Artikel från Linnéuniversitetet

Det radioaktiva avfallet från Sveriges kärnkraftverk måste hållas avskilt från människor i 100 000 år. Lika länge måste kunskapen om dess risker hållas vid liv.

Linnéuniversitetets forskare Henrik Drake och Cornelius Holtorf har båda engagerat sig i slutförvaringen av använt kärnbränsle i mer än ett decennium. Men med helt olika perspektiv. Den ene kartlägger förhållandena nere i berget, den andre utmaningarna som väntar i framtiden.

Henrik Drake är docent i miljövetenskap och väl bekant med det berg som kärnavfallet ska förvaras i lång tid framöver. Som doktorand för 15 år sedan undersökte han berggrunden i Oskarshamns kommun, som tillsammans med Forsmark har varit de två platser som varit aktuella för ett slutförvar. När regeringen 2009 valde att gå vidare med Forsmark fortsatte han med geologiska undersökningar där i stället.

Flygbild över Forsmarks kärnkraftverk. Bild: Anders Sandberg, WikiMedia, CC-BY-2.0

Sverige är det första landet i världen som har beslutat om ett slutgiltigt förvar av använt kärnbränsle. Regeringens beslut den 28 januari i år innebär att det radioaktiva avfallet sannolikt kommer att kapslas in i kopparcylindrar för att sedan begravas djupt ner i berggrunden i Forsmark i Uppland. Avfallet ska förvaras på 500 meters djup i 100 000 år, den tid som uranet måste hållas avskilt från människor på grund av dess radioaktivitet.

Genom åren har Henrik Drake kartlagt sprickbildningar och påverkan från tidigare istider, faktorer som är viktiga för att avgöra hur platsen kan komma att förändra sig över den långa perioden framöver. Frågan om slutförvaring har varit en möjlighet att göra konkret nytta med sina geologiska studier.

– Just nu arbetar vi med ett projekt om vad som händer med uran i berget. Var fastnar till exempel uranet i berget om det skulle bli ett läckage från en kapsel? Vi kommer snart att publicera en ny modell som visar vad som sker i en sådan process. När man kan se att forskningen har en relevans för slutförvaret så blir drivkraften större än om det bara handlar om att titta på vad som har hänt med ett berg, säger Henrik Drake.

Kommunicera riskerna tusentals år framåt i tiden

Kopplingen till slutförvaringen är en helt annan för Cornelius Holtorf, professor i arkeologi och med frågor om kulturarv och framtiden som sitt främsta forskningsområde. För elva år sedan fick han och kollegan Anders Högberg i uppdrag av Svensk kärnbränslehantering, SKB, att undersöka hur kunskap om slutförvaret kan bevaras 100 000 år in i framtiden, så att kommande generationer inte kommer i kontakt med det radioaktiva avfallet av okunskap.

– Den frågan vi framför allt har arbetat med handlar om långtidsminne. Hur kommunicerar man under tusentals år framåt till en människa som inte vet att kärnavfallet fanns men som stöter på någonting och undrar vad det är. Hur skapar man en medvetenhet om att ”här finns det någonting som kan vara farligt”. Det finns en hel del förslag för att uttrycka detta genom skrift och symboler, berättar Cornelius Holtorf.

Lättade över beslutet

Båda uttrycker en viss lättnad över beslutet att gå vidare med slutförvaringen.

– Jag kände bara ”äntligen är det dags”, eftersom jag trodde att beslutet skulle komma redan för 5–10 år sedan, berättar Henrik Drake. För oss som har jobbat med det här har det aldrig setts som ett problem med slutförvar. Det har snarare varit en tävling mellan Oskarshamn och Östhammars kommun att få slutförvaret, vilket är helt annorlunda jämfört med andra länder där ingen vill behöva ta hand om det.

– Beslutet om slutförvaring är viktigt. Det gör användning av kärnkraft mer hållbar i och med att det finns ett klart svar om vad som ska hända med avfallet, tillägger Cornelius Holtorf.

Stillheten 500 meter under marken

Femhundra meter under marken i Forsmark är det som att tiden står stilla. När man talar om förändringar här nere handlar det om tidsperioder över hundratals miljoner år. Henrik Drake beskriver det som en stabil miljö i en stabil period. Förutsättningarna är alltså goda för att hålla kärnavfallet isolerat från omvärlden i 100 000 år, ett ögonblick med geologiska mått.

– Det är viktigt att få reda på när det har varit stora rörelser i jordskorpan för att kunna planera vad som kan komma att ske i själva berget som har betydelse för slutförvaringen. Det vi kan visa är att det är cirka 400 miljoner år sedan de senaste jättestora händelserna ägde rum. Det var när den svenska fjällkedjan bildades.

Pyritkristaller som fällts ut tillsammans med vita kalciumkarbonatkristaller visar mikrobiell aktivitet i ett sprickhålrum i urberget. Bild: Henrik Drake 2018.

Spår av liv i bergssprickorna

Temperaturen är runt 15 grader året om. Det är en kemiskt stabil miljö utan vare sig löst syre eller speciellt mycket näring. Trots det finns det spår av liv i bergssprickorna.

– Detta är bland de mest extrema systemen på jorden sett till energifattighet. Trots det lever organismer där. Man kan likna de här mikroberna vid att de står i viloläge under långa tidsperioder. När det kommer lite organiskt material som har rört sig ner genom bergets sprickor kan de starta upp igen, berättar Henrik Drake.

Läs också: Mikrober kan ha levt djupt ner i urberget i miljarder år

När slutförvaret ska byggas kommer dessa mikrober att väckas till liv igen.

– När man borrar sig ner så kommer det att introducera syre i den underjordiska miljön. Sedan kommer det vara en period då syret reduceras av mikrober och av berget i sig innan det blir syrefritt igen. Den längsta tiden kommer det att vara syrefritt och mörkt och den energi som finns är inte mycket att leva av. Det kommer att sättas i gång lite kemiska reaktioner när man introducerar nya material som kopparkapslar och lera. Det kommer att vara varmt runtom de här kapslarna. I dag finns det inte några varma kärnbränslekapslar på 500 meters djup så miljön kommer att ändras lite.

Sprickzoner fungerar som krockkuddar

Kopparkapslarna kommer att fortsätta avge värme så länge materialet är radioaktivt. En fördel med Forsmark jämfört med Oskarshamn är att berget består av mycket kvarts, ett mineral som effektivt leder värme ut i berget. Därför går det att placera kapslarna nära varandra och spara plats.

Det finns sprickor i berget, men dessa fyller en viktig funktion.

– Forsmark ligger omslutet av flera stora sprickzoner. Det är som en berggrund som ligger och flyter som en tvål mellan sprickzoner. Sprickzonerna fungerar som krockkuddar för slutförvaret genom att fånga upp rörelser i berget, medan förvaret ligger där skyddat från påverkan, förklarar Henrik Drake.

Ny istid kan vara risk för slutförvaret

Målet med slutförvaringen är att placera kärnavfallet i en miljö med så lite aktivitet som möjligt. Viktigast är att kopparkapslarna inte utsätts för vatten eller syre. Då kan de börja rosta och livslängden förkortas drastiskt. Vid en eventuell istid – vi kan vänta oss minst en sådan inom förvaringstiden – riskerar smältvatten att pressas ner i berggrundens sprickor.

– Vi kan se att vid den senaste istiden kom det ner syresatt vatten ungefär tio meter i berget. Det ser ut som en rostig zon de översta 10 till 20 meterna, förklarar Henrik Drake.

I geologiska sammanhang anses 100 000 år vara en relativt kort period och den stabila miljön under Forsmark ger goda förutsättningar för slutförvaring.

– Förvaret kommer att vara en så kort tid jämfört med vad jag kollar på. Berget är ungefär 19 000 gånger äldre än så, säger Henrik Drake.

Människor en större risk än mikrober

Men det finns en annan risk som inte handlar om mikrober eller potentiella istider i framtiden. Om 100 000 år är ett geologiskt ögonblick så rymmer samma tid ofantlig förändring i mänskliga samhällen. Här kommer Cornelius Holtorfs forskning in i bilden.

– Den stora frågan är hur vi hanterar de samhälleliga frågorna i det här. Det är det som ingen har någon lösning på. Vi vet att inom mycket kortare tidsdimensioner så kan allt förändras i grunden. Det är väldigt svårt att förutse hur människor kommer att tänka kring och värdera saker om bara 30 år, säger han.

Kunskapen om kärnavfallet måste hållas levande. Men en föränderlig värld gör det svårt att utforma ett budskap som ska hålla många generationer.

– Det finns ingen anledning att tro att det kommer att fungera att ha ett och samma budskap i 100 000 år framöver. Tvärtom kommer det att behöva förändras snabbt. Om ett par generationer kommer människor ha en annan bild av vad man ska kommunicera kring kärnavfallet. Jag vet inte vad det kommer att vara, men man kan exempelvis tänka sig att det kommer att ses som en resurs i stället för risk.

– Därför måste man skapa ett system som kan förändra sig, genom att låta framtida generationer översätta den här kunskapen till deras värld och göra den till en del av deras kunskap. Det går inte att skapa ett budskap baserat på vår kunskap idag och sedan tro att det är löst i 100 000 år.

Under bara de senaste årtiondena har även i synen på hur kärnavfallet bäst ska kommuniceras till framtida generationer förändrats rejält: från att handla om hur man avskräcker människor från en viss plats med hjälp av ord och symboler, till att sakligt redogöra för platsen och vilka ämnen som finns där, säger Cornelius Holtorf.

– Slutförvaret är ett kulturarv som berättar om hela vår energipolitik sedan andra världskriget, där kärnkraften har utgjort en väldigt viktig del. Men det berättar också om miljörörelsens utveckling: motstånd mot kärnkraft var en viktig del av hur miljörörelsen kom i gång under 70-talet. Hela slutförvaret är en viktig historisk källa för att berätta om en viktig del av vår tid, säger Cornelius Holtorf.

Illustrationen visar den planerade slutförvaringen av kärnbränsle i Forsmark. Bild: Svensk kärnbränslehantering, SKB.

Cornelius Holtorf föreslår att vi ser på slutförvaret som ett kulturarv som måste bevaras till framtida generationer.

Slutförvaringen är ett annorlunda kulturarv

– Slutförvaret är ett negativt kulturarv. Det betyder att det är något som vi vill bevara, inte nödvändigtvis för att det är till nytta för människor, utan ett som vi måste bevara också för att förhindra skada. Det finns många kulturarv som inte är trevliga, men som måste bevaras ändå.

Förra året gav Cornelius Holtorf ut boken Cultural heritage and the future tillsammans med Anders Högberg. Det är en bok om kulturarvens roll i framtiden. På omslaget syns Forsmarks kärnkraftverk och en illustration av det planerade slutförvaret.

Slutförvaret är ett utmärkt exempel för att diskutera bevarande av kulturarv för framtiden, menar han.

– Kärnavfallet är som en katalysator. Alla förstår att vi måste ställa oss frågan hur kunskap om det kan bevaras i 100 000 år framåt.

Värdet av kulturarv omförhandlas över tid

Men i likhet med andra historiska platser och objekt som vi vill bevara kommer dess betydelse att omförhandlas av kommande generationer. Det viktiga är att vi ger våra efterföljare goda möjligheter att skapa sin egen förståelse av slutförvaret. Det kan vi lära oss av att se på andra kulturarv som klarat tidens tand, förklarar Cornelius Holtorf.

– Förutsättningen för bevarande är förändring. Anledningen till att vi har kunskap om pyramiderna och uppskattar dem idag är helt annorlunda än när de byggdes. Om det inte hade förändrats så skulle de inte finnas kvar över huvud taget idag; om de inte blivit en plats för arkeologer och turister och en stolthet för Egypten, så skulle man för länge sedan tagit stenarna och använt dem för andra syften, säger Cornelius Holtorf.

Artikeln var först publicerad på Linnéuniversitetets webb.

Nyhetsbrev med aktuell forskning

Visste du att robotar som ser en i ögonen är lättare att snacka med? Missa ingen ny forskning, prenumerera på vårt nyhetsbrev!

Jag vill prenumerera