Kopparkapseln klarar korrosionen i ett slutförvar

En återkommande fråga kring Kärnbränsleförvarets säkerhet handlar om kopparkapseln och om den kan korrodera under syrgasfria förhållanden. Den etablerade vetenskapen säger att koppar i rent syrgasfritt vatten korroderar i så liten omfattning att det inte har någon betydelse för säkerheten i ett slutförvar. SKB:s forskningsresultat ger gott stöd för den synen.

Hallå där Allan Hedin, vad är de senaste rönen i den här frågan? Kan kapseln korrodera i ett slutförvar?

– Ja, det finns korrosionsprocesser i ett slutförvar som påverkar kopparkapseln. Den viktigaste handlar om sulfidkorrosion, det vill säga korrosion orsakad av svavelföreningen sulfid som bland annat finns naturligt i låga halter i svenska grundvatten. De beräknade riskerna ligger en bra bit under SSM:s gränsvärde varför vi anser att det går att bygga ett förvar som är långsiktigt säkert.

Vissa andra forskare, bland annat från KTH, har genomfört experiment med koppar i rent syrgasfritt vatten och påstår utifrån resultaten att koppar kan korrodera utan syrgas närvarande. Vad säger SKB om den möjligheten?

– Vi har låtit en forskargrupp vid Uppsala universitet upprepa KTH-forskarnas experiment, men under mer kontrollerade förhållanden. Då ser man inga effekter som kan tolkas som korrosion. Dessutom har en forskargrupp i Göteborg med SKB:s stöd utvecklat en alternativ metod att studera koppar i rent, syrgasfritt vatten. Metoden är i flera avseenden enklare än KTH-forskarnas och också känsligare. Inte heller där ser man några effekter som tolkas som korrosion, trots långvariga studier av många olika kopparkvaliteter.

– Vår slutsats är därför att koppar korroderar i rent, syrgasfritt vatten bara i den mycket ringa omfattning som förutsägs av den etablerade vetenskapen. Denna omfattning är alldeles för liten för att observeras i experiment och har ingen betydelse för förvarets säkerhet.

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 slutförvaret vid förslutning, framför allt i bentonitens 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 eftersom effekterna av de kända korrosionsprocesserna långt överstiger den ytterst ringa effekten av korrosion utan syre närvarande.

Hur ser kopplingen mellan kopparkorrosion och gammastrålning ut? Kan strålningen öka korrosionen och påverka säkerheten efter förslutning?

– I Kärnbränsleförvaret kan gammastrålningen bidra till korrosionen på två sätt: genom bildning av salpetersyra under den tid när leran tar upp vatten och genom radiolys (sönderdelning) av vatten när leran är vattenmättad. Pessimistiska beräkningar i vår säkerhetsanalys visar att ingen av dessa korrosionsprocesser har någon nämnvärd inverkan på kapseln jämfört med sulfidkorrosion. Både tidigare och nyligen publicerade experimentella studier av kopparkorrosion i strålningsmiljö visar på mindre effekter än de vi försiktigtvis räknat med i säkerhetsanalysen.