SKB lär om lera i Schweiz

Trots att höjdskillnaden är väsentlig mellan Forsmarksberget och de schweiziska alperna så finns dock likheter, till och med så stora att SKB engagerar sig i en del av de slutförvarsexperiment som genomförs där. Nyligen bröts fullskaleförsöket Febex, där man bland annat vill öka kunskapen om olika processer i buffertlera.

Cirka 2 000 kilometer söderut från Forsmarksberget, på dryga 1 700 meters höjd över havet ligger det schweiziska berglaboratoriet Grimsel Test Site. Liksom i SKB:s eget underjordslaboratorium på Äspö norr om Oskarshamn, genomförs forskning inför slutförvaring av använt kärnbränsle. Grimsel Test Site drivs av Nagra, som är den schweiziska motsvarigheten till SKB.

1997 installerades två stålkapslar med elektriska värmare horisontellt i berget. Kapslarna omgavs av en perforerad stålbur med bentonitlera runt och förslöts med betongpluggar. Hela 632 sensorer installerades för att kunna göra direkta mätningar i leran, berget och i värmarna under experimentets gång. Bland annat temperatur, fuktighet, totaltryck, förskjutning och portryck har mätts. Värmarna i kapslarna har hållit cirka 100 grader för att simulera den värme som kommer att avges från kapslar med använt bränsle i ett verkligt slutförvar.

Unikt fullskaligt försök

SKB har varit engagerade i detta experiment sedan start, berättar Erik Thurner som är SKB:s kontaktperson för Febex-experimentet.

Erik Thurner. Foto SKB.

– Det finns inte så många sådana här fullskaliga försök i världen och det här experimentet har nu pågått i 18 år, så för oss är det värdefullt att vara med för att få del av resultateten trots att konceptet och till viss del också berget skiljer sig från KBS-3-metoden och vårt eget urberg.

I experimentet i Grimsel har man utgått från det spanska slutförvarskonceptet där bränslet kapslas in i stål i stället förkoppar som i Sverige. Det schweiziska berget består av en granit liksom Forsmarksberget, men är torrare och har mycket lägre salthalt.

– Vi hoppas framför allt på att få en ännu bättre förståelse för processerna i bentonitlera, i detta fall med andra förhållanden än vi planerar för i KBS-3-metoden avseende berg, grundvatten, kapsel och konceptets utformning. Till exempel är vi intresserade av hur bevätningen i leran skett och hur bentoniten har integrerat med betongen i pluggen och med järn i värmaren, förklarar Erik Thurner.

Leran som använts heter, liksom hela experimentet, Febex. Denna lera är, liksom andra leror, av intresse för SKB att undersöka för att bättre förstå olika lerors egenskaper och vilka skillnader som finns mellan dem.

Omfattande provtagning

Efter fem år togs den första kapseln ut från berget i Grimsel och nu under 2015 har den andra kapseln tagits ut. Arbetet pågick fram till augusti och över 1 000 prover i bentoniten, betongen och berget togs under arbetets gång. Proverna skickas till en rad olika laboratorier världen över.

– Vi kommer att analysera en del prover själva i vårt kemilaboratorium på Äspö och även göra vissa specialiserade bentonitanalyser i vårt materiallaboratorium, berättar Erik Thurner.

SKB:s Birgitta Kalinowski och Manon Fruchi, från Schweiz, tar mikrobiella prover. Foto Maria Villar, Ciemat.

SKB:s Birgitta Kalinowski och Manon Fruchi, från Schweiz, tar mikrobiella prover. Foto Maria Villar, Ciemat.

Dessutom kommer vissa mikrobiella analyser att göras, bland annat vid forskningsföretaget Micans i Göteborg. Birgitta Kalinowski, ämnesexpert inom hydrogeokemi och mikrobiologi, förklarar varför detta är intressant:

– Vi vill framför allt se om det finns någon mikrobiell aktivitet i leran efter så pass lång tid som experimentet drivits och i så fall vilken typ av mikrober som finns. Närmast värmarna är det förmodligen för varmt och torrt för dem att överleva men ju närmare bergväggen vi kommer desto större är möjligheterna att hitta aktiva mikrober.

Fokus på mikrober som gör sulfid

SKB är särskilt intresserade av att undersöka om det finns sulfatreducerande mikrober i leran. Dessa kan nämligen omvandla sulfat till sulfid, vilket är ett ämne som skulle kunna angripa kopparkapslarna i ett svenskt slutförvar. Dessutom är det intressant att se om mikroberna har påverkat leran och dess egenskaper på något sätt.

Närmast kommer samtliga prover från försöket att analyseras och därefter utvärderas. Under 2016 hoppas projektet kunna redovisa slutsatser från försöket.