong och grus samt radionuklidernas halveringstid kommer att begränsa uttransporten.

Avfe"

Porös betong Betongkonstruktion Aterfyllnadsmaterial Grus

Berg Flöde

Diffusion

Figur 8-1 Transportvägar för radionuklider i SFL 3. Övre figuren — vertikalt snitt tvärs tunnelns huvudriktning, undre figuren — horisontellt snitt längs med tunnelns huyudrikting.

SFL 4

Vattenflödet är viktigast för transporten av lösta ämnen i SFL 4-tunneln, men det sker även ett utbyte genom diffusion mellan avfallskollin och återfyllning av grus. Frigjorda radionuklider kan komma ut i det omgivande berget där vattnet lämnar tunneln.

Avfall från rivning av CLAB och inkapslingsanläggningen, dvs kontaminerad betong och metalldelar, är det enda radioaktiva avfallet av betydelse i SFL 4. Den aktivitet som finns i deponerade transportbehållare är obetydlig och kan helt försummas. Ett stort antal avfallskollm med rivningsavfall grupperas till ett 'avfallsblock'. Dit hör även åter-fyllningen av betong inuti plåtlådan, men stålväggarna tas inte med som barriär i

beräkningarna.

Avfall

Återfyllnadsmaterial Berg

Flöde Diffusion

Figur 8-2 Transportvägar för radionuklider i SFL 4. Övre figuren - vertikalt snitt tvärs tunnelns huvudriktning, undre figuren — horisontellt snitt längs med tunnelns huvudrikting.

Vi antar att radionukliderna är jämt fördelade i hela avfallsblocket och förblir jämt för-delade även när en del transporteras ut. Upplösta radionuklider transporteras längs med tunneln både med vattenflöde och genom diffusion, se figur 8-2. Denna kombinerade transport sker både genom avfallsblocken och genom det omgivande återfyllnads-materialet. Dessutom sker en diffusiv transport från avfallsblock till grus. Sorption i avfallsblock och grus tillgodoräknas, men sorptionen av radionuklider i sprutbetongen och betongplattan, som utgör golvet, försummas i beräkningsmodellen. Av hela SFL 4-tunnelns längd innehåller endast ca 60 % avfall med någon aktivitet av betydelse.

Konservativt antar vi att avfallet med radionuklider är samlat närmast den del där vattnet lämnar tunneln.

SFL 5

SFL 5 är utformad på samma sätt som SFL 3, varför transporten av nuklider från avfall till omgivande berg sker på samma sätt i SFL 5 som i SFL 3. Däremot innehåller SFL 5 en annan typ av avfallskolli. Avfallet, som består av metalldelar, placeras inuti en lång betongkokill med en inre stålkassett, se kapitel 2. Genom locket injekteras betong. Till skillnad från SFL 3, är alla avfallskollin av enhetlig typ i SFL 5. Den avfallsvolym som är avsedd för SFL 5 överstiger egentligen den tillgängliga lagringsvolymen med ungefär fyra procent. I beräkningarna förutsätter vi att avfallet kan koncentreras så att utrymmet räcker. Det finns också andra möjligheter, se avsnitt 3.3.5.

Beräkningsmodellen för SFL 5 är därför i stort sett identisk med den för SFL 3. Ett stort antal kokiller, med fyllning av avfall och betong, grupperas och utgör ett 'avfallsblock' i beräkningarna. Stålkassetten bortser vi ifrån, dvs den betraktas inte som någon barriär, däremot tillgodoräknas kokillens betongvägar som barriär. Vi antar att radionukliderna är jämt fördelade i hela avfallsblocket och förblir jämt fördelade även när en del

transporteras ut. Alla tomma utrymmen runt kokillerna inuti betongkonstruktionen återfylls med porös betong.

Upplösta radionuklider kan diffundera från avfallet genom kokillväggarna, genom den porösa betongen utanför kokillerna och vidare genom betongkonstruktionen till åter-fyllningen av grus utanför, se figur 8-3. Vi räknar dessutom med kombinerad transport genom vattenflöde och genom diffusion längs med tunneln, dels i gruset utanför betong-konstruktionen och dels i den porösa betongen som ligger omkring avfallsblock.

Sorption i betong och grus fördröjer uttransporten.

• . . • — e s • • . -^ .— c ^ • • . • . ,

-> • < = » • • • . o - ^ o - m - • • . o - ^ o - <=• •

Avfall Porös betong Betongkonstruktion Aterfyllnadsmaterial Grus

Berg

Kokillvägg Flöde

Diffusion

? o • v \.o' • ° c? o . " . .o o ^ f l . y •. .o _ ^ • °£p o •v "

Figur 8-3 Transportvägar för radionuklider i SFL 5. Övre figuren - vertikalt snitt tvärs tunnelns huvudriktning, undre figuren - horisontellt snitt längs med tunnelns huvudrikting.