barriärerna och geosfären
1.5 Myndigheternas slutsatser
1.3.6 Kemisk utveckling
Grundvattnets sammansättning
Sammansättningen av grundvatten och dess fördelning i bergrunden på en kandidatplats bör analyseras och ingå som betydelsefull del i säkerhetsanalys, eftersom den kan ge många viktiga ledtrådar om hur både kemiska processer, klimat och hydrologi utveck- lats. Vissa grundvattenkomponenter har dessutom en avgörande betydelse för barriär- ernas stabilitet, t.ex. pH, redox och salthalt. I basscenariot beskriver SKB i grova drag sammansättningen av grundvatten vid A-, Be- och Ceberg samt dess möjliga utveckling under inverkan av landhöjningen men i frånvaro av klimatförändringar. Dessutom be- skrivs kortfattat återmättnadsfasen som inträder vid förslutning av förvaret.
Myndigheterna anser att analysen av A-, Be- och Cebergs kemiska utveckling i frånvaro av klimatförändringar, men under inverkan av landhöjning ter sig mindre relevant. Detta måste betraktas som orimliga förutsättningar för alla tidsperioder längre än 1000-talet år. Den kemiska sammansättningen på de grundvatten som analyserats återspeglar tidi- gare klimatförändringar och det måste därför anses ologiskt att utesluta framtida (se även avsnitt 1.3.1 i denna bilaga)
Myndigheterna håller med SKB om att återmättnadsfasen med återgång till reducerande kemiska betingelser sannolikt kommer gå snabbare än man tidigare räknat med inte minst beroende på inverkan av mikrobiella processer.
Hur stora mängder organiskt material som kan lämnas kvar vid förslutning eller på om det är acceptabelt att lämna större mängder cement i direkt anslutning till deponerings- hålen beskrivs inte i SR 97. Myndigheterna anser att möjliga negativa effekter som kan uppstå beroende på närvaro av sådana material behöver belysas.
Den internationella expertgruppen (SKI, 2000a) tar upp frågor som genom en bättre belysning skulle ge större robusthet och mer transparent stöd åt säkerhetsanalysen. Bland annat nämns en förbättrad förståelse för ursprung och utveckling hos grund- vattnet, liksom en bättre dokumentation och argumentation kring vilka förhållanden som skulle kunna äventyra de reducerande förhållandena på förvarsdjup.
Buffert/återfyllnad
Bufferten runt kapseln har en nyckelroll i att upprätthålla stabila och gynnsamma betingelser invid kapselns yta. Bentoniten skall normalt medföra: att tillförseln av korrodanter (t.ex. löst sulfid) blir långsam och begränsas av diffusiv transport, att mikrobiella processer vid kapseln (t.ex. sulfatreduktion) begränsas samt att ut- transporten av radionuklider från en defekt kapsel blir långsam. I ett mycket långt tids-
Bilaga 2
perspektiv kan man inte utan vidare förutsätta att dessa och andra viktiga funktioner upprätthålls, bl.a. får inte svälltryck och plasticitet försämras för mycket. I ett kort tids- perspektiv måste man därvid försäkra sig att återmättningen blir fullständig så att den höga temperaturen invid kapselytan inte försämrar bentonitens egenskaper.
Återfyllnaden består av en blandning av bergkross och bentonit. Den skall täta tillfarts- och deponeringstunnlar så att snabba transportvägar inte bildas i berget. Eftersom sväll- trycket i återfyllnaden är lägre än i bufferten runt kapslarna, kan inverkan av grund- vatten med höga salthalter få en större betydelse.
SKB redovisar i basscenariot hur bentoniten kan påverkas av kemiska processer. Man konstaterar bland annat att illitisering och cementeringsreaktioner liksom buffert- erosion/kolloidbildning sannolikt inte kommer att förekomma i betydelsefull utsträck- ning över tidsskalor på 100 000-tals år. Däremot menar SKB att jonbytesreaktioner (från Na-bentonit till Ca-bentonit) samt upplösning av accessoriska mineral (kalcit och pyrit) sannolikt kommer att bli betydande, vilket dock bara marginellt påverkar bentonitens funktioner. SKB redovisar inte närmare återfyllnadens kemiska utveckling men menar att frågan behöver behandlas i framtida säkerhetsanalyser.
Myndigheterna har inget att invända mot hur bentonitens långsiktiga förändringar be- skrivs i basscenariot men konstaterar att kunskapsnivån vad det gäller bentonitens mineralreaktioner bör kunna utvecklas ytterligare. Den viktigaste osäkerheten är för- modligen kopplad till den långsiktiga utvecklingen av grundvattenkemin, vilket kom- menteras i samband med klimatscenariot. Eftersom de fall som i störst utsträckning skulle kunna påverka bufferten återfinns i klimatscenariot vill myndigheterna påpeka det olämpliga i att analysera förvarets isolerande funktion i basscenariot.
Korrosion av kopparkapsel
Med tanke på att syftet med basscenariot är att studera kapselns isolerande funktion, anser myndigheterna att beskrivningen av korrosion av kopparkapseln har gjorts alltför kortfattad. SKI framförde i granskningen av SKB:s FUD-program 98 att det centrala inom korrosionsområdet är hur kunskaperna om de olika korrosionsprocesserna används i antaganden och analyser som ligger till grund för dimensioneringen av tjockleken på kopparn, och att SKB därför bör göra en uppdaterad sammanställning av kunskapen om olika korrosionsprocesser på koppar i slutförvarsmiljö. Ett sådant uppdaterat kunskaps- underlag och en mer ingående beskrivning av hur modeller och data används, bör an- vändas i kommande säkerhetsanalyser.
I den internationella expertgranskningen (SKI, 2000a) framförs att SKB har utvecklat en sund och övertygande vetenskaplig grund för att beskriva kopparhöljets utveckling under lång tid, men att ytterligare experimentella studier av vissa korrosionsprocesser behövs, bl.a. korrosion i närvaro av syre (t.ex. innan reducerande förhållanden uppnåtts efter deponering) och villkor för lokal korrosion.
I analysen saknar myndigheterna en beskrivning av hur kopparmaterialets beskaffenhet påverkar korrosionen, i synnerhet eventuella skillnader mellan svetsfogen och resten av materialet. Detta inkluderar t.ex. kornstorlek, initiala defekter som är mindre än kraven i
Bilaga 2
acceptanskriterierna, och speciellt ytdefekter (p.g.a. avvikelser från specificerad yt- finhet, hanteringsskador etc.).
Som tidigare framförts anser myndigheterna, i likhet med den internationella expert- gruppen (SKI, 2000a), att analysen av kopparkorrosion även behöver inkludera inverkan från den hydrauliska och framförallt den geokemiska utvecklingen hos grundvattnet till följd av klimatförändringar..
Spänningskorrosion tas inte alls upp, med hänvisning till Processrapporten. Som redan nämnts, anser myndigheterna att SKB tydligare måste visa att spänningskorrosion inte kan förekomma på kopparhöljet (se bilaga 1, avsnitt 1.4.3).
Inverkan av mikrobiella processer vid kapselns yta på kopparkorrosionen är en annan viktig fråga där det behövs ytterligare belägg som stöd för SKB:s åsikt att bakteriell sulfidkorrosion kan uteslutas i förvarsmiljön.
Myndigheterna håller med om att det krävs mycket höga kloridjonhalter för att klorid skall ha betydelse för korrosion på koppar. Däremot menar myndigheterna att korrosion även skulle kunna ske vid pH-värden högre än 3 vid temperaturer över 100°C (Hermansson och Eriksson, 1999). Situationer med hög temperatur och hög kloridjon- halt skulle kunna vara tänkbara i ett tidigt skede efter deponering. Myndigheterna anser därför att en mer omfattande och nyanserad beskrivning behövs.
Bilaga 2
2
Kapseldefektscenariot
2.1
SKB:s redovisning
Det av SKB postulerade kapseldefektscenariot utgår ifrån initiala defekter orsakade av tillverkningsfel. I avsaknad av data från serietillverkning av kapslar förutsätter SKB att högst 0,1 % av kapslarna är behäftade med sådana tillverkningsfel. Kapseldefekter or- sakade av korrosion eller mekanisk påverkan utesluts, vilket diskuteras i samband med basscenariot respektive tektonik/jordskalvsscenariot. I scenariot förutsätts att klimat- och biosfärsförhållanden inte förändras med tiden.
De initiala defekterna ger efter en viss fördröjning upphov till ett läckage och en sprid- ning av radionuklider, vilket analyseras och diskuteras i kapitlet. De radionuklider som förväntas nå biosfären innan de avklingat ger upphov till ett hypotetiskt dos- och risk- bidrag. Beräknad dos och risk för detta scenario ligger till grund för de jämförelser med SSI:s strålskyddskriterier som SKB presenterar.
Detta scenario baseras i högre grad än de övriga på kvantitativa analyser, vilka fokuseras på grundläggande mekanismer för retention och spridning av radionuklider. I SKB:s analys ges mekanismer för retention i de tekniska barriärerna stor betydelse, t.ex. fördröjd transport från kapseldefekt till omgivande buffert, långsam bränsleupplösning, begränsad löslighet för vissa radionuklider och adsorption av radionuklider på buffert- mineral. Platsspecifika egenskaper kommer främst in i beräkningarna via analyser av hydrauliska egenskaper för A-, Be- och Ceberg. Den hydrauliska analysen ligger till grund för beräkningar av radionuklidtransport i geosfären och bedömning av utsläpps- punkter till biosfären. Hypotetiska doser till människa beräknas sedan genom att ut- flödet till biosfären omvandlas till dos med hjälp av dosomvandlingsfaktorer som tagits fram för vanligt förekommande biosfärstyper. SKB anser sig inte kunna förutsäga vilken biosfär som kommer utvecklas i ett visst område utan utgår i de flesta fall från de biosfärstyper som förutsätts vara mest ogynnsamma (t.ex. torvmossar).
Beräkningsresultat redovisas för fall med ingångsdata som ansetts vara rimliga (dvs. varken optimistiska eller pessimistiska) samt fall med kombinationer av rimliga och pessimistiska data. Dessutom redovisas ett antal fall där en viktig säkerhetsfunktion tagits bort helt med syftet att belysa de olika barriärernas relativa betydelse. Slutligen har SKB tagit fram riskanalyser för A-, Be- och Ceberg för de viktigaste biosfärstyperna (brunn och torvmosse) genom att statistisk sammanställa resultat från slumpvisa reali- seringar med pessimistiska och realistiska data.
2.2
Remissynpunkter
Statens råd för kärnavfallsfrågor, Kasam, menar att kommande säkerhetsanalyser bör baseras på realistiska antaganden om kapseldefekter baserade på genomförda prov med ett relativt stort antal kapslar.
Bilaga 2
Vad det gäller bentonit anser Kasam att de kemiska egenskaperna respektive dess natur- liga variationer behöver undersökas bättre. Enligt Kasam, utnyttjas inte kunskaperna om bentonitens egenskaper på ett optimalt sätt då endast konditionella parametrar utnyttjas för att beskriva sorption. Mera sofistikerade sorptionsmodeller borde tas fram för de viktigaste nukliderna. Det är också angeläget att redovisa de förändringar av bentonit- bufferten och återfyllnaden, som kan förväntas på grund av förändrad geokemi, och hydrologi, som bl.a. förväntas orsakas av klimatpåverkan.
Kasam värdesätter att SKB utvecklat modellerna för att beskriva transport- och kon- centrationsprocesser i biosfären. Enligt Kasam är redovisningen i SR 97 dock inte till- räckligt transparant. En läsare har svårt att följa hela beräkningskedjan som till slut ger ett dosbidrag till människan. I framtida analyser efterfrågas i detalj redovisade beräk- ningsexempel. Vidare bör de använda beräkningsmodellerna vidareutvecklas då de fort- farande kan anses vara primitiva. När det gäller EDF-faktorer bör slutmålet vara att få tidsberoende dosomvandlingsfaktorer vilket motiveras av de stora skillnader i halve- ringstid som föreligger mellan de olika radionukliderna.
Pereira vid Stockholms Universitet anser att SKB borde använt sig av en mer syste- matisk probabilistisk ansats för att modellera radionuklidtransport. Pereira menar att SKB:s riskanalys är knapphändig och i själva verket endast tagits fram som ett komple- ment till en i grunden deterministisk analys. Denna deterministiska ansats anses vara mycket begränsande då den bara ger enstaka stickprov som gör det svårt att med ett rim- ligt antal beräkningar få en god överblick av helheten.
Enligt Pereira är Datarapporten inte komplett vad det gäller diskussionen av de proba- bilistiska fördelningarna. Sannolikhetsfördelningar borde diskuterats för t.ex. sorptions- data och inte enbart hydrologiska parametrar. Om bristande kunskaper om en parameter föreligger är det ett starkt skäl för att parameterns betydelse illustreras genom att an- vända en fördelning som täcker osäkerheten i datamaterialet.
Pereira anser vidare att konceptuella osäkerheter inte redovisas explicit när det gäller radionuklidtransport (t.ex. COMP23, FARF31), på samma sätt som genomförts för hydrologimodellerna. Reducering av komplexa 2D- och 3D-modeller till 1D-modeller kan introducera konceptuella fel som är svåra att tolka. Känslighetsanalyser utförda med de starkt förenklade modeller för konsekvensanalys kan ifrågasättas med tanke på detta. Dessa bör istället utföras med de mera detaljerade forskningsmodellerna.
Kurt-Olof Carlsson ifrågasätter om kapseldefektscenariot är komplett, bland annat med tanke på nya resultat från USA rörande transport av plutonium.
Uppsala universitet efterlyser en redovisning om betydelsen av gastransport från stora djup för säkerheten vid förvar av kärnavfall.
Tord Jonsson anser att val av referensbränsle borde motiveras med en jämförelse med utbränningsgraden för det bränsle som redan finns i CLAB. Vidare påpekas att bestrål- ningshistoriken bör beaktas för att få fram säkrare information om fissionsprodukternas fördelning. Jonsson nämner fenomenet ”bonding” som innebär att bränslet fastnar vid kapslingsmaterialet. Spalten mellan bränsle och kapsel existerar normalt inte i hög-
Bilaga 2
utbränt bränsle utan den fria volymen har istället omfördelats till sprickor i det sönder- delade bränslet.