Stål får kärnavfall att börja rosta

2020-01-29 12:30  

Flera länder planerar att stabilisera sitt kärnavfall genom förglasning innan det slutförvaras. Men ny forskning visar att metoden inte är så stabil som man har trott. Ihop med stål riskerar avfallet att drabbas av korrosion.

Förglasning innebär att kärnavfall smälts samman med olika tillsatser för att det ska bilda ett mer stabilt glasmaterial.

I Sverige finns inga sådana planer, men till exempel USA och Frankrike siktar på att använda metoden innan avfallet deponeras i slutförvar. I USA finns också planer på att omvandla en del av avfallet till ett kristallint keramiskt material före slutförvaringen.

USA har ännu inte slutgiltigt valt metod för att slutförvara använt kärnbränsle. Tidigare föreslogs Yucca Mountain i Nevada som geologiskt förvar, men nu utreder det amerikanska energidepartementet andra alternativ.

Kärnavfall i form av glas och keramik testades

Ny forskning visar dock att metoden att stabilisera kärnavfall genom förglasning eller omvandling till keramiskt material inte är så solid som man tidigare har trott. En internationell forskargrupp, ledd från USA, har simulerat förhållanden i ett amerikanskt slutförvar och pressat stabiliserat kärnavfall mot rostfritt stål. Resultatet visar att kontakten med stålet gör att materialet korroderar snabbare.

Yucca Mountain. Foto: Courtesy Everett Collection/TT

Två typer av stabiliserat kärnavfall testades, dels borosilikatglas, dels titanatbaserad keramik. I båda fallen gick korrosionen snabbare i kontakt med stål.

Enligt forskarna kan korrosionen öka risken för att radioaktivt material kommer ut i omgivningen.

Pekar på oklarhet angående tidsaspekten

”De nuvarande modellerna för säkerhetsbedömning tar bara hänsyn till korrosion i individuella materialgrupper för sig, och åsidosätter den möjliga samverkan som olika material kan ha med varandra,” skriver forskarna i ett pressmeddelande. Därför föreslår de att sådan samverkan måste beaktas när barriärmaterial ska väljas till framtida slutförvar för använt kärnbränsle.

Försöken gjordes under 30 dagar. Geokemist Michael Holmboe vid Umeå universitet tycker att det är en svaghet i studien att forskarna inte har klargjort hur snabb korrosionen är.

– Är den ökade korrosionsprocessen tillräckligt snabb för att kunna vara farlig? Det får man inte svaret på, säger han.

Läs mer: Framtidens kärnkraftverk byggs i fabrik

Förglasning av kärnavfall är inte aktuellt i Sverige. Inte heller planeras rostfritt stål att användas i det svenska slutförvaret. Planen som Svensk kärnbränslehantering jobbar efter handlar om att avfallet stoppas i kapslar av gjutjärn och koppar. Kapslarna ska sedan omges av bentonitlera och deponeras på 500 meters djup i Forsmark.

Vill studera hur gammastrålning påverkar leran

Men Michael Holmboe tycker att det ändå finns en viktig lärdom att dra för svensk del från den internationella forskargruppens korrosionsstudie. Det handlar om vikten av att undersöka hur olika typer av material kan påverka varandra.

– Man har inte varit jättebra här på att titta på hur olika komponenter agerar med varandra. Koppardebatten i Sverige har handlat om hur koppar rostar i rent vatten, men det finns väldigt få studier som undersöker hur koppar interagerar med leran, säger han.

Det svenska slutförvaret för använt kärnbränsle planeras i Forsmark. Foto: Lasse Modin

Själv har han nyligen sökt anslag för att studera hur bentonitlera påverkas av gammastrålning från kärnbränslet.

Den internationella forskargruppens resultat har presenterats i tidskriften Nature Materials.

Linda Nohrstedt

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