Därför är kapseln gjord av koppar
Kapseln har en central roll i Kärnbränsleförvaret. Det är den som i första hand ska hindra de radioaktiva ämnena i bränslet från att komma ut i omgivningen. Då krävs det att den är motståndskraftig mot korrosion i den kemiska miljö som råder på 500 meters djup.
Kapselns hölje är tillverkat av koppar och insatsen av segjärn. Foto: Curt-Robert Lindqvist.
Så länge kapseln är tät kan inga radioaktiva ämnen komma ut ur den. Det viktigaste i ett så långt tidsperspektiv som 100 000 år är att se till att bränslet inte löses upp och radioaktiva ämnen kommer upp till markytan med grundvattnets hjälp.
I Kärnbränsleförvaret gäller det därför att se till att det använda bränslet hålls inneslutet till dess att radioaktiviteten klingat av till låga nivåer. Detta är kapselns uppgift.
Fem meter lång
Kapseln är nästan fem meter lång och har en diameter på drygt en meter. Ytterhöljet är fem centimeter tjockt och består av koppar av en mycket ren och bestämd sammansättning. Inuti finns en insats av segjärn, ett slags gjutjärn, för att öka hållfastheten. När kapseln är fylld med använt kärnbränsle väger den mellan 25 och 27 ton.
Det som kan begränsa kapselns livslängd i slutförvaret är korrosion eller att den skadas av de belastningar som uppstår när berget rör sig. Höljet av koppar skyddar mot korrosion och insatsen av segjärn ger hållfasthet.
Både utformningen av kapselns olika delar och valet av material i de olika komponenterna baserar sig på konstruktionsförutsättningarna för kapseln. Med konstruktionsförutsättningar menas de övergripande krav vi ställer på kapselns funktion. Dessa ligger sedan till grund för hur kapselns olika delar är utformade i detalj. Konstruktionsförutsättningarna ses över och kompletteras före och efter varje säkerhetsanalys.
Ska klara korrosion och belastningar
I korthet innebär konstruktionsförutsättningarna följande:
• Kapseln ska motstå alla kända korrosionsprocesser så att den bedöms förbli intakt under minst 100 000 år.
• Kapseln ska konstrueras för att klara de mekaniska påfrestningar som uppstår i ett slutförvar i granitiskt berg ned till 700 meters djup.
• Vid dimensioneringen ska vi också ta hänsyn till de belastningar som kan förväntas under och efter en istid.
Tvärt emot vad många tror har inte kapseln alltid sett ut som den gör i dag. Under årens lopp har vi undersökt flera olika sätt att tillverka kapseln i olika material. En grundlig genomgång av olika alternativ har gjorts vid ett flertal tillfällen, till exempel inom det så kallade Pass-projektet på 1990-talet. Tre olika utformningar av kopparkapseln och två varianter av stålkapslar studerades då.
En utvärdering baserad på faktorerna långsiktig säkerhet, tillverkningsteknik och ekonomi visade att en kopparkapsel med insats av stål var den mest ändamålsenliga.
Teknikutvecklingen fortsatte, vilket ledde till ytterligare mindre förändringar i utformningen. Insatsen tillverkas numera av segjärn i stället för gjutstål. Dagens kapselutformning, den så kallade referenskapseln, presenterades första gången i Fud-program 1998. Det är denna kapsel vi baserar våra säkerhetsanalyser på.