Framtidens permafrost hotar slutförvar

Klimatet kommer att bli kallare om flera tusen år. När underjordiska slutförvar för använt kärnbränsle planeras är det därför viktigt att hålla reda på hur djupt permafrosten kommer att nå. Permafrost är tillståndet när tjälen ligger kvar året om.

I både Finland och Sverige planeras slutförvar i form av underjordiska lager på 400-500 meters djup, där kärnbränslet ska placeras i kapslar som omges av bentonitlera. Om marken fryser ända ner dit kommer även leran att frysa. När den sedan smälter riskerar den att spricka, vilket skulle innebära en skada på en av förvarets skyddsbarriärer.

För att veta hur permafrosten kommer att påverka ett slutförvar är det också viktigt att veta när markytan i framtiden kommer att täckas av inlandsis. Ett istäcke på ytan gör nämligen att jordlagren längre ner blir varmare, på så sätt hindras permafrosten att breda ut sig.

I kalkylen för det nya slutförvaret i Olkiluoto har företaget Posiva utgått från ett framtidsscenario som baseras på den senaste istiden och antagandet att området täcktes av inlandsis två gånger under 100 000 år. Ett sådant scenario skulle inte ge permafrosten särskilt lång tid att tränga ner i djupet och nedfrysningen skulle därmed inte nå slutförvaret på 420 meters djup.

Men ny geologisk forskning vid Åbo universitet visar att det är troligt att området bara kommer att täckas av inlandsis en gång under de närmaste 100 000 åren.

- Det ger mer tid för permafrosten att breda ut sig, därför är det mycket sannolikt att permafrosten hinner penetrera djupare än slutförvarets 420 meter, säger professor Matti Räsänen vid Åbo universitet som har lett forskningsarbetet.

Enligt honom kommer klimatet att bli kallare om ungefär 6 000 år och permafrosten kommer att drabba södra Finland om cirka 60 000-90 000 år för att sedan täckas av glaciärer i en ny istid.

I forskningsstudien har för första gången en så kallad sekvensstratigrafisk metod tillämpats i större omfattning för att få en helhetsbild av inlandsisens historia. Den innebär att djupa hål grävs i marken och avlagringar från istäcken studeras och jämförs i ett större område.

- Med metoden har vi visat att tolkningar som gjorts under tidigare årtionden om hur södra Finland blev täckt med inlandsis är felaktiga, säger Matti Räsänen.

Därmed menar han att experterna i slutförvarsprojektet har utgått från bristfälligt geologiskt material.

- Slutförvaringsprojektet för kärnavfall är ett av den tillämpade forskningens mest långverkande miljardprojekt och enbart investeringskostnaderna uppgår till närmare en miljard euro. Resultaten från den grundforskning som nu har gjorts ändrar radikalt utgångspunkterna för att slutförvaringen av Olkiluotos kärnavfall ska lyckas, säger han.

I Sverige planeras ett slutförvar för använt kärnbränsle i Forsmark. Matti Räsänen räknar med att använda den sekvensstratigrafiska metoden även i Sverige för att se hur inlandsisen har täckt området historiskt och hur permafrosten kan påverka området i framtiden.

Följ Ny Teknik på Facebook!

Prenumerera på Ny Tekniks kostnadsfria nyhetsbrev – direkt till din mejl!