KBP1001 Brytning av Prototypförvaret. Lars-Erik Johannesson Pär Grahm. Disposition

Transkript

1 Sidan 1 av 26 KBP1001 Brytning av Prototypförvaret Lars-Erik Johannesson Pär Grahm 1 Disposition Layout och status före brytningen Syfte med försöket och brytningen Organisation Brytning så här långt Korrosion Förväntad utfall vid brytningen 2

2 Sidan 2 av 26 Layout Prototype Repository Den inre sektionen installerades 2011 Den yttre sektionen installerades Layout Prototype Repository Den inre sektionen installerades 2001 Den yttre sektionen installerades 2003 Brytningen av den yttre sektionen startade

3 Sidan 3 av 26 Layout Prototype Repository Table 5. Measured inflow to deposition holes. Dep. Recorded inflow hole litres/minutes. Dh Dh Dh Dh Dh Dh Backfill 30/70 Canister 1.05 m Weight 25 ton Buffer system Na-bentonite Density 2.0 t/m 3 Dry density 1.57 t/m 3 Void ratio m 1 m 1.5 m 4.8 m Levelling bed of concrete 0.5 m 1.05 m Section 1 Section m m 6 m 6 m 6 m 9 m 9 m 6 m 8 m 5 Status Prototype Repository Kapsel 2 ingen effekt, Kapsel 6 med reducerad effekt 6

4 Sidan 4 av 26 Status Prototype Repository Bufferten i de två deponeringshålen är inte vattenmättad Återfyllningen i Sektion II antas vara vattenmättad (höga vattentryck och högt RH uppmätt) 7 Syftet med försöket Prototyp Develop, test and demonstrate appropriate engineering standards and quality assurance methods. Simulate appropriate parts of the repository design and construction processes. Test and demonstrate the integrated function of the final repository components under realistic conditions in full-scale and to compare results with model predictions and assumptions. 8

5 Sidan 5 av 26 Huvudsyftena med brytningen Unikt försök Försök i full skala Alla komponenter i ett riktigt förvar är där Försöket har drivits under en lång period Naturlig bevätning Section 1 Section m 6 m 6 m 6 m 9 m 9 m 6 m 8 m Huvudsyftena med brytningen Genom omfattande provtagning undersöka vatteninnehållet och densiteten hos buffert och återfyllning Undersöka gränsytan mellan buffert/återfyllning och återfyllning/bergyta efter 7 års bevätning. m Section m 6 m 8 m 10

6 Sidan 6 av 26 Huvudsyftena med brytningen Undersöka den yttre pluggen Undersöka kapslarna. Undersöka berget efter brytningen Section m 9 m 6 m 8 m 11 Huvudsyftena med brytningen Studera biologiska och kemiska processer i buffert och återfyllning Studera eventuella förändringar i buffert och återfyllning orsakade av temperaturen och bevätningsprocessen. Studera möjlig korrosion mav kapslarna Section m 6 m 8 m 12

7 Sidan 7 av 26 Organisation Beställare Beställarrådet Projektledare Projektstöd Referensgrupp Brytning Drift Fältarbete Lab.undersökn. Modellering Kapselunders. Givarkontroll Bergunders. Plugg Återfyllnin g Buffert Kapsel 13 Organisation Internationella organisationer involverade i projektet SKB (Sweden) och Posiva (Finland) i sammarbete International intresenter: NWMO (Canada) ANDRA (France) BMWi (Germany) NDA (United Kingdom) NAGRA (Switzerland) NUMO (Japan) 14

8 Sidan 8 av 26 Provtagning av vatten i borrhål i omgivande berg Provtagning av gas och vatten i buffert och återfyllning On-line mätning av korrosionshastighet i Dh 5 Trycksättning av den yttre pluggen Brytning av den yttre pluggen Urgrävning av återfyllningsmaterialet Urgrävning av bufferten i Dh 6 15 Provtagning av gas och vatten i buffert och återfyllning 16

9 Sidan 9 av 26 Provtagning av vatten i borrhål i omgivande berg Provtagning av gas och vatten i buffert och återfyllning On-line mätning av korrosionshastighet i Dh 5 Trycksättning av den yttre pluggen Brytning av den yttre pluggen Urgrävning av återfyllningsmaterialet Urgrävning av bufferten i Dh 6 17 On-line mätningar av korrosionshastighet 18

10 Sidan 10 av 26 Provtagning av vatten i borrhål i omgivande berg Provtagning av gas och vatten i buffert och återfyllning On-line mätning av korrosionshastighet i Dh 5 Trycksättning av den yttre pluggen Brytning av den yttre pluggen Urgrävning av återfyllningsmaterialet Urgrävning av bufferten i Dh 6 19 Trycksättning av den yttre pluggen Retaining wall Cement Compacted bentonite 20

11 Sidan 11 av 26 Trycksättning av den yttre pluggen 0.06 Retaining wall Cement 0.05 Water pressure 1300 kpa Compacted bentonite Out flow (l/min) Time (min) 21 Provtagning av vatten i borrhål i omgivande berg Provtagning av gas och vatten i buffert och återfyllning On-line mätning av korrosionshastighet i Dh 5 Trycksättning av den yttre pluggen Brytning av den yttre pluggen Urgrävning av återfyllningsmaterialet Urgrävning av bufferten i Dh 6 22

12 Sidan 12 av 26 Brytning av den yttre pluggen 23 Brytning av den yttre pluggen 24

13 Sidan 13 av 26 Brytning av den yttre pluggen 25 Brytning av den yttre pluggen 26

14 Sidan 14 av 26 Provtagning av vatten i borrhål i omgivande berg Provtagning av gas och vatten i buffert och återfyllning On-line mätning av korrosionshastighet i Dh 5 Trycksättning av den yttre pluggen Brytning av den yttre pluggen Urgrävning av återfyllningsmaterialet Urgrävning av bufferten i Dh 6 27 Urgrävning av återfyllningen

15 Sidan 15 av 26 Urgrävning av återfyllningen Återfyllningen fram till Dh 5 har tagits bort (omkring 800 ton) Omkring 800 bestämningar av vattenkvot och densitet på återfyllningsmaterialet har gjorts En preliminär analys indikerar att återfyllningen är vattenmättad. Inga spår av piping eller erosion I fyllningen har upptäckts

16 Sidan 16 av 26 Pågående aktiviteter 31 Pågående aktiviteter 32

17 Sidan 17 av 26 Pågående aktiviteter Överytan av blockc4 har expanderat uppåt med ca 180 mm och toppen av kapseln har rört sig ca 25 mm Omkring 1400 prover har undersökts med avseende på densitet och vattenkvot Preliminära analyser indikerar att bufferten i block C4 är vattenmättad Preliminära analyser indikerar att bufferten i de centrala delarna av blocken C3 och C2 är inte vattenmättad Preliminära analyser indikerar att bufferten runt kapseln är inte vattenmättad 33 Pågående aktiviteter Förskjutningar i Dh 6 34

18 Sidan 18 av 26 Pågående aktiviteter Förskjutningar i Dh 6 35 Pågående aktiviteter Överytan av blockc4 har expanderat uppåt med ca 180 mm och toppen av kapseln har rört sig ca 25 mm Omkring 1400 prover har undersökts med avseende på densitet och vattenkvot Preliminära analyser indikerar att bufferten i block C4 är vattenmättad Preliminära analyser indikerar att bufferten i de centrala delarna av blocken C3 och C2 är inte vattenmättad Preliminära analyser indikerar att bufferten runt kapseln är inte vattenmättad 36

19 Sidan 19 av 26 Pågående aktiviteter Vattenupptag i block C Water content (-) Block C Radius (mm) P e l l e t s R o c k Degree of saturation (-) Block C Radius (mm) P e l l e t s R o c k 37 Pågående aktiviteter Överytan av blockc4 har expanderat uppåt med ca 180 mm och toppen av kapseln har rört sig ca 25 mm Omkring 1400 prover har undersökts med avseende på densitet och vattenkvot Preliminära analyser indikerar att bufferten i block C4 är vattenmättad Preliminära analyser indikerar att bufferten i de centrala delarna av blocken C3 och C2 är inte vattenmättad Preliminära analyser indikerar att bufferten runt kapseln är inte vattenmättad 38

20 Sidan 20 av 26 Pågående aktiviteter Vattenupptag i block C2 Water content (-) P e R l o 0.90 l c e k t s 0.85 Degree of saturation (-) P e l l e t s R o c k 0.20 Block C2 Block C Radius (mm) Radius (mm) 39 Pågående aktiviteter Överytan av blockc4 har expanderat uppåt med ca 180 mm och toppen av kapseln har rört sig ca 25 mm Omkring 1400 prover har undersökts med avseende på densitet och vattenkvot Preliminära analyser indikerar att bufferten i block C4 är vattenmättad Preliminära analyser indikerar att bufferten i de centrala delarna av blocken C3 och C2 är inte vattenmättad Preliminära analyser indikerar att bufferten runt kapseln är inte vattenmättad 40

21 Sidan 21 av 26 Pågående aktiviteter Vattenupptag i block R9 Water content (-) C a n i s t e r Block R Radius (mm) P e l l e t s R o c k Degree of saturation (-) C a n i s t e r Block R Radius (mm) P e l l e t s R o c k 41 Pågående aktiviteter No Activity Start Completed 1 Removal of the concrete plug 29 November February The heaters in Dh 6 are turned off 16 February Removal/sampling of the backfill material 21 February March Removal/sampling of the backfill material inside Dh 6 11 April April Sampling of the buffer in Dh 6 19 April 2011 ongoing 6 Retrieval of the cansiter in Dh 6 14 July July The heaters in Dh5 are turned off 15 July Removal/sampling of the backfill material above Dh 5 15 August August Sampling of the buffer in Dh 5 22 August November Retrieval of the cansiter in Dh 5 24 November November Removal/sampling of the backfill after Dh 5 05 December December

22 Sidan 22 av 26 Planerade aktiviteter DP2 Laboratorieundersökningar Delprojektledare: Daniel Svensson Hydromekanisk och kemisk/mineralogisk karaktärisering av buffertmaterialet Förekomst av mikroorganismer Karakterisering av den kemiska miljön Cementens påverkan på återfyllnad 43 Planerade aktiviteter DP2 Laboratorieundersökningar (Provtagningspunkter): Bentonitprofil - mikrobiologi Bentonitprofil - HM & C Återfyllnadsprofil - ph effekt Provtagningskoppar med slang (4+4 st) Provtagningskoppar (14+14 st) + 5 buffertkärnor för gasanalyser R9 R7 R5 R3 C4 C3 C2 R10 R9 R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 C1 R9 R7 R5 R3 R1 Hole 5 Hole 6 R1 44

23 Sidan 23 av 26 Planerade aktiviteter DP2 Laboratorieundersökningar (Planerade analyser): Analyses Parameters Made by Bentonite Basic package Oedometer, UCT Clay Tech HM Basic package IC, ICP, EC, CEC, XRD, FTIR Clay Tech C Extended Mössbauer, Triax, electron microscopy Clay Tech package Microorganisms Quantitative CHAB Micans analysis Cultivation-1 Quantitative CHAB, MPN IBR, MPN SRB Micans analysis Cultivation-2 Quantitative DNA extraction and qpcr: 16S rrna Bacteria, 16S rrna Micans analysis DNA analyses Archaea, 16S rrna Eukarya, 16S rrna apsa, 16S rrna pmoa Identification of DNA extraction, cloning and sequencing. Micans microorganisms Gas Pressure, Total amount of gas, H2, CO, CH4, CO2, C2H6, Micans C2H4, He, O2, N2 Water chemistry Standard package Package for small sample volumes Na, K, Ca, Mg, Cl, SO4, Br, F, Si, Fe, Mn, Li, HCO3, Sr, ph, Äspö lab. S, Al, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, P, Pb, V, Zn, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Rb, Y, Zr, Sb, Cs, Hf, Tl, U, Th, 10 B/ 11 B ph, HCO3, Ca, Cl, SO4?* 45 Planerade aktiviteter DP4 Kapseln Delprojektledare: Mikael Hedin Delprojektet har följande syfte: Få upp kapseln på ett säkert och effektivt sätt till marknivå. Studera effekten av svälltryket på kapseln. 46

24 Sidan 24 av 26 Planerade aktiviteter DP6 Bergundersökningar Delprojektledare: Rolf Christainsson Sammanställning av tillgängliga data (QAkontroll) Visualisering av sprickor 3D (RVS modell) TM-modellering av bergmassan i Prototyp Planering av aktiviteter och undersökningar under och efter brytning 47 Korrosion av kapseln Utförda tester: Realtidsmätningar i av korrosionshastighet h t mha inlagda elektroder Korrosionspotential över elektroderna Mätningarna indikerar oxiderande förhållande 48

25 Sidan 25 av 26 Korrosion av kapseln On-line mätningar av korrosionshastighet 49 Korrosion av kapseln Planerade tester Sömborrning

26 Sidan 26 av 26 Planerade tester Korrosion av kapseln Basprogram gällande kemisk och mineralogiska analyser av buffertmaterial (IC, ICP, EC, CEC, XRD, FTIR) Kopparhalt i bufferten Kristallina korrosionsprodukter Sulfatnivån vilket eventuellt kan kopplas till närvaron av SRB bakterier (se nedan) vilka är en redox markör Mössbauer analyser ger information om redoxförhållanden i leran genom Fe(II)/Fe-totalbestämning. Detta kan eventuellt ge information om man haft en oxiderande eller reducerande miljö 51 Planerade tester Korrosion av kapseln Mikroorganismer i bufferten undersöks IRB (järnreducerande bakterier) samt SRB (svavelreducerande bakterier). Dessutom undersöks en biofilm på kapselns yta. SRB är anaerober och ger en uppfattning om redox-förhållanden. Analys av gas- och vattenprover tagna i buffert/återfyllning Fotografering av kapselytan Skrapprov på kapsel för fasidentifikation med XRD och eventuellt FTIR. Realtidsmätningar av korrosionshastighet mha inlagda elektroder Efterundersökning av kopparelektroder 52