Opinion

”Svavel okänt hot mot kopparkapslarna”

Foto: Curt-Robert Lindqvist/SKB
Foto: Curt-Robert Lindqvist/SKB

DEBATT. Koppar ska låsa in det utbrända kärnavfallet i bergrunden. Men kopparn är inte så beständig som vi tidigare trott. Tillsammans med svavel kan den börja korrodera, även långt ner i slutförvaret, skriver Björn Heed.

Koppar förekommer i naturen till och med ibland som gedigen metall och har då uppenbarligen klarat sig utan att korrodera under geologiska tidsrymder.

När man i samband med den stora debatten om kärnkraft, efter Three Mile Island-olyckan ville visa att det radioaktiva kärnavfallet skulle kunna isoleras från resten av världen i 100 000 år pekade man på just detta. Koppar korroderar inte och den kan hålla sig blank länge, nästan som guld och silver.

Snabbt skissades ett system upp för avfallslagring som byggde på att koppar är inert, inte förenar sig med andra ämnen. SKB har sedan hållit fast vid detta grundkoncept och nyligen ansökt om att få slutförvara kärnavfall i stora igensvetsade kopparkapslar.

Det ska emellertid till mycket speciella geologiska förhållanden för att koppar skall vara inert. I Sverige föreligger vad man vet inte sådana förhållanden någonstans. Vi har en hel del koppar i berggrunden, men ingen gedigen koppar. Den absolut övervägande delen av kopparn finns i form av sulfidmalm. Koppar binder nämligen gärna till svavel och svavel har vi i mängder.

Koppar klarar sig inte i längden när det finns syre och vatten närvarande. Detta är oomtvistat. Och livslängden för ett koppartak är bara i storleksordningen 100 år.

Det tillhör den kemiska vetenskapens triumfer att man har en bra förståelse för vilka kemiska reaktioner som kan inträffa, och vilka som inte kan.

Om de ingående atomerna kan ordna sig på ett sätt som ger lägre energi så har de en tendens att göra så. Skulle däremot en tänkbar reaktion göra att den nya energin blir större så kan den inte ske utan att energi tillförs utifrån.

Olika kemiska föreningarnas energier finns uppmätta och tabellerade. I fallet koppar och rent vatten verkar vi hamna i ett läge där mätningarnas noggrannhet och vad vi menar med korrosion kan ge upphov till olika tolkningar. Detta är i och för sig en intressant diskussion. Nere i berggrunden finns emellertid inte rent vatten. Däremot svavelhaltigt vatten.

Svavlet är bundet isulfat som ensamt inte är något större hot mot kopparmetall. Nu finns det emellertid även reducerande ämnen i vattnet, både vätgas och metan. Detta visste man mycket lite om för trettio år sedan, men nu vet vi. Tittar man på energiförhållandena visar det sig att koppar under sådana förhållanden mycket väl kan korrodera till kopparsulfid, tillbaka till sådan kopparmalm som vi redan har. De reducerande ämnena slår sig ihop med syret, svavlet med kopparen. Sammantaget blir energisänkningen betydande.

Hur fort de tänkbara reaktionerna kan gå är svårare att bedöma. Kanske det skulle ta 1 000 år, 10 år eller rent av 1 000 000 år för att korrodera hål i en kopparkapsel? För att få veta det krävs experiment. Här finns en helt plausibel mekanism för kopparkorrosion, som SKB inte har undersökt!

Om man vill hårddra det hela finns det I SKB:s ansökan inget belägg för att kopparkapslar skulle klara sig bättre i berget än plastburkar. Användningen av bentonitlera som komplement verkar bättre underbyggd men kombinationen med koppar är förstås tveksam eftersom bentonit vanligen innehåller sulfat.

Kanske omtumlande för den, som under decennier vant sig vid idén om kopparkapslar. Skulle koppar inte vara stabilt i vårt grundvatten? Flitiga kemister har mätt på nästan allting. Deras mätningar och reglerna för energiberäkningarna finns inbyggda i vitt spridda datorprogram. Ni som har tillgång till sådana, pröva att köra lite själva. Berätta om resultatet!

Björn Heed, civilingenjör, tekn dr och entreprenör