Kapseln klarar sin uppgift i slutförvaret

Hallå där, Christina Lilja, du är ansvarig för kopparkorrosions-frågor på SKB. Det har påståtts att kopparkapslarna kommer att korrodera sönder på bara tusen år.

Är det så?

Nej, så är det inte. Korrosionen av kapseln begränsas av hur snabbt transporten av skadliga ämnen genom bufferten går. Den transporten är oerhört långsam så länge bufferten av bentonitlera finns kvar. SKB:s säkerhetsanalys visar att på en miljon år korroderar som mest fem millimeter av det fem centimeter tjocka kopparhöljet. Beräkningarna visar också att om en del av bufferten eroderas bort går transporten lite snabbare, men den är fortfarande väldigt långsam. Ungefär en kapsel av 6 000 korroderar sönder på en miljon år i ett sådant fall.

Vilken är den viktigaste korrosionsprocessen?

När vi gör våra säkerhetsanalyser tittar vi på alla olika korrosionsprocesser för att avgöra vilka som kan påverka kapseln och hur. Av dessa är sulfidkorrosion den absolut viktigaste korrosionsprocessen. I våra beräkningar tittar vi på varifrån sulfiden kommer och hur mycket det maximalt kan bli från varje källa. Det rör sig om pyrit (en svavelförening som finns som förorening i bentoniten), sulfid i grundvattnet från mineral och sulfidproducerande bakterier och slutligen sulfid som produceras av de bakterier som eventuellt kan överleva och vara aktiva i bentoniten.

Hur kan du vara säker på att ni inte har glömt någon viktig korrosionsprocess?

Vi gör systematiska genomgångar av alla säkerhetsanalysens ämnesområden. Den europeiska atomenergibyrån NEA har databaser över alla förändringsprocesser som kan äga rum i ett slutförvar. Inför varje säkerhetsanalys går vi igenom dessa databaser för att försäkra oss om att inget tillkommit sedan sist. Vi följer också det internationella kunskapsläget när det gäller korrosion.

Mark- och miljödomstolen har pekat ut fem frågor som kräver ytterligare underlag. Vad handlar de om och vilken betydelse kan de ha i Kärnbränsleförvaret?

De fem frågorna som domstolen pekar ut handlar om gropkorrosion, spänningskorrosion och väteförsprödning och om strålningens inverkan på dessa fenomen, samt korrosion på grund av reaktion i syrgasfritt vatten. De här är inga nya frågor utan vi har jobbat med dem i flera år. I april 2019 lämnade vi in nya underlag till Miljödepartementet kring dessa frågor. Där bekräftas tidigare slutsatser vad gäller kopparkapselns beständighet i slutförvarsmiljön och att ett kärnbränsleförvar som byggs i Forsmark enligt SKB:s föreslagna metod, är långsiktigt säkert och uppfyller kraven på säkerhet efter förslutning.

Korrosion i syrgasfritt vatten finns med bland MMD:s frågor. Vad har SKB kommit fram till där?

Frågan har utretts under lång tid och med motstridiga resultat, men för ungefär tio år sedan bestämde sig SKB för att försöka bringa klarhet i frågan. Mellan 2010 och 2017 har två olika forskargrupper studerat koppar i rent syrgasfritt vatten, dels forskare vid Ångströmlaboratoriet i Uppsala, dels forskningsföretaget Microbial Analytics AB i Göteborg. Båda grupperna har undersökt flera olika kopparkvaliteter som rengjorts och behandlats på olika sätt. Det vi kan konstatera är att oavsett hur ren kopparn är eller om ytan rengjorts noga eller inte rengjorts alls, så bildas ingen vätgas till följd av korrosion när man lägger den i rent syrgasfritt vatten. Inte heller några korrosionsprodukter har hittats trots mycket detaljerade analyser. Därmed kan vi sluta oss till att kopparn inte korroderar fortgående i rent syrgasfritt vatten, och den påstådda processen har ingen relevans i slutförvaret för använt kärnbränsle.

I Äspölaboratoriet har även experiment genomförts där kopparkapslar placerats i berggrunden under lång tid och i en miljö som är så nära en riktig slutförvarsmiljö man kan komma. Vad visar de experimenten i frågan om kopparkorrosion?

– Vi har gjort flera experiment med kopparkapslar i Äspölaboratoriet. I samtliga försök ser man att koppar initialt reagerar med det syre som finns i kapselns närhet vid förslutning, framför allt i bentonitlerans porvatten. Det styrks av att korrosionsprodukterna är de klassiska syrehaltiga produkter som man finner på koppar som utsätts för luft. Däremot är det omöjligt att med hjälp av dessa experiment studera kopparkorrosion i rent syrgasfritt vatten, det har vi istället gjort i noggrant kontrollerade laboratorieförsök.

Kloridkorrosion och saltutfällningar är ju andra korrosionsprocesser som diskuterats. Hur är det med dem?

– Korrosion kan uppstå vid höga salthalter i kombination med lågt pH-värde. I Kärnbränsleförvaret når aldrig saltkoncentrationerna i grundvattnet de värden som krävs. Samtidigt ser bentonitbufferten omkring kopparkapseln till att pH aldrig sjunker så lågt, utan ligger mellan pH 7 och pH 11.

När det gäller saltutfällningar har vi gjort flera försök under betydligt aggressivare förhållanden än vad som förväntas i Kärnbränsleförvaret. Det finns inget bland resultaten från dessa som tyder på att det skulle ha bildats saltutfällningar.

Hur ser SKB:s forskningsprogram ut framöver?

Vi fortsätter arbeta som vi gjort under lång tid, och forskar för att förstå detaljer i olika korrosionsprocesser bättre. Med ökad kunskap kan vi öka precisionen i våra beräkningar vid nästa säkerhetsanalys.