Nytt försök med liggande kapslar i Äspölaboratoriet

Tekniken med att deponera det använda kärnbränslet i liggande kapslar går framåt. I slutet av 2013 installerades ett omfattande fullskaleförsök i Äspölaboratoriet, med allt från tillverkning av buffertblock till deponering av en kapsel i berget.

– Tekniken för hur de liggande kapslarna ska deponeras har utvecklats tidigare men i det här försöket har vi testat alla nyckelkomponenterna tillsammans, så som tillverkning av buffertblock, montering, transport och deponering av supercontainer med buffert och kapsel i samt förslutning med en plugg, säger Magnus Kronberg som är projektledare.

Redan 2011 påbörjades förberedelserna för det omfattande testet. En hel del teknik är densamma som för stående kapslar men flera speciallösningar har också utvecklats. Ett första steg var att tillverka bentonitblocken. Dessa är något större än de block som används vid vertikal deponering vilket gjorde att en ny form att pressa blocken i fick tas fram. Deponeringsmaskinen som SKB tidigare utvecklat för liggande kapslar har förbättrats med bland annat automatisk balansering och styrning.

Förberedelser ovan jord

Inför själva installationen av experimentet monterades kapseln och buffertblocken i en metallbehållare, en så kallad supercontainer. Detta gjordes ovan jord och det 46 ton tunga paketet kördes sedan ner till 220 meters djup i Äspölaboratoriet där deponeringen skulle ske. Även bentonitblocken som skulle placeras innanför och utanför supercontainern hanterades på motsvarande vis. Själva installationen gjordes i ett 95 meter långt deponeringshål där tidigare tester med liggande kapslar genomförts.

– Hela installationen gick väldigt bra och alla momenten fungerade. I ett tidigare skede hade vi dock en del praktiska problem vid hanteringen av buffertblocken, berättar Magnus Kronberg.

Det visade sig nämligen att bentonitblocken började torka och spricka sönder snabbare än förväntat. Först trodde man att det skulle räcka att plasta in blocken, men för att helt komma till rätta med problemet installerades en utrustning som kunde hålla luftfuktigheten på en jämn och hög nivå inne i hallen där monteringen ägde rum.

– Men det är sådana saker som lätt smiter förbi när man gör teoretiska studier, det krävs ibland verkliga tester i full skala för att upptäcka. Därför tycker jag att vi har lärt oss en hel del av det här försöket och jag kan redan nu se en del tekniska förbättringar i designen inför framtiden.

Processer i leran bevakas

Förutom att demonstrera tillverkning, hantering och installation av alla ingående komponenter i konceptet med liggande kapslar har också en viktig uppgift för försöket varit att visa att de initiala processerna i leran sker som man tänkt sig. Därför har cirka 220 sensorer installerats i berget, i bentonitblocken, på pluggen och på kapseln. Dessa mäter hur leran utvecklas och om kapsel eller plugg deformeras.

– Det är väldigt trångt inne i det 95 meter långa deponeringshålet och det är mycket utrustning som ska få plats. Vi har sågat hålrum i bergväggarna för kablarna och instrumenten, dessutom har vi varit tvungna att modifierat pluggen som tätar deponeringshålet just för att få ut alla kablar, förklarar Magnus Kronberg.

Mätningarna registreras i en dator utanför deponeringshålet och redan nu kan Magnus Kronberg konstatera att leran börjat ta upp vatten från det omgivande berget och att svällningen kommit igång. Experimentet kommer nu att fortgå ett antal år innan pluggen öppnas och lera och kapsel analyseras.

Försöket ingår i ett större KBS-3H-projekt som är ett samarbetsprojekt mellan SKB och Posiva (Finland). Försöket är även med i projektet Lucoex som genomförs inom ramen för Euroatom och EU:s sjunde ramprogram för utveckling inom forskning och teknik. I Lucoex deltar även SKB:s systerorganisationer från Frankrike (Andra), Schweiz (Nagra) och Finland (Posiva). Japanska Numo har visat stort intresse för försöket med liggande kapslar och har haft personal på plats på Äspölaboratoriet för att lära sig mer om hur stora fullskaleprojekt planeras och genomförs.