Koppar i naturen ger viktiga pusselbitar
Vad händer med en kopparkapsel när den förvaras i lera under hundratusen år? De långa tidsperioderna gör det omöjligt för oss att undersöka detta i laboratorium. I stället får vi studera naturliga kopparfyndigheter och arkeologiska fynd som påverkats på olika sätt.
I naturen förekommer koppar för det mesta som mineral. Det vanligaste kopparmineralet i Sverige är kopparkis, en förening bestående av koppar, järn och svavel.
Barn med en klump av naturlig koppar.
Det är dock inte ovanligt att hitta ren koppar på ställen där förutsättningarna är de rätta. Fynden kan användas som så kallade naturliga analogier (likheter) till kopparkapslarna för använt kärnbränsle. På så sätt kan vi få en uppfattning om hur koppar beter sig i olika geologiska miljöer och under mycket långa tidsperioder.
– De naturliga kopparanalogierna får däremot inte tas som bevis för att Kärnbränsleförvaret kommer att fungera. Det är i stället säkerhetsanalysens uppgift, påpekar Christina Lilja, ansvarig för forskning om kapselmaterialfrågor på SKB.
Hjälper oss förstå
Däremot är de till stor hjälp för att vi ska kunna förstå de olika fenomen som kan uppstå under de långa tidsperioder det rör sig om. Kopparanalogier gör det också möjligt för oss att pröva om de beräkningsmodeller vi använder när vi gör säkerhetsanalyser för Kärnbränsleförvaret stämmer med verkligheten eller åtminstone ger resultat som ligger i rätt storleksordning.
En naturlig kopparanalogi som är intressant för SKB:s del är de fynd av kopparplattor som hittats i lerformationer i brittiska Littleham Cove. En kopparhaltig lösning har där trängt upp i lager av lera. En annan viktig fyndighet är den i finska Hyrkkölä. Där har korn av ren koppar bevarats inbäddade i lera i en miljö med höga sulfidhalter.
Miljö och hantering viktig
Även en del arkeologiska föremål kan ge kunskap om hur koppar korroderar under långa tidsperioder om de befunnit sig i en miljö som liknar den i Kärnbränsleförvaret och hanteras på rätt sätt efter det att de har hittats.
Både naturliga kopparanalogier och arkeologiska fynd har emellertid en stor brist. De har vad man kallar otydliga kemiska och fysikaliska gränsvärden. Med det menas att vi inte vet exakt hur miljön har förändrats över tiden på den plats där de hittades, vilket skick de befann sig i när de hamnade på platsen och heller inte alltid hur de hanterats efter att de hittades.
– För SKB:s del har framför allt en kanon från regalskeppet Kronan, som sjönk utanför Öland på 1600-talet och som begravdes i havsbotten, gett ytterligare ledtrådar när det gäller att förstå hur koppar korroderar, berättar Christina Lilja.
Går inte att räkna
– Där har vi analyserat leran i havsbotten noggrant och konstaterat att sammansättningen och miljön liknar den i Kärnbränsleförvaret.
När det gäller de kopparmynt från regalskeppet Wasa som figurerat i massmedierna, i samband med debatten om korrosion av koppar under syrefria förhållanden, kan man konstatera att det finns så många oklarheter att det inte går att göra några detaljerade beräkningar.
– Vissa fyndplatser har till exempel inte dokumenterats, säger Christina Lilja.
– Det är också oklart vad som hänt mynten innan de hamnade på Wasa, hur mycket mynten vägde innan de sjönk i havet samt hur de korroderat under den långa bärgningsperioden.
