Professor: Problem med liggande kopparkapslar

2014-10-16 08:13  
Geoteknikprofessor Roland Pusch.

Flera utmaningar väntar om SKB i framtiden väljer liggande förvaring av kopparkapslar med utbränt kärnbränsle. Det uppger geoteknikexperten Roland Pusch.

Roland Pusch, professor emeritus i geoteknik vid Luleå tekniska universitet, var under lång tid konsult på SKB, Svensk kärnbränslehantering AB. Bolaget ägs av kärnkraftsindustrin och jobbar med att ta fram en metod för att slutförvara svenskt använt kärnbränsle.

Den metod man valt - KBS-3V - innebär att kapslarna lagras stående i deponeringshål på 450 meters djup i Forsmarks urberg.

Men Ny Teknik kan också avslöja att SKB lägger också ned åtskilliga miljoner på att undersöka om förvaringen kan ske horisontellt. Bolaget har hittills (2003- 2013) satsat 100 miljoner kronor på att forska på alternativet - KBS- 3H i samarbete med sin finska motsvarighet Posiva som satsat lika mycket.

Roland Pusch berättar att det var han och SKB:s tidigare forskningschef Lars-Bertil Nilsson som ursprungligen presenterade förslaget med liggande kapslar i början av 90-talet. Men de förkastade snabbt metoden, säger han.

- Vi kom fram till att det är förenat med stora svårigheter att få in kapseln liggande i berget. Minsta bergsfragment som trillar in eller minsta utbuktning i berget kan få kapseln att fastna eftersom utrymmet till bergsväggen är mycket litet, och då står man där och kan inte skicka in någon för att få loss kapseln i tunneln på grund av den mycket hårda gammastrålningen från kapseln, säger han.

Samma utmaning kvarstår än i dag, runt 25 år senare, bedömer Roland Pusch.

Enligt KBS-3H-metoden ska kapslarna placeras liggande i 300 meter långa borrade tunnlar i slutförvaret i Forsmark. På SKB:s bergslaboratorium på Äspö i Oskarshamns skärgård undersöker man om metoden fungerar. En 95 meter lång tunneln (1, 85 m i diameter) har borrats och längst in har man placerat en kapsel som ligger, omgiven av bentonitlera, i en perforerad titanbehållare. Avståndet mellan behållaren och bergväggen är 43 millimeter och kiselgel har använts för att täta sprickor i berget.

SKB:s ingenjörer testar bland annat hur komponenterna fungerar i förvaret. Men man utvecklar också teknik för att borren inte ska komma i svang. Borrhålet måste bli så rakt som möjligt, just för att undvika att behållaren med kapseln fastnar när den skjuts in.

Enligt Pusch måste SKB också klara andra utmaningar om H-metoden väljs. De gäller samtidigt också för den ansökta metoden KBS-3V, vertikal lagring. Här handlar det om balansera vattenförhållandena i förvaret. Bentonitleran, som omger kapslarna, får inte bli för blöt under placeringen men inte heller för torr.

- Leran kommer att svälla av vattenupptagning och för mycket vatten innebär att det snabbt blir en lös lervälling som kan rinna ut i tunnlarna och ge materielförlust och besvärlig halka. Det behövs en förslutningsplugg som kan motstå ett tryck på minst 3 000 ton inräknat lerans svälltryck, uppger han.

Pluggarnas förmåga att motstå tryck är också det under utprovning på Äspölabbet, där det rinner mer grundvatten i berget än i det som ska användas i Forsmark.

I Forsmark beskrivs berget tvärtom vara ganska torrt. Om det rinner in för lite vatten i förvaringen riskerar leran att koka torrt, enligt Roland Pusch. Kapslarna med det uttjänt uranbränsle håller cirka 95 grader och temperaturen i den omgivande leran kan öka till över 100 grader om den är för torr och den kan då förlora sin isoleringsförmåga. Då värms också berget runt kapseln upp och bergsspänningarna ökar.

- Det gör att vartenda ett av borrhålen kommer att spricka enligt SKB:s egna beräkningar, säger han.

Själv anser han att det optimala vore om kapslarna deponeras på ett lutande sätt. Han säger sig ha presenterat en metod för SKB som han kallar KBS-3I. I står för "inclination, lutning. Genom att kapslarna lutar åt olika hålla kommer de längre ifrån varandra. Värmen avleds bättre, och risken för sprickbildning minskar, resonerar Roland Pusch.

Enligt honom skulle en sådan inplacering av kapslarna med utbränt bränsle i deponeringshålen bli betydligt enklare och säkrare, jämfört med de övriga två metoderna.



Gilla Ny Teknik på Facebook!

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt