Teknikutveckling buffert

SSM redovisar i detta avsnitt synpunkter på kapitel 12, teknikutveckling buffert, i SKB:s Fud-program 2010.

SKB:s redovisning

SKB:s redovisning av teknikutvecklingen kopplad till bufferten omfattar tillverkning, hantering och installation av den buffert som omger kapseln i deponeringshålet. I kapitel 12 i SKB:s Fud-program 2010 beskrivs

buffertens referensutformning, de krav som ställs på bufferten för att uppnå initialtillståndet samt den teknikutveckling som enligt SKB:s planer kommer att genomföras under de kommande åren. SKB:s forskning kring frågorna om initialtillstånd och långsiktig utveckling hos bufferten och återfyllnaden redovisades i kapitel 24 i Fud-program 2010 och SSM:s synpunkter på kapitlet redovisas i avsnitt 6.8 i denna rapport.

SSM:s bedömning

Med hänsyn till att det sannolikt kommer att finnas kvar vissa behov av fortsatt utvecklingsarbete även efter tillståndsprövningen anser SSM att SKB bör ta fram en tidsplan för nödvändig teknikutveckling i buffert ända fram tills samfunktionsprovningen.

105

5.5.1. Tillverkning av buffert

SKB:s redovisning

Två metoder kan användas för tillverkning av buffertblock, enaxlig eller isostatisk kompaktering. SKB har valt enaxlig kompaktering som

referensmetod. Valet motiveras med att metoden medger en tillverkning av buffertblock med god kvalitet och med dimensionerna som krävs enligt referensutformningen. SKB har i flera rapporter redovisat försöksresultat för den enaxliga kompakteringen (Johannesson m.fl., 1995; Johannesson, 1999; Johannesson och Börgesson, 1999). För isostatisk pressning av buffertblock med samma dimensioner krävs en större press än vad SKB för närvarande har tillgång till. SKB bedömer att både enaxlig och isostatisk pressning ger block med likvärdig och acceptabel kvalitet.

SKB planerar att vidareutveckla den enaxliga metoden, med inriktningen mot utprovning av nya lösningar för att minimera friktionen mellan form och bentonit. Dessutom kommer försök att göras för att förbättra geometrin av kompakterade block, inklusive block med högre höjd än dem som tillverkats hittills.

Remissinstansernas synpunkter

Opinionsgruppen för säker slutförvaring anar osäkerheter kring

buffertfunktionen som måste redovisas tydligare. Opinionsgruppen frågar sig hur stor förekomst av extremfall som är acceptabelt, utan att den långsiktiga säkerheten äventyras, och om det har någon betydelse för den långsiktiga säkerheten om det inte går att minska variationsbredden.

Opinionsgruppen saknar ett program för modellering av buffertfunktionen utifrån de förutsättningar som kan komma att gälla i Forsmark.

Opinionsgruppen uppfattar att det finns risk för att kraftig expansion i återfyllningen i det valda konceptet och saknar en mer ingående beskrivning om eventuella risker och konsekvenser.

SSM:s bedömning

SSM anser att SKB bör ta fram ett kvalitetsprogram för bufferttillverkning. Denna synpunkt framfördes även av SKI och SSI vid granskningen av SKB:s Fud-program 2007. Teknikutvecklingsprogrammet bör förutom kompaktering innefatta flera moment såsom materialval, verifiering av mineralsammansättning, kontroll av densitet, vattenkvot samt homogenitet för block och ringar. SSM anser att ett relativt stort antal fullskaliga block och ringar behöver framställas för att ge ett statistiskt meningsfullt underlag för bedömningen om homogena block och ringar med rätt densitet utan oacceptabla skador kan tillverkas.

106

SSM inser fördelarna med att kunna ha tillgång till olika bentonitmaterial från olika leverantörer i världen. SKB bör dock genomföra ett tillräckligt antal verifierande tester av materialegenskaper för varje material innan det kan anses tillgängligt. Med tanke på att dessa tester kan vara omfattande och tidskrävande, bör arbetet integreras väl med annan teknikutveckling i SKB:s program.

SSM är positiv till att SKB kommer att delta i Posivas planerade tester av isostatisk kompaktering av bentonitblock. SSM anser att fler tester med olika metoder och fullskalig tillverkning av buffert komponenter förbättrar

möjligheterna till en framtida välgrundad statistiskt bedömning av metoderna.

SSM anser att SKB bättre bör integrera teknikutvecklingen med avseende på bufferttillverkning med forskningen kring buffertens initiala och långsiktiga utveckling. Exempelvis bör kunskap kring de geomekaniska processerna (t.ex. Kalbantner och Johannesson, 2000) kunna vara av nytta vid bufferttillvecklingen.

SKB bör mera ingående redovisa resultat från den fullskaliga pressningen av det tiotal buffertblock som har genomförts sedan Fud-program 2007.

5.5.2. Installation av buffert

SKB:s redovisning

I SKB:s referensutformning för bufferten redovisas förutom utformningen och komponenterna även deponeringssekvensen. Buffertblock och kapsel ska kunna installeras upp till tre månader innan den yttre spalten mellan bufferten och väggen till deponeringshål fylls med pellets och

deponeringstunneln återfylls. För att klara detta innefattar

referensutformningen ett buffertskydd och en bottenplatta som anpassas för att ansluta till buffertskyddet. Både buffertskyddet och bottenplattan har testats i stor skala vid Äspölaboratoriet (Wimelius och Pusch, 2008). Även påverkan av inströmmande vatten (så kallad ”piping” och erosion) har studerats (Åberg, 2009).

Utrustningen för installation av bufferten har hittills endast tagits fram av SKB i ett prototyputförande. Den består av en bockkran och ett

vakuumlyftverktyg. Utvecklingsprogrammet för installation av buffert omfattar tester och demonstration av metoden vid både Bentonitlaboratoriet och Äspölaboratoriet.

107

SKB planerar att vidareutveckla komponenter inom referensutformningen för installation av buffert. Dessa komponenter är bottenplattan,

buffertskyddet, strålskyddet och körplåten.

Remissinstansernas synpunkter

Göteborgs universitet konstaterar med tillfredställelse att SKB har genomfört omfattande tester av tekniken för tillverkning och installation av buffert. Storskaliga försök har genomförts. De fortsatta arbetena med erosion av buffert och möjligheten att närmare studera kapsel, buffert och återfyllning är enligt universitetet av största vikt.

Östhammars kommun konstaterar att SKB har tagit fram en referensutformning för bufferten. För att klara kraven innefattar

referensutformningen ett buffertskydd och en bottenplatta, anpassad för att ansluta till buffertskyddet. SKB framhåller att de komponenter inom referensutformningen som behöver vidareutvecklas är bottenplattan, buffertskyddet, strålskyddet och körplåten. Östhammars kommun konstaterar att man saknar beskrivning av utformning på dessa.

SSM:s bedömning

SSM anser att det är svårt att bedöma genomförbarheten av den nya deponeringsmetoden med gummiduk innan tillräckligt många fullskaliga tester har genomförts. SSM anser dessutom att SKB bör redovisa om buffertskyddet kommer att användas i alla deponeringshål eller om användningen kommer att anpassas till eventuellt behov som kopplar till vatteninflödet i deponeringshålet. Vidare bör SKB redovisa om

buffertskyddet går att använda i deponeringshål där spjälkning har inträffat. SSM är positiv till att SKB planerar att vidareutveckla de komponenter som används vid installationen av bufferten, dvs. bottenplattan, buffertskyddet, strålskyddet och körplåten, samt att SKB avser att göra försök i Äspö där alla ingående komponenter i ett deponeringshål testas tillsammans. SSM håller med Östhammars kommun att referensutformningen för övriga komponenter (förutom buffert) som ingår i deponeringssekvensen bör tas fram.

SSM anser att man från olika tester som gjorts (Börgesson m.fl., 2005; Börgesson och Sandén, 2006; Åberg, 2009) kan dra slutsatsen att buffertens vattenmättnadsprocess är komplicerad och att SKB:s förståelse av

processerna fortfarande är begränsad. SSM anser därför att SKB mer systematiskt bör angripa arbetet samt bär integrera laboratorieförsöken med forskningen kring t.ex. ”piping” och erosion. Behovet av en integrering understryks av att det finns en stark koppling mellan ”piping” och erosion i bufferten och i återfyllnaden. Se även avsnitt 6.8.6 i denna rapport.

108

SSM delar Göteborgs universitet slutsats att de fortsatta arbetena med utredningen av ”piping” och erosion av buffert är av stor betydelse.

5.5.3. Prototypförvaret och andra försök vid Äspölaboratoriet

SKB:s redovisning

SKB har initierat, drivit och i vissa fall även avvecklat flera storskaliga försök vid Äspölaboratoriet där bland annat buffertens egenskaper studerats. Dessa försök är återtagsförsöket, TBT- (Temperature Buffer Test) försöket, prototypförvaret, Lot- (Long-term test of buffer material) försöket,

alternativa buffertmaterial projektet, forskningsprogrammet för ett KBS-3- förvar med horisontell deponering (KBS-3H), gasinjekteringsförsöket i stor skala, projektet för in-situ testning av korrosion av miniatyrkapslar (SKB, 2008). I kapitel 12 i SKB:s Fud-program 2010 redovisas återtagsförsöket, TBT-försöket och prototypförvaret.

I de första två försöken som redovisas i Fud-program 2010 hade bufferten liknande utformning och dimensioner som i referensutformningen. Vatten tillfördes bufferten via filter på väggen till deponeringshålen (Thorsager m.fl., 2002; Goudarzi m.fl., 2008).

Prototypförvaret består av sex fullskaliga deponeringshål i en

deponeringstunnel som återfyllts med en blandning av bentonit (30 %) och krossat berg (70 %). Målet är att testa och demonstrera den integrerade funktionen av delkomponenter i ett slutförvar, under realistiska förhållanden och i full skala. Försöket installerades under 2001 och 2003 och är indelat i två sektioner (Börgesson m.fl., 2002; Börgesson m.fl., 2004). SKB planerar att bryta den yttre sektionen med återfyllnad och två deponeringshål under 2011. SKB räknar med att bufferten ännu inte är vattenmättad och att densiteten och vattenkvoten varierar när sektionen bryts.

Remissinstansernas synpunkter

Östhammars kommuns konsult Pereira konstaterar att deponeringstunneln är återfylld med en blandning av bentonit och krossat berg i prototypförvaret. SKB kommer att bryta den yttre sektionen av förvaret bestående av två deponeringshål och tillhörande tunnel under 2011 (SKB:s Fud-program 2010, sid.154). Eftersom granskningen av säkerhetsanalysen SR-Site kommer att pågå under flera år är det av vikt att analysen av experimentet prioriteras och görs tillgänglig så fort som möjligt eftersom den kan ge kompletterande information av stort värde för granskningen.

109

Östhammars kommun noterar att SKB uppger att bentonitens temperatur inte får överskrida + l00oC. Om SKB avser att begränsa buffertens temperatur till + l00oC, så är det viktigt att man utför försök vid denna temperatur.

Kommunen uppfattar att SKB inte utfört försök i Äspö vid så hög temperatur. Det högsta man uppnått i bentoniten i laboratoriet är + 80oC.

SSM:s bedömning

SSM ser positivt på att SKB har redovisat försök vid Äspölaboratoriet i de lättillgängliga rapportserierna SKB TR och SKB R (Dahlström, 2009; Karnland m.fl., 2009; Smart och Rance, 2009). SSM anser att SKB

fortsättningsvis även bör sammanfatta de viktigaste resultaten från försöken vid Äspö som redovisas i IPR- (International Progress Report) serien i TR- eller R-rapportserierna.

SSM anser att SKB förutom regelrätta mätdata även bör redovisa

funktionsprinciperna för mätinstrument och utrustning samt analysera och utvärdera deras tillförlitlighet och möjliga felfunktioner (exempel på felfunktioner är uppvärmning av kapslar 2 och 6 i prototypförvaret, samt mätning av relativfuktighet i högtemperatursområdet av TBT-försöket). SKB bör beakta risken för att olika typer av försök påverkar varandra på ett oavsiktligt sätt (t.ex. mellan återtagsförsöket och TBT-försöket).