4.9.1 Krav
3 kap. 1 § SSMFS 2008:1
Av 3 kap. 1 § framgår bl.a. det att en kärnteknisk anläggning ska vara konstruerad så att den har tålighet mot sådana händelser eller förhållanden som kan påverka anläggningens barriärer eller säkerhetsfunktioner. I allmänna råd till denna paragraf anges händelsen jordbävning som exempel på händelser som kan vara av betydelse för en kärnteknisk anläggning med aktiva säkerhetssystem.
IAEA Safety Guide No. NS-G-1.6 Seismic Design and Qualification for Nuclear Power
Plants.
4.9.2 Underlag från SKB
I F-PSAR kapitel 2 – Förlängningsplats (SKBdoc 1205117 kapitel 2.6), anges att Sverige ligger på en mycket gammal och stabil del av jordskorpan samt långt ifrån en plattgräns mellan jordens stora tektoniska plattor och är därmed att betrakta som ett område med låg seismisk aktivitet.
I F-PSAR kapitel 3 – Krav och konstruktionsförutsättningar (SKBdoc 1205118 kapitel 3.5.7) anges att byggnader, system och systemdelar som krävs efter en jordbävning tilldelas en seismisk klass I, P eller N med hänsyn till utrustningens betydelse för den radiologiska omgivningspåverkan. Seismisk klass I tilldelas de system/systemdelar vars aktiva funktion krävs under och efter en jordbävning. Detsamma gäller byggnader med krav på täthet. Seismisk klass P tilldelas de system/systemdelar som inte tillhör klass I men vars passiva funktion krävs under och efter en jordbävning. Övriga byggnadsdelar, system och komponenter tillhör seismisk klass N. Kravet är dock att de vid en jordbävning inte får skada utrustning tillhörande seismisk klass I eller P.
I tabell 3-34 avseende dimensionerande förutsättningar för yttre händelser och krav avseende yttre påverkan anges att för anläggningen ska en dimensionerande jordbävning i händelseklass osannolika händelser (H4)18, motsvarande frekvensen 10-5 per år, användas
för framtagande av markresponsspektra för säkerhetsanalyser och
konstruktionsförutsättningar enligt SKI Technical Report 92:3. Det anges vidare att
18 Händelser som inte förväntas inträffa inklusive händelser som oberoende av händelsefrekvens analyseras för att verifiera robustheten i en kärnteknisk anläggning (definition enligt tabell 3-28).
analysförutsättning för händelseklass mycket osannolika händelser (H5)19 ska vara en
jordbävning motsvarande frekvensen 10-7 enligt SKI Technical Report 92:3.
I F-PSAR kapitel 5 – Anläggnings- och funktionsbeskrivning (SKBdoc 1205123 kapitel 5.4.2.2) anges de byggnader och system som ska ha sin aktiva respektive passiva funktion intakt efter en jordbävning. Mottagnings- och inkapslingsbyggnaden,
reservkontrollrummet (RKR), förvarings- och mottagningsdelens bassänger,
elkraftsrummen i inkapslingsbyggnaden och elkraftssystemen som utgör stödfunktioner är exempel på byggnader och system som ska kunna motstå den dimensionerande
jordbävningen.
I F-PSAR kapitel 8 – Säkerhetsanalys (SKBdoc1205887 kapitel 8.10) anges att de byggnadsdelar, system, komponenter och anordningar vilka krävs vid och efter jordbävningen ska genom analys visas bibehålla sin strukturella integritet respektive fullfölja sin funktion, beroende på om aktiv eller passiv funktion krävs efter en
jordbävning. Därutöver ska det även visas att de delar som inte krävs efter en jordbävning inte vedervågar funktionen hos de delar som krävs. Det anges också att vid analys av händelsen ska ett oberoende enkelfel ansättas och att även följdfel p.g.a. jordbävningen ska beaktas. Analysen ska visa att anläggningen kan tas till säkert sluttillstånd efter jordbävningen och de följdhändelser som kan inträffa p.g.a. av denna händelse.
4.9.3 SSM:s bedömning
De viktigaste parametrarna när risker förknippade med jordskalv analyseras för en kärnteknisk anläggning är magnitud, frekvensinnehåll samt varaktighet. För att kunna räkna ut hur ett tänkt skalv påverkar en viss kärnteknisk anläggning krävs dessutom information om markens geologi, dess responsspektrum och dynamiska parametrar. Med hjälp av dessa data samt byggnadernas konstruktion kan man beräkna krafter och
deformationer i olika delar av en kärnteknisk anläggning.
För att kunna kontrollera de äldre svenska kärnkraftsreaktorerna, vilka byggdes utan krav på jordbävningstålighet, togs jordbävningsspektra20 fram genom ett samarbetsprojekt mellan dåvarande myndigheten SKI och kraftbolagen. Dessa spektra som baseras på empiriska data för japanska jordbävningar och är speciellt anpassade för de svenska förhållandena, presenteras som en årlig sannolikhet för att skalv av en viss styrka ska inträffa vid anläggningen. Sannolikheterna motsvarar en årlig överskridandefrekvens av 10-5, 10-6 och 10-7.
SSM har inga invändningar mot att en jordbävning med en inträffande årlig överskridandefrekvens av 10-5 enligt SKI Technical Report 92:3 används som den
dimensionerande jordbävningen (DBE)21 vid analys av seismiskt klassade strukturer och
komponenter i Clink-anläggningen. Detta innebär att en skattad markacceleration (PGA)22
av 0,11g tillämpas, vilket är i linje med rekommendationerna i IAEA NS-G-1.6 för användning av lägsta seismiska nivå (PGA=0,1g) vid områden med låg seismicitet. IAEA rekommenderar vidare att för viktiga jordbävningsklassade konstruktioner behöver det visas att dessa har tillräcklig robusthet för att kunna motstå effekterna av en jordbävning med en styrka utöver DBE, en s.k. Design Extension Earthquake (DEE). Ett sätt att göra
19 Händelser som inte förväntas inträffa. Om händelsen ändå skulle inträffa kan den leda till omfattande skador på bränsle och kapsling eller leda till frigörelse av stora mängder radioaktivt material. Dessa händelser utgör grunden för anläggningens konsekvenslindrande system (definition enligt tabell 3-28).
20 SKI Technical Report 92:3 21 Design Basis Earthquake 22 Peak Ground Acceleration
det är, enligt SSM:s bedömning, genom användning av en jordbävning med en årlig överskridandefrekvens av 10-7 och med en skattad PGA=0,41g enligt SKI Technical Report 92:3.
De principer som SKB avser att tillämpa för seismisk klassificering av byggnader, system och systemdelar tillhörande Clink-anläggningen är de samma som tillämpas för övriga kärntekniska anläggningar i Sverige och kan med fördel tillämpas även för aktuell anläggning. Ett eventuellt överseende av dessa principer kan komma att ske inom ramen för SSM:s pågående arbete med framtagning av nya föreskrifter.
SSM noterar att i F-PSAR saknas uppgifter om tillämpade metoder för verifiering av anläggningens förmåga att motstå en jordbävning. Verifieringen av en anläggnings jordbävningstålighet kan ske genom användning av erfarenhetsbaserade metoder,
provning, beräkningar eller en kombination av dessa. Det finns primärt två olika typer av erfarenhetsbaserade metoder, deterministiska metoder och probabilistiska metoder. Metoderna används för att uppskatta en anläggnings förmåga att ta sig till säkert sluttillstånd efter en DBE.
Den s.k. SMA23 är den mest vanliga deterministiska metoden. Metoden som
introducerades av EPRI i NP-6041-SL går ut på att fastställa hur mycket en viss nivå på jordbävning kan överskridas utan att anläggningens avställningsförmåga äventyras. Den probabilistiska metoden, s.k. SPSA24, baseras i princip på de systemmodeller som är
framtagna för PSA för interna händelser, dock med de modifieringar och kompletteringar som krävs för att kunna hantera jordbävningsinducerade fel. Metoden går ut på att bestämma sannolikhetsfördelningen för förekomstfrekvensen av negativa konsekvenser, t.ex. bränsleskador och radiologiska utsläpp, på grund av en jordbävning. De
erfarenhetsbaserade metoderna påminner till stor del om varandra i tillvägagångssätt vid genomförandet. Enligt SSM:s bedömning kan SMA eller SPSA metoden användas för jordbävningsvärdering av befintliga anläggningar, vilket är i linje med intentionerna i IAEA Safety Guide No. NS-G-2.13.
Jordbävningsverifiering genom provning av berörda komponenter är komplicerad och tidsödande och kan endast utföras i mycket begränsad skala. Metoden används vanligtvis för verifiering av elektrisk utrustning.
Jordbävningsverifiering genom beräkningar används normalt vid modifieringar av befintlig utrustning eller vid nykonstruktion. Enligt SSM:s bedömning bör verifieringen vid sådana fall baseras på konstruktionsförutsättningar för mekaniska anordningar (KFM) respektive konstruktionsförutsättningar för byggnader (KFB). I den hållfasthetstekniska strukturella verifieringen bör således beaktas även de laster med vilka jordbävningslasten kombineras enligt gällande KFM och KFB.
SSM bedömer vidare att säkerhetsredovisningen behöver kompletteras med uppgifter om de normer och standarder eller motsvarande som SKB avser att tillämpa vid
jordbävningsverifiering av seismiskt klassade system och komponenter i anläggningen. Slutligen behöver framgå vad SKB i F-PSAR avser med skrivelsen säkert sluttillstånd (se även avsnitt 3.7).
SSM bedömer att SKB har förutsättningar att uppfylla kravet 3 kap. 1 § SSMFS 2008:1 i detta skede av tillståndsprövningsprocessen, bl.a. genom att SKB redovisat principer för seismisk klassning av anläggningen samt hur anläggningen ska verifieras mot
23 Seismic Margin Assessment
dimensionerande jordbävning. För att SSM ska kunna bedöma om syftet med kravet enligt 3 kap. 1 § SSMFS 2008:1 är uppfyllt, behöver SKB inför en kommande ansökan om godkännande av PSAR komplettera underlaget med uppgifter om
tillämpade metoder för verifiering av anläggningens förmåga att motstå en jordbävning,
de normer och standarder eller motsvarande som SKB avser att tillämpa vid jordbävningsverifiering av seismiskt klassade system och komponenter i anläggningen.
SSM förutsätter vidare att SKB beaktar de bedömningar som myndigheten gjort i denna granskning.