Finland bygger världens första kyrkogård för kärnavfall

Det är svårt att förhålla sig till en tidsrymd på 100 000 år, men det är ungefär lika lång tid sedan som vår egen människoart vandrade upp genom Europa och träffade på neandertalarna.

När slutförvaringen av det använda kärnbränslet påbörjas 2024 eller 2025, visar Finland vägen för världens 32 kärnkraftproducerande länder.

För första gången har ett land tagit ansvar för att lösa sitt problem med kärnavfall, så att det inte bara samlas på hög till framtida generationer.

Dagens kärnavfallsförvar är inte säkra

Avfallsproblemet har varit känt sedan de första kärnkraftverken togs i bruk på 1950-talet, men hittills har ingen annan hittat någon slutgiltig lösning.

Farligt kärnavfall förvaras alltså bara i tillfälliga förvar. Det mesta ligger i vattenbassänger på kärnkraftverken. Och trots att flera länder har haft för avsikt att begrava avfallet i berggrunden, så har protester mot placeringen av kyrkogårdarna för kärnavfall lagt krokben för projekten.

Slutförvaret i Onkalo planeras hållas öppet i hundra år och 3 300 containrar med 6 550 ton använda bränslestavar ska skickas ned i berggrunden.

Planen är att utvidga kyrkogården i etapper, så att den exempelvis vart tionde år får nya deponeringstunnlar som kan ta emot avfallet från nästa årtionde.

Sverige ligger inte långt efter Finland och i januari gav regeringen grönt ljus för ett slutförvar för landets kärnavfall en halv kilometer ned i urberget vid Forsmark, som ska stå klart på 2030-talet.

Metoderna är i stort sett desamma som i Onkalo, och de båda länderna har haft ett nära samarbete kring utvecklingen nödvändiga tekniker.

När slutförvaringen i Onkalo har använts i hundra år, ska kyrkogårdens alla tunnlar och schakt fyllas igen med lera och anläggningen på marknivå rengöras och rivas. Efter det slipper finländarna att tänka mer på det begravda kärnavfallet.

Robotar hanterar avfallet

Just nu testar Finland det system som ska packa in kärnavfallet ordentligt och placera det i slutförvaret.

Färden ned till kyrkogården börjar i inkapslingsfabriken på marknivå, i ett rum med väggar av rostfritt stål, omgivna av 1,3 meter tjocka betongväggar som bromsar strålningen.

Där suger robotar bort överflödigt vatten från lagerbassängen från bränslestavarna och lägger dem i en ram av gjutjärn, som placeras i en rostfri kopparcontainer.

När containern har förslutits är den klar att åka hiss 430 meter ned i berggrunden. Där tar ett robotfordon emot den och transporterar den vidare ut i en av deponeringstunnlarna.

Fordonet tippar ned den fem meter långa containern i ett hål, som i förväg har fodrats med lera av typen bentonit. När containern är på plats används samma material till att försegla hålet.

Bränslestavarna i kopparsarkofagen har nu hittat sin sista viloplats och ett annat robotfordon fyller på mer lera över graven i deponeringstunneln.

Under försöken värms testcontainrarna upp med el inifrån för att simulera den radioaktiva värmen medan 500 sensorer i och runt graven övervakar containrarna, borrhålen, bentonitleran och det omgivande urberget.

Försöken utförs av företaget Posiva, som ansvarar för hela slutförvaret, och testet är det sista steget av flera årtiondens grundliga undersökningar.

Det första steget var att hämta upp borrkärnor av gnejs från urberget. Analyser av kärnorna visade som väntat att berget är mekaniskt stabilt och näst intill ogenomträngligt för vatten. Därefter påbörjades arbetet med att spränga och borra ut själva tunnelsystemet.

Även om urberget i allmänhet är mycket tätt, så finns det ändå sprickor på sina håll i berget genom vilka grundvattnet kan tränga fram. Därför kontrolleras varje deponeringshål noga. Hittas den minsta lilla spricka, så används inte det hålet.

Kistan är tillräckligt säker i sig själv

När det högaktiva avfallet väl är på plats i förvaret, ska tre barriärer säkerställa att radioaktiviteten inte kan förorena miljön på marknivå de närmaste 100 000 åren.

Den första barriären är själv kopparcontainern. Enligt Posivas beräkningar är dess fem centimeter tjocka väggar tillräckliga säkra för innesluta de radioaktiva ämnena under minst 100 000 år.

Nästa barriär är bentonitleran runt containern och den sista är de 430 meter berg, som eventuellt förorenat grundvatten måste forcera för att nå hela vägen upp till markytan.

Den finska strålningsmyndigheten Stuk har gjort omfattande undersökningar av berggrunden och simuleringar av hur grundvattnet kan strömma under olika förhållanden.

Slutsatsen är att människor som i framtiden hämtar dricksvatten från djupa brunnar i värsta fall kommer att utsättas för strålning som ligger en bra bit under de rådande gränsvärdena – just därför att det skulle ta vattnet mycket lång tid att nå så högt upp i berglagren.

Den långa tidshorisonten på 100 000 år innebär att slutförvaret måste kunna stå emot omvälvande klimatförändringar. Även det har Posiva och myndigheterna tagit med i beräkningen.

En fortsatt global uppvärmning kan exempelvis medföra att vattenståndet i oceanerna stiger så mycket att Onkalo täcks av hav i årtusenden. Enligt Posiva ska de tre barriärerna även skydda slutförvaret mot saltvatten, som annars hade hotat att bryta ned kopparcontainrarna.

Det motsatta scenariot, nämligen nästa istid, kan också påverka förvarets omgivningar. Under den senaste istiden var Skandinavien täckt av ett tre kilometer tjockt istäcke och när isen drog sig tillbaka för 11 000 år sedan, så lyftes urberget, vilket utlöste jordbävningar. Detta kan upprepas i slutet av nästa istid.

Jordbävningarna kommer sannolikt att uppstå längs de sprickor i berggrunden, som uppstod under slutet av den senaste istiden. Därför har Posiva för säkerhets skull placerat Onkalo mitt emellan två parallella sprickor med 800 meters avstånd för att minimera risken.

Öppenhet gav uppbackning

Placeringen av en kyrkogård för kärnavfall medför stora tekniska utmaningar, men det svåraste är troligen att få lokalt stöd för slutförvaret.

I Finland och Sverige har myndigheterna fört en grundlig dialog med befolkningen närliggande samhällen samt gett kommunalråden vetorätt om de inte ville ha slutförvaret så nära. Dessutom är alla relevanta forskningsrapporter fritt tillgängliga och kan laddas ned gratis.

Denna öppna strategi kan förhoppningsvis att inspirera andra länder, så att vi får en global lösning på atomålderns avfallsproblem i stället för att lämna kvar det till kommande generationer.

Om våra avlägsna ättlingar om 100 000 år skulle få för sig att borra sig ned till slutförvaret, kommer de säkert att undra över den märkliga kyrkogården, där tusentals cylinderformade sarkofager av koppar har begravts i raka linjer med tio meters mellanrum.

Först när de öppnar kistorna kommer framtidens arkeologer att inse att platsen varken har haft någon religiös eller ceremoniell betydelse – utan bara är en soptipp för en energiteknik som vid den tiden kommer att tyckas hopplöst föråldrad.