”Sensorerna ska känna av små rörelser i berget”

2019-02-05

Hallå där, Björn Lund, geovetare, som testar sensorer för övervakning av slutförvar för använt kärnbränsle i Forsmark: Du arbetar inom det svenska nationella seismiska nätet, SNSN, som drivs av institutionen för geovetenskaper och som har ett samarbete med Svensk Kärnbränslehantering, SKB – vad handlar ert projekt om?

 – SKB är väldigt intresserade av att få veta var vi har jordbävningar i Sverige, hur de beter sig och vad som orsakar dem. De kommer att ansvara för övervakningen av slutförvaret av kärnbränsle, och vill ju vara säkra på att om det till exempel skulle inträffa ett jordskalv så har man god koll på det.

– Just det här specifika uppdraget handlar om att designa ett nätverk av sensorer som är så känsligt som möjligt så att man kan plocka upp väldigt små rörelser i berget, kanske ner mot –2 till  –3 i magnitud på Richterskalan. Det rör sig om bråkdelar av millimeters rörelser på sprickor som är några tiotals meter i diameter. Det här ställer stora krav på både vilken utrustning man väljer, hur den utrustningen fungerar och vilket analyssystem man använder sig av.

Hur ser det här sensornätverket ut?

Borrhålssensor.

– Borrhålssensorerna ser ut som en stålcylinder på mellan 5 och 7 centimeter i diameter och upp till en meter lång. De gjuter man fast i cement i borrhål i berget, där sensorerna känner av och mäter rörelser eller skakningar i bergmassan. Sen har man utrustning på ytan som spelar in data och skickar det vidare till en datacentral där man analyserar datan och ser om något har hänt.

– Under det här året ska vi börja själva designfasen och bestämma var mätstationerna ska vara och hur djupt de ska sitta, jag kan tänka mig att vi hamnar med några mätstationer på markytan och sen några ner till 100 – 200 meters djup.

Vilka är utmaningarna i det här projektet?

– Det som är lite besvärligt från min synvinkel som seismolog är att det ligger tre stora kärnkraftverk precis bredvid det tänkta förvaret, vilket gör att det blir mycket brus i berget. Det beror på roterande turbiner och generatorer och annan utrustning som alstrar vibrationer som fortplantar sig ner i berget. Sen går det högspänningsledningar därifrån som gör att vi registrerar 50 Hertz brus i våra sensorer. Därför är det en väldig utmaning att försöka sortera bort bruset och hitta de här små rörelserna i bergmassan, om det nu blir några.

Sensor i ett grunt hål i ett berg.

– Annars får det gärna bli lite rörelser under byggfasen som sen upphör när man försluter förvaret. För om vi får lite rörelser får vi information om var det exempelvis inte är bra att placera de här kapslarna med kärnbränsle. Dessutom kan vi få reda på möjliga vägar för grundvattenrörelser senare när förvaret försluts. För sprickor som rör sig är ofta sådana sprickor där grundvattnet kan cirkulera.

Hur troligt är det att det kan uppstå rörelser eller till och med jordskalv i det här området runt Forsmark?

– Vi vet att det historiskt sett är mycket få naturliga jordskalv i Norduppland. Men erfarenheterna från svenska underjordsgruvor som i Kiruna eller på närmare håll i Dannemora visar att man kan få sprickrörelser när man tar ut stora mängder berg från djupt ner i marken. Eftersom spänningarna ökar ju djupare ner man går ökar också risken för rörelser. I flera av gruvorna har man stora problem med inducerade jordskalv, alltså sådana som människan bidrar till.

– Men det är lite annorlunda med slutförvaret vid Forsmark för där kommer SKB att kunna välja hur man tar ut berg. Dessutom gör man modeller för hur man ska lägga tunnlarna i relation till spänningstillståndet för att man ska minimera risken för att det ska bli rörelser i bergmassan och skador på tunnelsystemet.

 När ser du framför dig att sensorsystemet kan sättas igång?

– Vår målsättning är det här ska vara både byggt och i drift upp till ett år innan man börjar bygga slutförvaret. För då kan vi mäta eventuella skillnader på platsen jämfört med när bygget påbörjas. Men tidsplanen förskjuts hela tiden eftersom SKB inte fått klart för byggstart.

– Sen är det just nu en snabb instrumentutveckling inom seismisk övervakning, mycket på grund av olje- och gasindustrin och den här skiffergasutvinningen som bygger på att spräcka berget. Därför har vi sagt att man inte behöver ha bråttom eftersom instrumenten annars hinner åldras. Det vi bygger inom de närmaste åren kommer att hålla förhoppningsvis 20 – 25 år.  När man har ett datum för byggstart ska vi se till att vi är färdiga i tid innan det.

– Och när man väl börjar bygga förvaret så kommer det att stå öppet och ta emot kärnavfall under cirka hundra år innan man försluter det. Så det är väldigt långa tidshorisonter vi talar om för ett sådant här projekt.

FAKTA

Slutförvaret för använt kärnbränsle planeras till strax öster om kärnkraftverken i Forsmark i Östhammars kommun i Uppland. Det använda kärnbränslet ska förvaras i ett tunnelsystem inneslutet i kopparkapslar omgivna av bentonitlera ungefär 500 meter ner i berget. I mars 2011 lämnade Svensk Kärnbränslehantering AB, SKB, in ansökan om tillstånd för att bygga slutförvaret i Forsmark. I januari 2018 biföll Strålsäkerhetsmyndigheten SKB:s ansökan, medan Mark- och miljödomstolen bedömde att ansökan behövde kompletteras. Nu ligger frågan på regeringens bord.


Läs mer:

Svensk Kärnbränslehantering AB

Regeringskansliet

Mer om Björn Lunds forskning vid institutionen för geovetenskaper

Anneli Björkman

Nyheter från institutionen för geovetenskaper