külföldi tapasztalatok fényében Balla Zoltán, PhD földtani szakértő (általános földtan, szilárd ásványi nyersanyagok földtana)

Átírás

1 Az NRHT telephelykutatásának értékelése külföldi tapasztalatok fényében Balla Zoltán, PhD földtani szakértő (általános földtan, szilárd ásványi nyersanyagok földtana)

2 Az NRHT telephelykutatásának értékelése Telephely-kiválasztás a hazai gyakorlatban szokásos földtani kutatással. Részletezés a MÁFI és évi jelentésében. Telephelykutatás ugyanezzel a gyakorlattal összhangban NRHT-konferencia 2

3 Az NRHT telephelykutatásának értékelése Számos módszer alkalmazása, pl.: földtani és geomorfológiai térképezés, geofizikai szelvényezés és térképezés, mélyfúrás, fúrások mélyfúrás-geofizikai és hidrodinamikai vizsgálata, lyukközi terek tanulmányozása geofizikai és hidrodinamikai módszerekkel, fúrómag több szempontú dokumentálása, különféle kőzet- és vízelemzések NRHT-konferencia 3

4 Az NRHT telephelykutatásának értékelése Az alkalmazott módszerek kellőképpen korszerűek voltak. A célokat elértük: kijelöltünk egy alkalmas telephelyet, jellemeztük azt, és ezzel adatokat szolgáltattunk a biztonsági értékeléshez és a létesítménytervezéshez. Összességében a kutatás megfelelő volt. Részletezés a MÁFI és évi jelentésében NRHT-konferencia 4

5 Az NRHT telephelykutatásának értékelése : RHK-megbízás keretében megismerkedtem olyan külföldi kutatásokkal, amelyek radioaktív hulladékok elhelyezését célozták. Tapasztalatuk alapján megvizsgálom, hogyan lehetett volna jobban irányítani és kivitelezni a telephelykutatást. Ez segítséget adhat a BAF kutatásának tervezéséhez NRHT-konferencia 5

6 Külföldi tapasztalatok: áttekintés Alap a svéd SKB bőséges anyaga. Kiegészítés finn, angol és amerikai jelentések. Központi téma mit és hogyan lehetett volna jobban tenni. Mindez nem a kutatás negatív minősítése, hiszen a kutatás elérte céljait NRHT-konferencia 6

7 Külföldi tapasztalatok: áttekintés A földtani kutatás eredményeinek fő felhasználója a biztonsági értékelés (BÉ) és a létesítménytervezés (LT). Innen származhat a gondolat: a földtani kutatást vezéreljék a BÉ szempontjai. A NAÜ vonatkozó előírása: The Safety Case and Safety Assessment for Radioactive Waste Disposal. Safety Guide No. DS 355, 3.7., pp. 6 7: NRHT-konferencia 7

8 Külföldi tapasztalatok: áttekintés The site for a disposal facility shall be characterized at a level of detail sufficient to support both a general understanding of the characteristics of the site, including its present condition, its probable natural evolution, [ ], and a specific understanding of the impact on safety of features, events and processes associated with the site and the facility NRHT-konferencia 8

9 Külföldi tapasztalatok: áttekintés Tehát: a földtani kép általános megértése a telephelyjellemzésnek a biztonsági értékeléssel egyenrangú, és nem annak alárendelt feladata. A biztonsági értékelés vezérelte földtani kutatás ellentétes a NAÜ előírásával! Az NRHT kutatása önálló, saját szempontú (megértésre irányuló) földtani kutatás volt, s ilyen a külföldi telephelyek kutatása is NRHT-konferencia 9

10 Külföldi tapasztalatok: áttekintés A biztonsági értékelés (BÉ) és a létesítménytervezés (LT) nem láthatja előre, pontosan milyen paraméterekre van szüksége egy konkrét telephelyről. Egy konkrét telephely megismerése és minél több paraméter tisztázása a földtani kutatás feladata. A BÉ és az LT e paraméterek közül választja ki azokat, amelyekre a konkrét telephelyen szüksége van. Visszacsatolás van, vezérlés nincs! NRHT-konferencia 10

11 A kutatás ciklikussága Az NRHT telephelykutatásának értékelése. Külföldi tapasztalatok: áttekintés NRHT-konferencia 11

12 Külföldi tapasztalatok: áttekintés A további tárgyalás menete: a külföldi tapasztalatok nyomán helyesnek tartott kutatás felvázolása; nincs szembesítés azzal, mi és hogyan valósult meg mindebből az NRHT kutatása során; ezt az értékelést végezzék el azok, akik ilyet szükségesnek tartanak a jövő (a BAF kutatása) szempontjából NRHT-konferencia 12

13 Külföldi tapasztalatok: áttekintés Ami az NRHT kutatására vonatkoztatható: rengeteg ilyen tapasztalat van, itt és most csak szemezgetni lehet. Kiválasztott témák: kutatásirányítás, fúrási rétegsorok készítése, törések kezelése, modellezés, bizonytalanságok és kezelésük NRHT-konferencia 13

14 Külföldi tapasztalatok: kutatásirányítás Legfontosabb követelmények: minden információ álljon valamennyi résztvevő rendelkezésére; a résztvevők eszmecseréje és véleményegyeztetése előzze meg a kutatás fontosabb lépéseit és kövesse a kutatás fontosabb eredményeit NRHT-konferencia 14

15 Külföldi tapasztalatok: kutatásirányítás Az információ rendelkezésre állása: a szakirodalmi és a kutatás során keletkező adatok kerüljenek központi adatbázisba; az adatbázis tartalmát és felépítését kutatók, és ne informatikusok határozzák meg; az informatikusok az adatbázist hozzák létre, és tartsák naprakészen; a kutatás résztvevői kapjanak hozzáférést az adatbázishoz NRHT-konferencia 15

16 Külföldi tapasztalatok: kutatásirányítás A résztvevők eszmecseréi: minden szinten tervezéstől zárójelentésig; eszmecserék rendszeresen ülésező munkacsoportban, amelyben a főbb szakterületeknek képviselete van; eredmény folyamatos adatcsere és visszacsatolás; tervek és zárójelentések különböző szakterületek kollektív munkájának, nem fejezeteik összeillesztésének eredményei NRHT-konferencia 16

17 Külföldi tapasztalatok: kutatásirányítás A résztvevők együttműködése példák: a fúrási rétegsorok a harántolt kőzeteket tanulmányozó valamennyi szakterület közös produktumai (erről még szó lesz); a terület geofizikai jellemzése valamennyi mérési módszer értelmezésének közös eredménye, amely a földtani felépítés elemeinek tisztázására irányul NRHT-konferencia 17

18 Külföldi tapasztalatok: fúrási rétegsorok készítése A fúrások a legfontosabb kutatóobjektumok. Rétegsoruk elsődleges adat. A rétegsorok előállítása önálló kérdés! Bemeneti adatok: mélyfúrási geofizika, lyukfaltévé, magdokumentáció, anyagvizsgálati eredmények, lyukradaradatok NRHT-konferencia 18

19 A svéd gyakorlat Az NRHT telephelykutatásának értékelése. Külföldi tapasztalatok: fúrási rétegsorok készítése NRHT-konferencia 19

20 Külföldi tapasztalatok: fúrási rétegsorok készítése A végtermék nem földtani, hanem értelmezett rétegsor: fúrómag dokumentálása + lyukfaltévé rétegsor váza ; mélyfúrási geofizika + petrofizika pszeudo-rétegsor ; rétegsor váza + pszeudo-rétegsor kőzettömeg minősítése ; kőzettömeg minősítése + lyukradar értelmezett fúrási rétegsor NRHT-konferencia 20

21 A svéd gyakorlat Az NRHT telephelykutatásának értékelése. Külföldi tapasztalatok: fúrási rétegsorok készítése NRHT-konferencia 21

22 Külföldi tapasztalatok: fúrási rétegsorok készítése Pszeudo-rétegsorok két típusa: pszeudo-kőzetösszetételi rétegsor = természetes gamma, gamma-gamma és mágneses mérés + petrofizika kőzettípusok; pszeudo-töredezettségi rétegsor = bőség-, akusztikus és ellenállásmérések töréses övek és töredezett szakaszok NRHT-konferencia 22

23 Külföldi tapasztalatok: fúrási rétegsorok készítése Fontos momentumok: A mélyfúrás-geofizikai szelvények értelmezéséhez petrofizikai adatokat használnak. A mintákat a mélyfúrás-geofizikai görbék kiértékelése nyomán, geofizikusokkal közösen kijelölt pontokról veszik. A laboratóriumi vizsgálati eredmények a görbék jellemző szakaszaira vonatkoznak NRHT-konferencia 23

24 Külföldi tapasztalatok: fúrási rétegsorok készítése Kiemelt következtetések: A mélyfúrás-geofizikai adatok a földtani rétegsorral egyenrangúak. Az értelmezett rétegsorok a lyukradaradatok beépítésével készülnek NRHT-konferencia 24

25 Külföldi tapasztalatok: fúrási rétegsorok készítése Saját észrevételeim: A földtani és tektonikai dokumentálás szétválasztása indokolatlan. A mélyfúrás-geofizikai adatok a földtaniakhoz hasonlóan a kőzetmechanikai adatokkal is egyenrangúak: teljes értékű RMR- stb. paraméterek képzésére alkalmasak. A petrofizikai elemzéseknek időben el kell készülniük ahhoz, hogy a rétegsorokhoz felhasználhatók legyenek NRHT-konferencia 25

26 Külföldi tapasztalatok: törések kezelése A töréseket modellbe kell építeni ahhoz, hogy szerepük megítélhető legyen: az észlelt törések száma igen nagy; valamennyi nem kerülhet modellbe, mert azt túlzsúfolttá és kezelhetetlenné tenné; ezért szükség van a modellbe szánt törések kiválogatására NRHT-konferencia 26

27 Külföldi tapasztalatok: törések kezelése A kiválogatás alapja a törések felosztása: determinisztikus és sztochasztikus törésekre NRHT-konferencia 27

28 Külföldi tapasztalatok: törések kezelése Determinisztikus törések = modellbe saját paramétereikkel építhetők, példák: regionális öv, lokális nagyméretű öv, lokális kisméretű öv (némelyikük). Sztochasztikus törések = modellbe csak statisztikusan építhetők mint: diszkréttörés-hálózat (DTH) vagy sztochasztikus folytonos sokaság (SZFS) NRHT-konferencia 28

29 Külföldi tapasztalatok: törések kezelése Töréstípusok a svéd gyakorlatban NRHT-konferencia 29

30 Külföldi tapasztalatok: törések kezelése Minősítési kritériumok kellenek: a különböző nagyságrendű övekre és egyedi törésekre, a determinisztikus és sztochasztikus törésekre, a DTH- vagy SZFS-leírásra. A kritériumok léptékfüggőek, például: a kisméretű lokális övek léptéktől függően determinisztikusak vagy sztochasztikusak NRHT-konferencia 30

31 Külföldi tapasztalatok: modellezés Legáltalánosabb követelmény: a rendelkezésre álló adatok alapján már a kutatás kezdetekor készüljön előzetes telephelymodell. Ezzel minden résztvevő számára világos formában összesítjük az ismereteket, és minden kutatómunkát megfogalmazható kérdések megoldására tervezünk NRHT-konferencia 31

32 Külföldi tapasztalatok: modellezés A telephelymodell fő komponensei: a 3D telephelymodell, valamint a földtani, vízföldtani, kőzetmechanikai stb. jellegek 3D modellbe nem építhető leírása. A modell építése és alkalmazása ciklikus. Alap és minta a 3D földtani modell. Ismertetése: tematikus és technológiai NRHT-konferencia 32

33 Külföldi tapasztalatok: modellezés A svéd tematikus vázlat NRHT-konferencia 33

34 A svéd Az NRHT telephelykutatásának értékelése. Külföldi tapasztalatok: modellezés technológiai vázlat NRHT-konferencia 34

35 Külföldi tapasztalatok: modellezés A földtani modellnek vezető szerepe van a többi között: ez szolgáltatja a geometriai alapvázat, és a többi modell visszacsatolásokkal hat rá NRHT-konferencia 35

36 Külföldi tapasztalatok: modellezés A telephely geometriai modellje 3D földtani modellben alakul ki, amely determinisztikus elemekből áll: harántolásokból és földtani szerkezetekből. A földtani szerkezetek közötti teret kőzettömegek töltik ki. A kőzettömegek tulajdonságai paraméterek vagy eloszlások NRHT-konferencia 36

37 Külföldi tapasztalatok: modellezés A modellezés menete és termékei NRHT-konferencia 37

38 Külföldi tapasztalatok: modellezés A kutatás alapja a tervezéstől és menet közben: a szakterületi modellek és az integrált telephelyi modell. A telephely megismerését az elkészült modellek bizonyítják: a 3D modellek és a modell-leírások NRHT-konferencia 38

39 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük A földtani kutatás minden szakaszán bizonytalanságok keletkeznek: a fúrásnál, a mintavételnél, az elemzésben, az értelmezésben és a modellezésben. A kutatás előrehaladtával (az adatok számával) a bizonytalanságok csökkennek NRHT-konferencia 39

40 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük A kutatás ciklikussága NRHT-konferencia 40

41 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük A bizonytalanság csökkenése a kutatással NRHT-konferencia 41

42 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük A végeredmény megbízhatóságának megteremtése érdekében a bizonytalanságokat számításba kell venni, teljesen le kell írni, és világosan dokumentálni kell NRHT-konferencia 42

43 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Bizonytalanságtípusok: koncepcionális bizonytalanság a természeti rendszer nem teljes megértése; tulajdonságbizonytalanság geometriai bizonytalanság = a geometriai vázzal, adatbizonytalanság = a vázat kitöltő kőzettestek és vizek jellemzésével kapcsolatos bizonytalanság NRHT-konferencia 43

44 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Koncepcionális bizonytalanságok forrásai: a rendszer, a folyamatok, a telephelyjellemzők, illetve a modellezési egyszerűsítések meg nem értése, a modellezési peremfeltételek bizonytalansága. Potenciális következményük, például: olyan kőzettérfogatokra koncentrálunk, amelyek kevesebb információt adnak, mint mások NRHT-konferencia 44

45 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Koncepcionális és adatbizonytalanság: A kutatás előtt bizonytalan, hogy a felszín alatti kőzethatárok uralkodóan meredek vagy lapos dőlésűek = koncepcionális bizonytalanság. A kutatás során ez a bizonytalanság lényegesen csökken (el is tűnhet). A konkrét dőlésértékek ettől még bizonytalanok maradhatnak = nem koncepcionális, hanem adatbizonytalanság NRHT-konferencia 45

46 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Tulajdonságbizonytalanságok: a geometriai váz, továbbá az azt kitöltő kőzettestek és vizek megkülönböztetése egyazon modellen belül teljesen objektív; vizek = minden modellben kitöltés, kőzettestek ide- vagy odasorolása = lépték-, vagyis modellfüggő: determinisztikus törések = váz, sztochasztikus törések = kitöltés; de egy-egy konkrét törés ide- vagy odasorolása a léptéktől függ, vagyis modellenként változhat NRHT-konferencia 46

47 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Geometriai bizonytalanság: szerkezetek és kőzethatárok tulajdonságai: térbeli helyzet és település; a település jellemzője a mért vagy szerkesztett csapás és dőlés értéke = számszerűsíthető: ez azonban síkot jellemez, a síkkal közelítés bizonytalansága = nehezen számszerűsíthető; feltételezhető az is, hogy a szerkezetek, illetve kőzethatárok felülettel közelíthetők NRHT-konferencia 47

48 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Települési bizonytalanság ábrázolása NRHT-konferencia 48

49 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Települési bizonytalanság ábrázolása NRHT-konferencia 49

50 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük A bizonytalanságok mérőszámai: hiba = eltérés a mért és valódi érték között, pontosság = az ismételt mérések szórása, eltolódás = eltérés az ismételt mérések átlaga és a valódi érték között, hitelesség = az ismételt mérések valódi értéktől való eltérésének mértéke NRHT-konferencia 50

51 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Az adatbizonytalanság egyes mérőszámainak grafikus ábrázolása NRHT-konferencia 51

52 Külföldi tapasztalatok: bizonytalanságok és kezelésük Bizonytalanságok kezelése: koncepcionális bizonytalanság alternatív modellek bevezetése és szimulációk futtatása; tulajdonságbizonytalanság ritkítási módszer: egyes fúrások/vágatok és adataik kizárása, modellezés ezek nélkül, a fúrás/vágat helyére adódott modellezési eredmény összevetése azzal, amit oda ténylegesen kaptak NRHT-konferencia 52

53 Külföldi tapasztalatok: összefoglalás Áttekintett témák: kutatásirányítás, fúrási rétegsorok készítése, törések kezelése, modellezés, bizonytalanságok és kezelésük. Mind a földtan szakterületéről NRHT-konferencia 53

54 Külföldi tapasztalatok: összefoglalás Egyéb szakterületeken és témakörökben is vannak megszívelendő tapasztalatok. Ezek azonban már nem fértek be az időbe. Hálás köszönet a türelmes hallgatóságnak NRHT-konferencia 54