Adeguata caratterizzazione del sito

La caratterizzazione del sito è il processo attraverso il quale l’informazione è acquisita da un sito per fornire inputs nel processo di progettazione e supportare lo sviluppo e la dimostrazione di un

SAFETY CASE.

La caratterizzazione dei sito comprende diversi stadi che variano nei diversi programmi di gestione dei rifiuti radioattivi in depositi geologici profondi, ma che tipicamente includono:

110 una fase iniziale di studi “a tavolino”, compresi studi di letteratura scientifica;

una fase di indagini basate sulla superficie, compresa la mappatura di superficie;

perforazione, campionamento e test di pozzi; studi geofisici (sismici, elettromagnetici, ecc.) una fase di indagini sotterranee, con un URL costruito allo scopo a o vicino al sito del deposito e/o durante la costruzione programmata del deposito stesso

Queste fasi diverse tipicamente si sovrappongono in qualche misura (ad esempio, studi sismici possono continuare dopo l’inizio delle indagini sotterranee). Essi sono anche condotti iterativamente con le attività di progetto e di valutazione di sicurezza; gli esiti di ciascuna fase di progetto e di valutazione di sicurezza sono tipicamente usati per condurre la successiva caratterizzazione del sito, i cui risultati sono usati in ulteriori raffinamenti dei progetti e aggiornamenti della valutazione di sicurezza. La programmazione precisa e la cadenza delle iterazioni dipenderanno da un ampio numero di fattori, compresi la disponibilità di apparecchiature e personale, requisiti regolatori, applicazioni di pianificazione e influenze politiche. Pianificare ed eseguire una caratterizzazione del sito presenta pertanto molte difficoltà, non meno della decisione (e giustificazione) di aver raccolto sufficienti informazioni di un particolare tipo.

I tipi di dati che devono essere ottenuti nella caratterizzazione di un sito sono tipicamente diversi, e comprendono:

dati geologici (informazioni di base circa le distribuzioni spaziali di diverse litologie, e caratteristiche e distribuzioni delle strutture geologiche);

dati caratteristici delle rocce, compresi informazioni mineralogiche, porosità delle rocce; dati idrogeologici, compresi conduttività idrauliche, porosità delle rocce e mappa delle acque sotterranee;

dati geochimici, compresi le analisi delle acque sotterranee, analisi dei gas naturalmente presenti, analisi minerali e analisi dell’intera matrice rocciosa;

dati geofisici basati sulla superficie, compresi dati sismici, elettromagnetici e gravimetrici; dati geofisici sui pozzi, compresi dati sismici tomografici, dati di temperatura e conduttività elettrica.

Il programma di caratterizzazione del sito dovrebbe essere progettato così che attività differenti siano svolte nella maniera più efficiente possibile significando che idealmente il programma di caratterizzazione del sito dovrebbe produrre solo dati che sono utili ai suoi vari stakeholders e in particolare ai team di progettazione e di valutazione di sicurezza del deposito.

Le applicazioni di informazioni che sono ottenute dalla caratterizzazione del sito saranno diverse a seconda del ruolo che la geosfera gioca nel SAFETY CASE. Chiaramente, se il SAFETY CASE si basa sulla barriera di geosfera allora la caratterizzazione del sito richiederà di acquisire dati che consentano che questa funzione di barriera sia dimostrata.

Alternativamente, nel caso estremo in cui il SAFETY CASE si basa in larga misura sulle prestazioni del sistema EBS (caso Svedese), la caratterizzazione del sito dovrà dimostrare che le condizioni di

111 geosfera siano appropriate per il funzionamento adeguato degli EBS. Se la principale funzione della geosfera è proteggere gli EBS e assicurare che funzioni come voluto, allora l’area di indagine potrebbe essere più ridotta che nel caso in cui la geosfera abbia un ruolo di barriera. Come per tutti gli aspetti di un deposito geologico profondo, le indagini richieste saranno specifiche per il concetto di deposito e per il particolare sito. Il progetto dell’indagine del sito (area coperta, tecniche usate, focus relativo sulla roccia ospite rispetto a sequenza di copertura e così via) varieranno in base all’ambiente geologico. Sebbene ci siano somiglianze tra i programmi per ambienti diversi, non esiste un progetto “one size fits all”.

Per il programma di indagine del sito. Ad esempio, caratterizzare rocce ospiti ignee fratturate implicherà un maggior sforzo nella caratterizzazione della frattura che richiederà:

test idraulici sulle fratture identificate nel nucleo roccioso e/o una misura continua delle proprietà della formazione;

campionamento delle acque sotterranee dalle fratture identificate nel nucleo roccioso e/o una misura continua delle proprietà della perforazione;

data petrografici e mineralogici dalle fratture singole.

Al contrario, la caratterizzazione di un’argilla plastica implicherà il conseguimento di dati sulle acque interstiziali che richiederanno:

campionamento di rocce in modo da minimizzare le perturbazioni (ad esempio, rimozione dai carotieri in condizioni anaerobiche seguite da sigillatura immediata dall’atmosfera per prevenire l’ossidazione);

compressione della roccia per rimuovere l’acqua interstiziale.

Per alcuni ambienti, un’ampia area geografica può necessitare di essere indagata per capire sufficientemente l’ambiente geologico e idrogeologico e ottenere i dati necessari per un safety case. In generale, più è permeabile la roccia ospite e le formazioni rocciose circostanti, maggiore è l’area da investigare.

Ottenere sufficienti informazioni per sostenere la considerazione di una particolare combinazione di forma di rifiuto/EBS/ambiente geologico, attraverso un processo regolatorio e di siting graduale potrebbe essere un fattore vincente nella scelta del sito. Sarà necessario identificare a uno stadio anticipato quelle osservazioni sulla caratterizzazione del sito che saranno richieste per discriminare tra i potenziali siti candidati o che dimostreranno chiaramente che un sito non è adatto per ulteriori indagini.

Alcuni ambienti saranno più difficili e richiederanno più tempo per essere investigate rispetto ad altri. In più, alcune combinazioni potrebbero non essere praticabili. Ad esempio, sarà difficile raccogliere sufficienti informazioni per affermare con sufficiente confidenza che graniti fratturati in superficie è una roccia ospite adatta per un deposito di grandi volumi di ILW con un EBS che non fornisce un sostanziale contenimento.

112 In generale, ambienti geologici che sono più facili da investigare sarebbero preferibili ad ambienti più complessi, a parità di tutti gli altri fattori. Ci sono probabilmente minori incertezze in ambienti più semplici. Quelle incertezze che si presentano possono probabilmente essere ridotte più velocemente. Questa preferenza per la semplicità si riferisce anche alla praticabilità di esecuzione del programma di indagine (ed è chiamata “esplorabilità” di un sito dal NAGRA).

Collegata alla caratterizzazione del sito è l’abilità di raccogliere dati che fornirebbero prove convincenti di aspetti e processi che raccomanderebbero il sito per lo sviluppo di un deposito. Tali aspetti includono stabilità meccanica, geochimica e idrogeologica, movimento lento delle acque sotterranee e adatte condizioni redox a lungo termine in profondità. La possibilità di ottenere tali informazioni varia significativamente tra diversi ambienti geologici.

Potrebbe essere difficile ottenere il livello richiesto di comprensione senza effettuare indagini in un URL, anche se le formazioni di roccia di interesse sono esposte alla superficie. In più, sarà necessario sviluppare una comprensione adeguata del sito in 3D, che può essere enormemente facilitata dal reperimento di dati da un URL. Molte masse rocciose e i relativi parametri idrogeologici sono specifici del sito e non possono essere semplicemente dedotti da siti apparentemente analoghi in altre parti, così il vantaggio di avere un URL di ricerca separato potrebbe essere limitato in termini di caratterizzazione del sito (sebbene distintamente vantaggioso per altre ragioni, quali lo sviluppo di metodi per l’acquisizione di dati e formazione del personale). L’esperienza punta alla necessità di un URL sul sito proposto per il deposito, possibilmente in aggiunta a un URL di ricerca separato. Il livello di dettaglio con cui la roccia ospite deve essere caratterizzata dipende dall’ambiente geologico e il progetto di EBS proposto. Se la roccia ospite mostra una significativa eterogeneità su una scala spaziale molto minore di quella di una cavità/modulo (quali zone di frattura, che sono idrogeologicamente o geotecnicamente significative) allora potrebbe essere necessario caratterizzare queste strutture in modo deterministico su una scala spaziale simile. Ciò potrebbe essere problematico per una roccia ospite fratturata con una spessa copertura sedimentaria che riduce l’efficacia di tecniche di remote

imaging. D’altro canto, in litologie relativamente uniformi quali certe argille plastiche, potrebbe

essere adeguato caratterizzare il sito a scale spaziali più grandi, possibilmente comparabili alle singole cavità (decine di metri).Una tematica aggiuntiva collegata alla caratterizzazione del sito è la disponibilità di appropriati monitoraggi prima dell’inizio della costruzione, durante la costruzione e l’esercizio e la successiva chiusura. Le difficoltà che si affrontano durante il programma di monitoraggio includono:

definizione di appropriati indicatori di monitoraggio che possano essere interpretati in maniera non ambigua;

specifica e installazione di strumentazione che opererà sotto le condizioni di deposito o in profondità nella geosfera per periodi di tempo molto lunghi (centinaia di anni o più);

assicurazione che ciascun sistema di monitoraggio non possa fornire un percorso potenziale alla superficie durante il periodo post chiusura, che significa che non sarà possibile rimpiazzare o aggiornare i componenti quando si guastano o diventano obsoleti.

113 Inoltre, poiché non ha senso raccogliere dati di monitoraggio che indicano che una quantità misurata sta cambiando, occorre prevedere un’attività che definisca i valori di soglia che indicano che il sistema non sta evolvendo secondo il progetto e che qualche intervento è richiesto.