Med naturen som laboratorium

SKB har valt att bygga slutförvaret av material som till en del finns naturligt i jordskorpan. Med naturens hjälp studerar vi hur dessa förändras med tiden.

Kärnbränsleförvaret kommer att utrustas med både livrem och hängslen. Ett system av tre barriärer ska tillsammans hindra de radioaktiva ämnena i det använda bränslet från att komma upp till ytan.

Närmast bränslet finns kopparkapseln. Dess uppgift är att isolera bränslet från omgivningen. Så länge kapseln är tät kan inga radioaktiva ämnen komma ut.

Runt kapseln finns ett lager av bentonitlera. Lagret kallas buffert, eftersom det skyddar kapseln från mindre rörelser i berget. Samtidigt fungerar leran som ett filter. Den hindrar skadliga ämnen i grundvattnet från att ta sig in till kapseln. Om kapseln, trots allt, skulle bli otät fastnar huvuddelen av de radioaktiva ämnena i bentoniten.

Kärnbränsleförvaret ska klara myndigheternas säkerhetskrav i minst 100 000 år. Så säger lagen. Men vad händer med en kopparkapsel när den förvaras i lera under flera tiotusentals år? Och vad händer med leran?

Likheter hjälper oss förstå

De oerhört långa tidsperioderna gör det omöjligt för oss att undersöka detta i laboratorium. I stället får vi studera företeelser i naturen som skett för mycket länge sedan.

Genom att använda naturen som laboratorium och studera hur materialen påverkas av sin omgivning får vi kunskap om hur koppar, bentonitlera, berg och urandioxid (som det använda bränslet huvudsakligen består av) beter sig under olika förhållanden och tidsperioder. Ibland kan vissa arkeologiska fynd också ge motsvarande information.

När vi finner analogier (likheter) mellan olika fenomen är de till stor hjälp för att förstå hur slutförvaret kan komma att påverkas under långa tidsperioder. En naturlig analogi får aldrig uppfattas som ett bevis för hur förvaret kommer att fungera. Däremot är den en stor hjälp för att vi ska förstå olika fenomen som kan uppstå.

De naturliga analogierna gör det möjligt för oss att pröva i vilken mån de beräkningsmodeller, som vi använder i våra säkerhetsanalyser, stämmer överens med verkligheten. Ett exempel är våra modeller för att beräkna lösligheten för olika radioaktiva ämnen i grundvattnet.

Otydliga gränsvärden största bristen

Analogiernas kanske största brist är deras otydliga kemiska och fysikaliska gränsvärden. Med det menas att vi inte vet exakt hur miljön har förändrats över tiden på den plats där de en gång bildades. Arkeologiska fynd är också behäftade med osäkerheter när det gäller i vilket skick de befann sig i när de hamnade på platsen och ibland även hur de hanterats efter att de hittades.

För att komma tillrätta med detta har man försökt integrera undersökningarna av naturliga analogier med experiment både i laboratorium och i fält. I laboratorieförsöken används prover från den naturliga analogin (eller det arkeologiska fyndet) och fältförsöken görs i eller i omedelbar anslutning till analogin.

Vi har även studerat ännu en kategori av naturliga analogier – klimatanalogier. Den grönländska inlandsisen har undersökts på plats för att vi ska lära oss mer om hur en istid påverkar främst vattenomsättningen i berget och på ytan i Forsmark. På Grönland undersökte SKB även hur permafrosten påverkar hur olika ämnen omfördelas i naturen.