På Kapsellaboratoriet utvecklar vi tekniken med kopparkapslar

Innan det använda kärnbränslet deponeras i Kärnbränsleförvaret ska det kapslas in i en kapselinsats och ett kopparhölje. I Oskarshamns hamn ligger SKB:s kapsellaboratorium som är centrum för utvecklingen av tekniken som ska användas vid inkapslingen.

Även utveckling av tillverkningsteknikerna för de olika kapseldelarna sköts av personal på Kapsellaboratoriet, men själva tillverkningen sker inte här.

Kapseln är nästan fem meter lång och har en diameter på drygt en meter. Ytterdelen består av botten, rör och lock som bildar ett fem centimeter tjockt kopparhölje som skyddar mot korrosion. Inuti kapseln finns en insats som ska ge tillräcklig hållfasthet för att skydda det använda kärnbränslet.

På Kapsellaboratoriet testar och finslipar vi tekniken för att svetsa fast botten och lock på kapseln. Även de metoder som vi kommer att använda för att kontrollera kapseldelarna och svetsfogarna utvecklas och demonstreras här.

Närbild på friktionssvetsning av kopparlock. Foto: Curt-Robert  Lindqvist.

Närbild på friktionssvetsning av kopparlock. Foto: Curt-Robert  Lindqvist.

Svetsar med friktion

Svetstekniken heter friktionssvetsning, eller mer specifikt friktionsomrörningssvetsning. Den utvecklades i början av 1990-talet av brittiska TWI (The Welding Institute) som tillsammans med SKB har specialanpassat metoden för att svetsa koppar.

Principen för friktionssvetsning är förhållandevis enkel. Ett roterande koniskt verktyg pressas in i fogen mellan de delar som ska svetsas. Materialet runt verktyget värms upp av friktionen till cirka 850 grader och blir mjukt. Verktygets rotation rör om kopparmaterialet på båda sidor om fogen och binder samman de två metalldelarna till en homogen svetsfog.

För att försäkra oss om att svetsarna och övriga kapselkomponenter uppfyller våra höga kvalitetskrav, kontrolleras de med flera oförstörande provningstekniker som också utvecklas och testas vid Kapsellaboratoriet. Ultraljud är den primära metoden för oförstörande provning av svetsarna. Den kompletteras vid behov med digital röntgen, datortomografi och induktiv provning, så kallad virvelströmsprovning.

Flygfoto över Kapsellaboratoriet i Oskarshamns hamn. Klicka för större bild.

Flygfoto över Kapsellaboratoriet i Oskarshamns hamn. Klicka för större bild.

Även andra metoder för att mäta och kontrollera kapseln används och utvecklas vid Kapsellaboratoriet. Här ingår såväl svepelektronmikroskop, dragprovningsutrustning som olika kemimätningar av de olika kapselmaterialen.

På Kapsellaboratoriet kommer vi också att utbilda den personal som ska hantera kapslarna i inkapslingsanläggningen.

Internationellt samarbete

SKB har ett ingående samarbete med vår finländska motsvarighet, Posiva, när det gäller kapseltillverkning och förslutningsteknik. Sverige och Finland har ungefär samma förutsättningar när det gäller slutförvaring av det använda bränslet och metoden som ska användas är densamma i båda länderna.

De viktigaste gemensamma frågorna är att göra tillverkningsprov med olika metoder hos olika leverantörer och att utveckla tekniken för att kontrollera kapselns komponenter och svetsar.