Kärnavfall Kärnavfall

Kärnavfall

Kärnavfall

Slutförvaringsanläggningens långsiktiga säkerhet

Slutförvaringsanläggningens långsiktiga säkerhet

Grundprincipen för användning av kärnenergi är att användningen av kärnenergi måste vara säker och att den inte får medföra skada på människor, miljö eller egendom. Denna princip gäller hela kärnbränslecykeln inklusive avfallshantering och slutförvaring.

En viktig etisk princip vid slutförvaring av kärnavfall är att strålsäkerhetskriterierna ska vara de samma i dag som för framtida individer och populationer. Det är emellertid rätt komplicerat att slå fast en godtagbar säkerhetsnivå, och den beror på människornas uppfattning om riskerna och olika riskers acceptabilitet.

Finländarens genomsnittliga stråldos från olika strålkällor är cirka 5,9 millisievert per år. För slutförvaringen av kärnavfall följs stråldosbegränsningen enligt vilken stråldosen av radioaktiva ämnen som slutförvaras inte får överstiga 0,1 millisievert per år, vilket är en bråkdel av finländarens genomsnittliga årliga stråldos.

Huvudprinciperna för geologisk slutförvaring av kärnavfall är att avfallet ska isoleras från livsmiljön så länge som möjligt och att människan ska hindras från att komma in i slutförvaringsanläggningen. Detta påverkar slutförvaringens djup och tekniska barriärer. Med barriärer får vi till stånd en isolering från störningar i miljön kring markytan och det tar längre eller går långsammare för de radioaktiva ämnena att nå markytan, om isoleringen går sönder. Människans möjlighet att göra intrång är även mindre i en djup slutförvaring jämfört med en slutförvaring som ligger nära ytan eller i ett lager.

Syftet med isoleringen är att farligheten hos det radioaktiva kärnavfallet (radioaktiviteten) ska minska under slutförvaringen till en nivå som är obetydlig med tanke på livsmiljöns säkerhet. Längden på denna tidsperiod beror på kärnavfallets egenskaper. I praktiken varierar tidsperioderna enligt avfallstyp från några hundra år till hundratusentals år. Aktiviteten hos använt kärnbränsle minskar till exempel snabbt i början, men uppnår en aktivitetsnivå som kan jämföras med uranmalm först efter en mycket lång tid. Vid slutförvaring nära markytan av mycket lågaktivt kärnavfall som redan från början har en mycket låg aktivitetsnivå tar det några hundra år att uppnå en obetydlig nivå.

Slutförvaringens säkerhet bygger på ett flertal barriärer som hindrar avfallet från att läcka ut

Säkerheten för slutförvaring av kärnavfall på lång sikt (långsiktig säkerhet) bygger på barriärer som kompletterar varandra. Vid slutförvaring enligt den s.k. principen om multibarriärer får en eller flera barriärer som inte fungerar inte utgöra en fara för slutförvaringens säkerhet. Barriärerna består av naturliga barriärer (berggrund) och tekniska barriärer.

Radioaktivt kärnavfall hanteras, förpackas och slutförvaras noggrant. Till exempel vid slutförvaring av använt kärnbränsle stängs kärnbränslet in i en tät kapsel av koppar som placeras i ett över 400 meter djupt hål i berggrunden som fyllts ut med bentonitlera.

Slutförvaringskapselns uppgift är att hålla de radioaktiva ämnena inne i kapseln så länge som möjligt. Syftet med bentonitbufferten som omger kapseln är att fördröja grundvattnet från att komma i kontakt med kopparkapseln och å andra sidan förhindra radioaktiva ämnen från att nå berggrunden vid läckage. Bentonitbufferten skyddar även kapseln mot klippförskjutningar.

Utfyllnadsmaterialets uppgift är att hålla bentonitbufferten som omger slutförvaringskapslarna på plats. Med hjälp av utfyllnadsmaterialet bevaras även utrymmenas mekaniska stabilitet och de utsprängda utrymmena förhindras från att förvandlas till flödesrutter för grundvattnet.

Berggrunden bromsar spridningen av radioaktiva ämnen i livsmiljön eftersom det sker ett litet grundvattenflöde i bergssprickorna och de radioaktiva ämnena fångas upp av sprickorna och ojämna ytor i berget.

Barriärernas kvalitet säkerställs genom höga kvalitetskrav på tillverkningen av dem och omfattande kontroller. Vid byggandet av en slutförvaringsanläggning strävar man efter att bevara berggrundens förhållanden gynnsamma med tanke på säkerheten. Höga kvalitetskrav ställs även på bergbyggandet.

Påvisande av den långsiktiga säkerheten

Med långsiktig säkerhet avses säkerheten under perioden efter stängningen av en slutförvaringsanläggning. I samband med bedömningen av den långsiktiga säkerheten granskas bl.a. tillräckligheten hos planeringen av barriärerna, betydelsen av de osäkerhetsmoment som ingår i slutförvaringslösningen samt olika framtida utvecklingsförlopp (scenarion).

Slutförvaringsanläggningens långsiktiga säkerhet och tillförlitligheten hos de bedömningar som gjorts av säkerheten säkerställs genom analyser av teknikvetenskapligt material, observationer, prover, tester och andra bevis. Slutförvaringens eventuella strålningseffekter beräknas med hjälp av en säkerhetsanalys. Resultaten av säkerhetsanalysen jämförs med säkerhetskraven för bedömningen av den långsiktiga säkerheten.

En bedömning av de framtida strålningsrisker som slutförvaringen medför görs med säkerhetsanalyser som bygger på olika scenarion. Scenarierna beskriver eventuella utvecklingsförlopp i framtiden, såsom istider eller klippförskjutningar, som skulle kunna orsaka utsläpp av radioaktiva ämnen. I analyserna görs pessimistiska antaganden för att kompensera för de osäkerhetsmoment som hör ihop med den framtida utvecklingen.

När vi talar om riktigt långa tidsperioder (miljontals år) kommer slutförvaringsanläggningens tekniska barriärer till sist att förlora sin funktionsduglighet. I slutförvaringslösningen strävar man efter att de radioaktiva ämnen som finns kvar då inte längre ska utgöra någon fara för människorna som bor i området.

I bedömningen av den långsiktiga säkerheten för slutförvaringen av använt kärnbränsle måste säkerheten bedömas som en helhet. I den ingår den långsiktiga funktionsförmågan hos barriärerna i slutförvaringssystemet, fördröjningen av frigörandet av radioaktiva ämnen samt doskalkyleringen i ljuset av olika framtida utvecklingsscenarion. Alla framtidsgranskningar innehåller oundvikligen osäkerhetsmoment eftersom framtiden inte går att förutspå. I samband med bedömningen av säkerheten måste man bilda sig en uppfattning om de osäkerheter som är förknippade med helheten och utifrån den bilda sig en uppfattning om riskerna. När beslut om slutförvaringens säkerhet och acceptabilitet fattas måste riskerna ligga på en godtagbar nivå.

De säkerhetsbestämmelser som Strålsäkerhetscentralen har fastställt kräver att de tekniska barriärerna mot läckage vid slutförvaring av använt kärnbränsle ska hindra läckage av radioaktiva ämnen i berggrunden under minst 10 000 år. Efter det har radioaktiviteten hos det använda bränslet minskat betydligt. Motsvarande krav för kortvarigt låg- och medelaktivt avfall är 500 år.

Strålsäkerhetscentralen gör en bedömning av materialet som slutförvaringen gäller och slutförvaringens motivering för den långsiktiga säkerheten under de olika skedena i ansökan om tillstånd. För den långsiktiga säkerhetens del ser Strålsäkerhetscentralen framför allt till det arbete som görs för att påvisa slutförvaringssystemets funktionsduglighet, arbetet med scenarion och säkerhetsanalyser samt deras överensstämmelse med kraven samt i sista hand påvisandet av den långsiktiga säkerheten och tillförlitligheten hos säkerhetsmotiveringen.

För säkerheten vid slutförvaring gäller Strålsäkerhetscentralens föreskrift (STUK Y/4/2018). Mer detaljerade föreskrifter om hanteringen av kärnavfall ingår i Strålsäkerhetscentralens YVL-direktiv.