I mars 2021 publicerades en ny studie i den vetenskapliga tidskriften Corrosion Science. Arbetet leddes av Jinshan Pan, professor i korrosionslära vid KTH. Studien visade genom användning av avancerade mätinstrument på nytt att det finns betydande risker för att nedbrytningsprocesserna väteförsprödning och spänningskorrosion kan påverka kopparkapslar i ett kärnbränsleförvar. Professor emeritus i korrosionslära vid KTH Christofer Leygraf lyfte vid tillfället vikten av artikeln till regeringen och menade att studien visar tydligt att mark- och miljödomstolens farhågor i domstolens yttrande till regeringen i januari 2018 angående risker med vissa kopparkorrosionsprocesser var besannade. Artikeln gick ut på remiss till Strålsäkerhetsmyndigheten SSM och kärnavfallsrådet hösten 2021. I februari 2022 publicerades en s.k. ”Comment” i Corrosion science där två anställda vid kärnavfallsbolaget SKB och en till bolaget nära knuten konsult kritiserar KTH-artikeln. I en s.k. ”Reply to Comment” svarar prof. Pan och kollegor bolaget och konstaterar att de förklarar de frågeställningar bolaget lyfter och vederlägger påståenden som bolaget framför.
KTH-artikeln från i mars 2021, kärnavfallsbolaget SKB:s kommentar och KTH-forskarnas svar kan laddas ner nedan. Av intresse är att KTH-forskarnas svar är nästan lika lång som den ursprungliga artikeln vilket betyder att den tillför betydande ytterligare vetenskaplig information till artikeln.
Efter att ha gett en bakgrund gör först KTH-forskarna följande kommentar i inledningen:
”The Comment concerns the following issues: (i) the claim that H penetration has caused the observed effects, (ii) unexplained phenomena in the presented data, (iii) the DFT results being in conflict with those of other studies, and (iv) the conclusions drawn regarding sulfide-induced SCC of Cu-OFP in a final repository for spent nuclear fuel. In this Reply, we address each of these raised issues, giving our explanations, arguments and rebuttals. We believe that the discussions and debates will not only lead to an improved understanding of the important scientific questions involved in the system, but also help to identify remaining questions that need further studies. We emphasize that utilizing state-of-the-art techniques and modeling tools available today can provide new knowledge that was missing in the past.”
Miljöorganisationernas kärnavfallsgranskning MKG anser att är viktigt att ny kunskap tillförs med den modernaste tekniken som finns tillgänglig, något som KTH-forskarna nu gör. Detta är kärnavfallsbolaget SKB tydligt ointresserad av.
KTH-forskarna sammanfattar sitt svar på följande sätt:
”In conclusion, we have provided explanations to the questions raised in the Comment about our experiments, and also rebuttal to the statements that we don’t agree with the Comment. Although further studies are needed to clarify some issues, our HEXRD measurement yielded unique information about heterogeneous lattice deformation in the Cu microstructure caused by the two months exposure to a simulated ground water containing 0.001 M sulfide. Our findings indicate that H and probably also S entered the microstructure during the exposure, most likely via the grain boundaries, leading to the microstructure degradation, especially in the near surface region.
In the interpretation the experimental observations, careful analysis of the data should be done before drawing the conclusion of “no significant H uptake”. In the measurement and discussion of H uptake, not only the total amount/concentration of H in the bulk, but also its local distribution/segregation at the grain boundaries, should be considered.
We agree with the Comment that further analyses employing a wider range of material characterization methods should be done in order to draw clear conclusions. In particular, we emphasize the need to utilize state-of-the-art techniques, e.g., high resolution TEM/EDX to exam the corrosion frontier, SIMS to map the local distribution and segregation of H and S at the grain boundaries, synchrotron HEXRD to reveal the microstructure deformation beneath the corrosion product film, and neutron techniques to simultaneously detect local accumulation of H and formation of cracks in metals.
Our DFT results indicate the possibility for dissociative adsorptions of hydrogen-sulfide species on the Cu surface, and an enhanced H adsorption by the presence of S, in agreement with other studies. Moreover, our results suggest that the water environment leads to sur-face reconstruction and thus promotes H insertion into the Cu lattice. We agree that more extended models should be used to study the cooperative surface adsorption and reactions between different species. We emphasize that the cooperative segregation of S and H at the grain boundaries should be studied in order to provide fundamental under-standing of the role of S and H in the sulfide-induced SCC and embrittlement of Cu.
With regard to the implications of the studies of sulfide-induced SCC for a geological repository, our results, together with the previous re-ports from experimental studies of sulfide-induced SCC and creep of Cu, indicate that there is a potential risk for such complex corrosion of the Cu canister in the repository environment. We emphasize that, the risk assessment for such an important system should not only consider the expected conditions, but also unlikely events, such as the defects and local damages in the bentonite barrier and the risk for sulfide-induced SCC and H embrittlement. In the calculation of the corrosion allowance, the serious consequence of SCC and embrittlement (i.e., micro-structure degradation causing cracking and brittle failure) should be taken into account instead of the corrosion depth which is only valid for uniform corrosion.”
Miljöorganisationernas kärnavfallsgranskning MKG anser att det är viktigt att förstå att kärnavfallsbolagets forskning inom områden där det kan komma fram för bolaget besvärliga forskningsresultat är helt undermålig. Det visar dels bolagets hemlighållande av viktiga försöksresultat från LOT-experimentet, men även den kritik som bolaget nu framför mot den avancerade kopparforskning som utförs vid KTH. Det är uppenbart att bolaget inte är intresserad av forskning som kan komma fram till andra resultat än de som bolaget ”tror på”.
Länkar:
Tidigare nyheter på MKG:s hemsida:
SSM:s godkännande av de ovetenskapliga LOT-resultaten skickade till regeringen, 210311 >>
Anmärkningsvärt att SSM godkänner SKB:s ovetenskapliga LOT-redovisning 210311 >>
KTH-forskare kritiska till SSM-granskningen av LOT, 210226 >>
KTH-forskare starkt kritiska till SKB:s LOT-redovisning, 201123 >>
Om kärnbränsleförvaret och SFR 2
