Kärnkraften har nu funnits så pass länge att världens kärnkraftsländer på allvar måste börja planera för slutförvar av sitt högaktiva radioaktiva avfall. I Sveriges fall kommer detta slutförvar att placeras i Forsmark.
I Sverige är det SKB (Svensk kärnbränslehantering AB) som ansvarar för att ta hand om allt radioaktivt avfall från våra kärnkraftverk. SKB, som bildades på 1970-talet av de svenska kärnkraftsföretagen, har redan ett system av fungerande anläggningar för att ta hand om kärnavfall.
De driver bland annat slutförvaringslagret SFR för kortlivat, låg- och medelaktivt radioaktivt avfall i Forsmark och det centrala mellanlagret Clab för högaktivt avfall i form av använt kärnbränsle utanför Oskarshamn. Transporter av det radioaktiva avfallet från kärnkraftverken till respektive lagringsanläggning sköts på ett säkert sätt av det för ändamålet specialkonstruerade fartyget m/s Sigyn.
I SKB:s mellanlager Clab på Simpevarpshalvön intill Oskarshamns kärnkraftverk sänks det förbrukade kärnbränslet ner i två vattenbassänger som befinner sig 30 meter under marken, där det täcks av åtta meter vatten som skärmar av stålningen och kyler ner det heta bränslet. Efter en utbyggnad under 2000-talet har anläggningen en kapacitet på 8 000 ton, varav 5 000 ton för närvarande utnyttjas.
Denna form av mellanlager är på kort sikt en mycket säker lösning och gör dessutom att det högaktiva avfallet får en chans att svalna och minska i radioaktivitet och därmed blir enklare att slutförvara den dag det är dags. Det krävs emellertid konstant övervakning och eftersom förbrukat kärnbränsle är en mycket långlivad form av kärnavfall måste det förr eller senare vidare till ett slutförvar där det kan hållas isolerat från omgivningen under minst 100 000 år även utan aktiv övervakning.
Slutförvar
För att lösa slutförvarsfrågan har man i Sverige, som på många andra håll, valt att använda sig av naturens egen metod, så kallad geologisk deponering, som innebär att avfallet förvaras djupt nere i underjorden. Uranmalm har i naturen på detta vis kunnat ligga begravd i lera några hundra meter ner i berggrunden i över en miljard år utan att ge några spår av radioaktivitet på markytan.
Det finns olika typer av geologisk deponering, till exempel koncepten djupa borrhål, WP-Cave och metoden KBS-3, som SKB valt att använda sig av. KBS-3 bygger på tre separata säkerhetsbarriärer. Det första steget innebär att det använda bränslet kapslas in i tätslutande kopparkapslar, som ser till att bränslet hålls helt inneslutet. Dessa kapslar bäddas sedan in i en buffert av bentonitlera och placeras i urberget på ett djup av ungefär 500 meter. Berget håller bränslet avskilt från den kringliggande miljön och bentonitleran hjälper till genom att skydda kapslarna mot korrosion och rörelser i berget och genom att om en kapsel mot förmodan skulle spricka hindra vatten från att tränga in och radioaktiva ämnen från att tränga ut.
Efter att kärnbränslet deponerats försluts dessutom alla tunnlar och bergrum som grävts ut under arbetets gång med svällande bentonitlera.
Inkapsling
Den första länken i slutförvaret av det använda kärnbränslet, det vill säga inkapslingen, kommer att ske i en inkapslingsanläggning som 2015 ska börja byggas i anslutning till mellanlagret Clab i Oskarshamn.
Den unika tekniken, som utvecklats av SKB i samarbete med universitet, högskolor och tekniska institut, innebär att bränslekutsarna av uranoxid först placeras i en insats av segjärn, som ökar hållfastheten, och sedan kapslas in i ett fem centimeter tjockt yttre hölje av koppar, som försluts med hjälp av en speciell svetsningsmetod kallad friktionssvetsning. Därefter undersöks kapslarna med hjälp av röntgen och ultraljud innan de godkänns och skickas vidare.
Varje kapsel är strax under fem meter lång, drygt en meter i diameter och väger då den är fylld med kärnavfall mellan 25 och 27 ton. Materialet är noga utprovat för att motstå alla former av korrosion och yttre påfrestningar.
Forsmark
Själva slutförvaret för använt bränsle från de svenska kärnkraftverken kommer att förläggas till Forsmark, närmare bestämt i Söderviken i närheten av Forsmarks kärnkraftverk. Valet av Forsmark beror till stor del på att den 1,9 miljarder år gamla berggrunden på den nivå där slutförvaret ska ligga är relativt torr och har få sprickor.
Från byggnaderna ovan mark, placerade i Forsmarks industriområde, kommer en fem kilometer lång, spiralformad ramp att leda ner till förvaringsnivån på cirka 500 meters djup. Byggandet ska enligt SKB:s planer påbörjas under 2015, vara färdigt att tas i bruk under 2020-talet och vara fullt utbyggt omkring 2070. Totalt kommer då runt 2,3 miljoner kubikmeter berg att ha forslats undan för att bilda ett ungefär fyra kvadratkilometer stort underjordiskt system med uppåt sex mil tunnlar. Lagret kommer att rymma cirka 12 000 ton högaktivt avfall i sammanlagt 6 000 kopparkapslar.
Från och med att slutförvaret tas i bruk tills att det är fullt kommer med andra ord planering och sprängning av nya tunnlar att ske parallellt med deponering av kärnbränsle i de färdiga tunnlarna. Då den är i drift kommer anläggningen att ha ungefär 250 anställda, varav hälften jobbar ovan jord och hälften under jord. Deponeringen kommer att utföras med hjälp av specialbyggda maskiner som kan fjärrstyras med stor precision.
Lång framförhållning
Platsen för det framtida slutförvaret har studerats noga för att bedöma dess lämplighet, både nu och i det långa loppet. Bland annat har 25 provborrningar genomförts och omfattande mätningar har gjorts på borrkärnor och borrhål, varav 19 är över 500 meter djupa. Instrument placerades också ut för att mäta grundvattnets kemiska sammansättning och dess vägar genom berget.
På grund av det långa tidsperspektiv det handlar om har man på SKB till och med tagit hänsyn till hur långt ner i marken permafrosten kan komma att nå under nästa istid. Simuleringar visar att de övre delarna av förvaret, ner till som mest 250 meter, skulle frysa, men att kapslarnas säkerhet inte skulle äventyras då permafrosten även under värsta tänkbara klimatförhållanden aldrig kan nå så djupt ner som till den nivå där de kommer att förvaras. Inte heller de förändringar i grundvattnets flöde och salthalt som uppstår i samband med permafrost kommer att påverka kärnbränsleförvarets säkerhet.
Prövning av ansökan
Den 16 mars i år ansökte SKB om de tillstånd som krävs för att de ska få bygga slutförvaret för använt kärnbränsle i Forsmark och inkapslingsanläggningen i Oskarshamn. Dessa ansökningar granskas sedan av både Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) och Miljödomstolen i Stockholm.
Miljödomstolen kommer att se till att projektet prövas enligt miljöbalken och att systemets påverkan på miljön är så liten som möjligt. Samtidigt kommer Strålsäkerhetsmyndigheten att kontrollera så att anläggningarnas kärnsäkerhet och strålskydd lever upp till kraven i kärntekniklagen.
Ansökningsprocessen beräknas ta flera år, men under tiden fortsätter SKB med forskning och teknikutveckling.
– En sådan här verksamhet kan aldrig vara helt och fullt färdig. SKB går vidare, fördjupar kunskaperna och putsar på marginalerna, säger Kerstin Blix som leder SKB:s ansökningsarbete.
