Nya forskningsrön från KTH visar på större problem för kopparkapslar i kärnbränsleförvar

Den 26 mars fick regeringen fått ta del av en nyligen publicerad studie i den vetenskapliga tidskriften Corrosion Science: arbetet har letts av Jinshan Pan, professor i korrosionslära vid KTH. Studien visar på nytt att det finns betydande risker för att nedbrytningsprocesserna väteförsprödning och spänningskorrosion kan påverka kopparkapslar i ett kärnbränsleförvar. Informationen om studie finns som en del av en skrivelse från professor emeritus Christofer Leygraf vid KTH rörande den miljöprövning av kärnbränsleförvaret som regeringen genomför. Prof Leygraf menar studien visar tydligt att mark- och miljödomstolens farhågor i domstolens yttrande till regeringen i januari 208 angående risker med vissa kopparkorrosionsprocesser nu har besannats. I skrivelsen redovisas och sammanfattas även den omfattande kritiska analys av kopparkapselns långsiktiga integritet som framförts i regeringens miljöprövning av KTH-forskare. Prof. Leygraf är kritisk till att Strålsäkerhetsmyndigheten SSM bara följer i kärnavfallsbolaget SKB:s fotspår och inte agerat som den kritiskt granskande oberoende kontrollmyndighet man kunde förvänta sig. Han menar att tillåtlighet för kärnbränsleförvaret inte kan tillstyrkas. 

I sitt yttrande till regeringen den 23 januari 2018 avstyrkte mark- och miljödomstolen ansökan om ett kärnbränsleförvar. Enligt domstolen är förvaret endast tillåtligt om sökanden, kärnavfallsbolaget SKB, kan redovisa underlag som klargör att kärnbränsleförvaret är långsiktigt säkert med avseende på kopparkapslarnas skyddsförmåga. Domstolen tog upp fem punkter men olika typer av korrosions- och kapselproblem där det måste visas att de är lösta innan förvaret kan få tillåtlighet enligt miljöbalken. Domstolen bedömde att följande osäkerheter avseende kapseln har störst betydelse vid den riskbedömning som ska göras:

a. korrosion på grund av reaktion i syrgasfritt vatten
b. gropkorrosion på grund av reaktion med sulfid, inklusive saunaeffektens inverkan på gropkorrosion
c. spänningskorrosion på grund av reaktion med sulfid, inklusive saunaeffektens inverkan på spänningskorrosion
d. väteförsprödning
e. radioaktiv strålnings inverkan på gropkorrosion, spänningskorrosion och väteförsprödning. 

I mars 2021 har en vetenskaplig studie ledd av Jinshan Pan, professor i korrosionslära, vid KTH, publicerats i den vetenskapliga tidskriften Corrosion Science. Studien visar att två av domstolens fem listade korrosionsrisker (c och d) har bekräftats fortfarande vara ett problem. Pans kollega Christofer Leygraf, professor emeritus i korrosionslära vid KTH, har i en skrivelse den 26 mars uppmärksammat regeringen på studien. Prof. Leygraf skriver: 

”Dessa nya rön, baserade på ett unikt angreppssätt utfört vid synkrotronljusanläggningen DESY i Hamburg, visar att alla förutsättningar för de snabba nedbrytningsprocesserna väteförsprödning och spänningskorrosion föreligger i slutförvarsmiljön med kopparkapslar. Det är bara en tidsfråga innan processerna förväntas uppträda. Även om sulfidhalterna är högre i dessa försök än i Forsmarks grundvatten så förväntas halterna öka lokalt pga. mikrobiell aktivitet samt saltindunstning (den s.k. saunaeffekten, se punkt c ovan). Kopparmetallen försvagas av främst väte men även svavel, vilket leder till sprickbildning där kapslarna är utsatta för mekaniska spänningar.

Lägger man till domstolens punkt e ovan vet man genom andra studier att de processer som observeras i den aktuella artikeln påskyndas än mer av strålning, dels genom ett ökat väteintag i kopparmaterialet dels genom en högre grad av lokalisering av korrosionsangreppen.”

Prof. Leygraf beskriver i skrivelsen även sin och andra KTH-forskares roll i forskning om och granskning av riskerna för korrosion av kopparkapslar. I skrivelsen sammanfattas hur forskarna har deltagit i mark- och miljödomstolens och regeringens prövning och bidragit med oberoende analys till Strålsäkerhetsmyndigheten SSM. Han är mycket kritisk till hur SSM inte beaktat det som framförts och skriver: 

”Sammantaget har SSM enligt undertecknads syn på händelseutvecklingen inte agerat som den kritiskt granskande oberoende kontrollmyndighet man kunde förvänta sig, utan följt i SKBs fotspår.”

I en artikel i Ny Teknik den 31 mars intervjuas professorerna Jinshan Pan och Christofer Leygraf om den nya studien och vad den betyder. Johannes Johansson, kärnavfallsbilaget SKB:s expert på kapselmaterial, ges möjlighet att kommentera och menar att undersökningen är gjord i en miljö som inte är exakt den som kommer finnas i kärnbränsleförvaret. Enligt Johansson kommer bentonitleran runt kapseln att skydda kapseln från korrosion.

Miljöorganisationernas kärnavfallsgranskning MKG konstaterar att det är självklart att det i en vetenskaplig studie används högre halter av skadliga ämnen är i förvarsmiljön för att accelerera den process som undersöks. Resultaten och slutsatserna är naturligtvis högst relevanta ändå. Och att leran i Forsmarkberget där förvaret planeras inte kommer att svälla och skydda kapseln förrän efter mer än tusen år i de flesta deponeringshålen för kopparkapslar tar inte bolagets expert upp. Självklart är de problem som KTH-forskarna tar upp avgörande för bedömningen av kärnbränsleförvarets långsiktiga säkerhet.
 

Länkar:

E-post från Christofer Leygraf, KTH, 210329>>
Skrivelse från Christofer Leygraf, KTH, angående regeringens pågående prövning av kärnbränsleförvaret, 210329 >>

Bilagor:
A. Ny artikel i Corrosion Science, mars 2021 >>
B. Analys av kärnbränsleförvarsfrågan, 26 april 2018 >>
C. Remissvar, forskare KTH 13 september 2019 >>
D. Komplettering remissvar, forskare KTH 23 november 2019 >>
E. The most important comments to the SKB LOT-report TR-20-14 >>
F. Comments to the quality assurance review draft report of the SKB:s LOT-experiment, 23 november 2020 >>

 

Ny Teknik “Nya rön: Slutförvarets kapslar riskerar att försvagas av väte”, 210331 >>

[pdf] Ny Teknik “Nya rön: Slutförvarets kapslar riskerar att försvagas av väte”, 210331 >>

Tidigare nyheter på MKG:s hemsida:

SSM:s godkännande av de ovetenskapliga LOT-resultaten skickade till regeringen, 210311 >>

Anmärkningsvärt att att SSM godkänner SKB:s ovetenskapliga LOT-redovisning 210311 >>  

Krönika: SSM:s kvalitetsgranskning måste se till att kopparkorrosionen i LOT-försöket undersöks! 210305 >>

KTH-forskare kritiska till SSM-granskningen av LOT, 210226 >>

KTH-forskare starkt kritiska till SKB:s LOT-redovisning, 201123 >>