SE433150B - Slutforvaringsdepa for radioaktivt avfall - Google Patents

Description

10 l5 20 25 30 315 40 ?81.1-942-7 material såsom glas, keramik, bitumen, plast och hydrauliska bindemedel. Utöver detta tillslutes förvaríngskamrarna med salt och hydrauliska bindemedel och utfylles mellanrummen mellan av- fallsfaten med krossat salt. I urborrningar placerat avfall skall skyddas genom kroppar av olika material såsom salt, cement ellerbitumen. I samtliga dessa fall räknar man emellertid vid den såsom "antaget maximalt haveri" (AMH), dvs dimensionerande haveri, antagna vatteninträngningen med att det sker en direkt kontakt mellan en del av eller allt lagrat avfall och inträngande vattenlösningar. Man räknar med att en bråkdel av den inlagrade radioaktiviteten urlakas och genom konvektion och diffusion fördelas över ett mer eller mindre stort område i hålrummen under jord. Under ogynnsamma förutsättningar kan icke uteslutas att en del av de kontaminerade saltlösningarna efter mer eller mindre lång tid kommer i beröring med det på mindre djup befint- liga grundvattnet. I detta fall skulle slutförvaringens målsätt- ning ifrågasättas och äventyras nämligen att radioaktivitetena under lång tid framöver tillförlitligt skall avslutas från biosfären.

För förvaring av högradioaktivt, värmealstrande avfall har anordnats enkom för detta ändamål framställda slutförvarings- depåer, vilka till sin form i princip liknar konventionella gruvor. Det högradioaktiva avfallet omfattar ungefär 99% av den till slutförvaring kommande aktiviteten. Det i en glasmatris insmälta avfallet skall förpackas i ädelstålbehållare och slutförvaras i borrhål.

Hittills har emellertid inga åtgärder blivit kända, vilka under eller efter driftsfasen med säkerhet kan skydda avfallet mot kontakt med vatten. I de hittills framlagda förslagen sker slutförvaringsnivâns anslutning horisontellt och direkt till de vertikala schakten från markytan via en fältort på samma djup. \ Vidare räknar man med möjligheten att slutförvaringsdepân under eller efter driftsfasen fylles med vatten, även om denna händelse antas med en synnerligen ringa sannolikhet. Den i hittillsvarande förslag planerade, direkta horisontella anslutningen av slutför- varingsorten till vertikala schakt från markytan skulle underlätta spridning av radioaktivitet genom konvektion.

Man kan anta att vatteninträngning - om över huvud taget - sker i grundvattenförande täckskikt via ett schaktrör. Detta schaktrör anses allmänt som slutförvaringsdepåns mest utsatta 10 15 20 25 30 35 40 3 '78119142-7 del, eftersom här på kortaste väg grundvattenledare och den geologiska lagerformationen, t.ex. stensalt, genomtränges av schaktröret, varför även i framtiden en under längsta möjliga tid fullkomligt vattentät schaktutformning 1 detta omrâde bör ägnas allra största uppmärksamhet. Skulle ändå uppkomma vatten- inträngning, skulle vattnet rinna till schaktets djupaste punkt och därifrån sprida sig till de horisontellt avgrenade lager- orterna eller lagersträckorna. Genom det högradioaktiva avfallets -värmealstring upphettas berget lokalt. Den under hydrostatiskt tryck stående saltlösningen skulle kunna tränga in i lagerborrhålen, angripa de heta avfallskokillerna och urlaka radioaktivitet.

Genom de höga temperaturerna skulle även mycket kraftiga konvek- tionsströmningar kunna uppkomma i de vertikala borrhâlen.

Genom densitetsskillnader sprider sig sedan den urlakbara aktiviteten inom kort tid över slutförvaringsdepåns hela hori- sontella del. Till följd av saltlösningarnas högre temperatur i slutförvaringsdepâns lägsta del, kommer en transport av radio- aktiva nuklider även att kunna äga rum i vertikal riktning i slutförvaringsdepåns schaktrör. Sålunda måste befaras att spridningen slutligen sker ända till vatteninträngningsställets nivå och därmed till grundvattnet. Aktiva motåtgärder för att skydda det lagrade avfallet mot kontakt med saltlösningar har enligt hittillsvarande utvecklingen ännu icke föreslagits och är heller inte tänkbara vid slutförvaringsdepåns utformning i konventionell form.

Uppfinningen har till uppgift att på sådant sätt utföra en slutförvaringsdepå för hög-, medel- eller lågaktivt avfall, att detta avfall säkert, lângfristigt och automatiskt skyddas mot kontakt med vatten, varvid dessutom en möjlighet skall finnas att från ovan jord stoppa eller avstänga utbredningen av vattnet till områden utanför det direkta vatteninträngningsstället.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen därigenom, att slutförvaringsorten för slutförvaring av avfallet ligger på en nivå med tillräckligt avstånd ovanför en till schaktet ledande förbindningsorts nivå samt att slutförvaringsorten är för- bunden med förbindningsorten till denna via minst ett från förbindningsorten till slutförvaringsorten uppâtstigande, ej vattenfyllbart blindschakt eller en uppstigande stigort.

En vidareutveckling av uppfinningen föreslår att förbind- ningsorten mellan två schakt är utformad som en svacka. Speciellt fördelaktigt är det att i lagersträckan via tryckledningar kunna inleda gas vid risktillbud. 10 15 20 25 3o_ ss' 40 7211942-7 Uppfinningen medger således genom en lämplig utformning av slutförvaringsdepån en säker avskärmning av det lagrade avfallet mot kontakt med vatten eller saltlösningar. Därutöver är extra aktiva motåtgärder möjliga, som hindrar spridning av vätskan från schaktområdet till hâlrummen under jord och man kan t.o.m. åter få ut eventuellt inträngt vatten. Skulle en vatteninträngning ske från andra bergsområden än direkt i schaktet, vilket vid motsvarande, sprickfria säkerhetszoner kring den egentliga slutförvaringsdepån kan antagas med avsevärt lägre sannolikhet än vatteninträngning genom schaktröret, är det enligt uppfin- ningen möjligt att även i detta fall avstänga stora delar av slutförvaringsdepån mot inträngande vätskor. Detta sker på det sättet, att hela slutförvaringsfältet uppdelas i separata dellager, vilka inbördes inte står i förbindelse med varandra genom horisontella orter med samma nivå.

Uppfinningen skall nu närmare förklaras i anslutning till ett på bifogade ritning âtergivet schematiskt utföringsexempel.

Såsom framgår av figuren sträcker sig för kommunikation med slutförvaringsdepån 10 erforderliga vertikala schakt 4, 7 avsevärt djupare än förvaringsnivån ll i den egentliga slutför- varingsorten 2 och uppvisar ett tillräckligt säkerhetsavstånd från förvaringsortens 2 slutförvaringshål. I fall av antaget maximalt haveri (AMH) kan i den för slutförvaring av högradio- aktivt avfall använda slutförvaringsdelen l av slutförvarings- depån 10 alstras en luftkudde, som står under vattenpelarens hydrostatiska tryck. Därigenom säkerställes att vattenmassorna l2, l3, 14 inte får direkt tillträde till förvaringsdelen ll Stensaltformationer under jord är enligt gjorda erfarenheter ogenomsläppliga för gaser.

De för slutförvaringsdepån 10 erforderliga vertikala schakten 4, 7 drivas ett visst avstånd (ca 200 m) längre ned än den.egentliga slutförvaringsorten 2 för"det högradioaktiva, ' värmealstrande avfallet. Efter det att dessa vertikala schakt 4, 7 drivits ned till ca l0G0 meters djup, drives fickorter och horisontella förbindningssträckor 3. Den egentliga slutförvarings- delen l anlägges ca 200-300 meter ovanför nivån l5 och är endast genom stigorter och/eller blindschakt 5,6 förbunden med de lägre belägna förbindningssträckorna 3 eller 16. I fall av vatteninträngning stiger vattnet 12, 13, 14 först i gruvans undre delar och komprimerar den i orterna l, 5 och 6 befintliga 10 15 20 25 30 35 40 '7811942-7 luften till vattenpelarens hydrostatiska tryck.

Den för undanhållande av inträngt vatten 12, 13, 14 erfor- derliga extra luftmängden kan via i schakten 4 och 7 eller orterna 3 och 16 förlagda rörledningar 9 via ovan jord anordnade (ej närmare återgivna) kompressorstationer inpressas i slutför- varingsdelen 1.

Genom att införa en gas förhindras direkt kontakt mellan i slutförvaringsdepån 10 inträngt vatten 12 - 14 och det radioaktiva avfallet. Möjligheten till urlakning och därpå följande spridning av radioaktivitet förhindras tillförlitligt och för lång tid framöver.

Såsom streckat återgivits i figuren, kan förbindningsorterna 3 utföras så, att en eller flera därav bildar en förbindningsort 16 med en svacka 8. Denna utformning medför fördelen att med säkerhet förhindras att t.ex. vid kraftig vatteninträngning vattnet genast stiger upp i stigorten 5 resp. blindschaktet 6.

Medelst svackan 8 uppnås således att denna fylles först och att luften (gas) i slutförvaringsdelen 1 resp. stigorten 5 och blindschaktet 6 finns kvar under viss tid innan vattnet 13 även spärrar dessa.

Under mellantiden kan under jord arbetande personal alltid lämna slutförvaringsdepån via en av de horisontella förbindningssträckorna.

Såsom återgivits med streckade linjer i figuren, kan från stigorten 5 eller blindschaktet 6 anordnas ytterligare hålrum 17, vilka i fall av mycket snabb vatteninträngning först upptar vattenmassorna. Den ur dessa extra rum undanträngda luften viker undan till slutförvaringsdelen l och komprimeras där. Pâ detta sätt kommer även om samtliga kompressorer ovan jord mankerar, förvaringsdelen l icke att vattenfyllas.

Förutom denna fördel erbjuder sig även andra tekniska möjligheter för långfristig säkring av slutförvaringsdepån 10, vilka vid hittills diskuterade utföringsformer av slutförvarings- depån inte varit möjliga. Genom förtänksamt inbyggda rörled- ningar 9, vilka vid normal drift kan utnyttjas såsom kyl-, friskluft- och materialtransportledningar, kan i den under förhöjt tryck stående luftvolymen inpumpas trögflytande utfyll- nadsmassor, vilka så småningom stelnar och till sist leder till en med fast material tätt förseglad slutförvaringsdepå 10 även efter oförutsedd vatteninträngning. avs119u2-7 6 För afit minska luftvolymen i slutförvaringsnivân ll kan slutförvaringsdelen l i förekommande fall ytterligare fyllas med svagt eller medelradioáktivt avfall, t.ex. i fat.

Claims (4)

10 l5 20 25 7 78119112-7 PATENTKRAV

1. Slutförvaringsdepà (10) för radioaktivt avfall i en saltstock eller någon ekvivalent geologisk forma- tion, varvid avfallet placeras i lagringsdugliga avskärm- ningsbehällare och förvaras i en slutförvaringsort (1) i saltstocken eller formationen, varvid slutförvarings- orten (1) kan näs via minst ett schakt (4, 7), k ä n - n e t e c k n a d därav, att slutförvaringsorten (1) för slutförvaring av avfallet ligger på en nivå (11) med tillräckligt avstånd ovanför en till schaktet (4, 7) le- dande förbindningsorts nivå (15) samt att slutförvarings- orten (1) är förbunden med förbindningsorten (3) till denna via minst ett från förbindningsorten (3) till slut- förvaringsorten (1) uppàtstigande, ej vattenfyllbart blindschakt (6) eller en uppstigande stigort (5).

2. Slutsförvaringsdepå enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a d mellan två till jordytan ledande schakt (4 och 7) är därav, att förbindningsorten (3) utförd som en svacka (8).

3. Slutförvaringsdepå enligt krav 1 och 2, k ä n - n e t e c k n a t därav, att slutförvaringsorten (1) för upptagande av avfallet (2) via trycklodningar (9) kan tillföras en gas.

4. Slutförvaringsdepå enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att slutförvaringsor- ten (1), den uppstigande stigorten (5) och/eller blind- schaktet (6) helt eller delvis vid driftsstopp eller vatteninträngning är från ovan jord säkert försegerings- bara med lämpligt material genom i förväg utlagda rör- ledningar (9).