1.3 MB - SKB

skb.se

1.3 MB - SKB

ÄSPÖ LABORATORIET


I Äspölaboratoriet, djupt nere i det svenska urberget, pågår generalrepetitionen inför

byggandet av ett slutförvar för använt kärnbränsle. På nästan 500 meters djup jobbar

forskare och ingenjörer tillsammans med att göra fältförsök och ta fram tekniska

lösningar som gör slutförvaret säkert för både människa och miljö.

Äspölaboratoriet liknar i mångt och mycket det framtida slutförvaret. Det mesta

finns redan på plats: kapslarna, leran, maskinerna, tunnlarna och deponeringshålen.

Men på en viktig punkt skiljer sig anläggningarna åt – det använda kärnbränslet

finns naturligtvis inte här.

Välkommen till underjorden!


3

Genrep och forskningsresurs

Äspölaboratoriet utanför Oskarshamn är en unik anläggning. Här bedriver SKB

forskning och utveckling i full skala inför byggandet av ett slutförvar för använt

kärnbränsle.

Äspölaboratoriet utanför Oskarshamn är centrum för den generalrepetition som

pågår för att bygga ett slutförvar för använt kärnbränsle. Bilden till vänster visar

forskarbyn. Den underjordiska delen av laboratoriet består av en tunnel som går

ner till 460 meters djup, se bilden till höger.

För att förstå de långsiktiga förändringarna

i ett slutförvar för använt

kärnbränsle krävs forskning, både i

laboratorium och i fält. SKB har en

unik anläggning i Äspölaboratoriet.

I detta underjordiska berglaboratorium

på nästan 500 meters djup genomför vi

en rad försök i samarbete med både

svensk och internationell expertis.

ÖVAR OLIKA MOMENT

Syftet är att ta reda på hur slutförvarets

barriärer (kopparkapseln, bentonitbufferten

och berget) hindrar radioaktiva

ämnen i det använda bränslet från att ta

sig upp till markytan. Laboratoriet är

en vidareutveckling av det arbete som

tidigare bedrevs i Stripa gruva i

Bergslagen.

Största delen av Äspölaboratoriets

verksamhet handlar emellertid om

teknikutveckling. Här pågår en generalrepetition

av olika arbetsmoment i

slutförvaret. Bland annat övar vi på att

deponera kapslar, fylla och plugga igen

tunnlar, samt att återta redan deponerat

bränsle. Att testa olika maskiner, som

ska användas i slutförvaret, är en annan

viktig uppgift.


4

De olika försöken äger rum i grenar och

nischer i tunneln. Några försök är avslutade

men de flesta pågår fortfarande.

Horisontell deponering

RNR-försöket

True Block Scale

Demoförsöket

Alternativa

buffertmaterial

Återfyllning

och pluggning

Pelarförsöket

Minican

Prototypförvaret

Zedexförsöket

Lotförsöket

Återtagsförsöket

RNR-försöket

TBT-försöket

Mikrobprojektet

Lasgitförsöket

Tvåfasflöde

LTDE-försöket

Matrisförsöket

Rexprojektet

Kolloidförsöket

True-1

SPIRALFORMAD TUNNEL

Den underjordiska delen av Äspölaboratoriet

är utformad som en tunnel från

Simpevarpshalvön, där Oskarshamns

kärnkraftverk ligger, till södra delen

av Äspö. På Äspö fortsätter huvudtunneln

i två spiralvarv ned till ett

djup av 460 meter. De olika försöken

äger rum i grenar och nischer i

huvudtunneln. På Äspö finns laboratoriets

ovanjordsanläggning. Tunneln

är där ansluten till schakt för hiss och

ventilation. Ovan jord finns en forskarby

med kontor, förråd osv.

METODER OCH MODELLER

Anläggningen började byggas 1990 och

stod klar 1995. Tiden före och under

bygget användes till att pröva olika

metoder för att göra platsundersökningar

(noggranna undersökningar av

berggrunden). Metoderna utvecklades

liksom de modeller som användes för

att beskriva bergets egenskaper. Vi

ville framför allt försäkra oss om att de

borrhål som borrats från markytan gav

tillräcklig information om berget. Väl

under jord kunde berget studeras i detalj

från laboratoriets tunnlar och schakt.


5

Fler än 10 000 besökare kommer till Äspölaboratoriet

varje år.

Det använda kärnbränslet ska deponeras på cirka

500 meters djup. Slutförvarets barriärer – kapseln,

bufferten och berget – hindrar de radioaktiva ämnena

från att ta sig upp till markytan.

Det är viktigt att testa alla arbetsmoment och

maskiner i realistisk miljö.

SAMARBETE ÖVER GRÄNSERNA

Flera olika länder deltar i de försök

som görs i Äspölaboratoriet. SKB

samarbetar i dag med en rad länder och

organisationer som jobbar med kärnavfallsfrågor.

I olika former och projektgrupper

arbetar vi tillsammans med

systerorganisationer, forskningsinstitut

och universitet i bland annat Finland,

Frankrike, Japan, Kanada, Schweiz,

Spanien, Tjeckien och Tyskland.

De internationella kontakterna är viktiga

för att jämföra olika metoder för

beräkningar och analyser samt för att få

en grundligare diskussion och värdering

av resultaten. Samarbetet betyder också

att resurserna kan utnyttjas bättre. Det

ger oss även möjlighet att anlita de

främsta experterna inom olika områden.

Däremot handlar inte det internationella

samarbetet om att Sverige ska kunna ta

emot kärnavfall från andra länder.

MÅNGA BESÖKARE

Äspölaboratoriet är ett stort besöksmål.

Varje år tar Äspölaboratoriet emot över

10 000 besökare både från Sverige och

från utlandet. Vi visar gärna anläggningen

för alla intresserade och berättar

om vår verksamhet. Kostnadsfria guidade

turer ges året om. Åldersgränsen

är sju år. Besök www.skb.se för mer

information.


6

Tekniken i praktiken

Vi vet hur slutförvaret för använt kärnbränsle ska se ut i teorin. Generalrepetitionen

av de praktiska delarna pågår för fullt i Äspölaboratoriet. Här testar vi både maskiner

och metoder.

Deponeringsmaskinen som ska användas i slutförvaret måste testas under realistiska förhållanden.

REALISTISKA FÖRHÅLLANDEN

I ett slutförvar för använt kärnbränsle

ställs mycket höga krav på strålskydd

och driftsäkerhet. Att testa olika

maskiner och metoder i en realistisk

miljö blir därför en allt viktigare del av

verksamheten ju närmare i tiden vi

kommer byggstarten för slutförvaret.

I Äspölaboratoriet pågår en rad försök

för att utveckla slutförvarets barriärer

och deponeringstekniken. Några –

men långt ifrån alla – finns beskrivna

på detta uppslag. Slutförvarsmetoden

bygger på att SKB ska gå fram i steg.

Till en början kommer bara mellan fem

och tio procent av den totala mängden

använt kärnbränsle att deponeras.

Under tiden ska metoden utvärderas.

Om utvärderingen av någon anledning

ger ett negativt resultat måste vi vara

beredda på att frilägga och ta upp

kapslarna ur deponeringshålen igen.

Detta provar vi i Återtagsförsöket.

MASKIN FÖR DEPONERING

I en närliggande tunnel prövar vi i det

så kallade Demoförsöket hur man bäst

placerar de 25 ton tunga kopparkapslarna

med använt bränsle och den omgivande

bentonitleran i deponeringshålen.

Vi har tagit fram en fjärrstyrd och strålskyddad

deponeringsmaskin för att

kunna genomföra försöket. SKB testar

också tekniken för att fylla och plugga

igen tunnlar. I Äspölaboratoriet har vi

fyllt och pluggat igen ett 30 meter långt

försöksområde i en sprängd tunnel.

Vi följer kontinuerligt fyllningens och

pluggens tätningsförmåga med hjälp

av ungefär 200 olika mätinstrument.

Resultaten från mätningarna kommer

att ge svar på om tekniken fungerar och

hur väl de beräkningsmodeller, som vi

hittills har använt oss av, stämmer med

verkligheten.


7

I Prototypförvaret har vi byggt upp en kopia av en del av slutförvaret.

Bilden visar hur en av de sex kapslarna deponeras.

Försöken innebär att en rad mätinstrument måste

installeras. Här dras kablar mellan olika utrymmen.

OLIKA LEROR

Kapslarna med det använda bränslet

ska vara inbäddade i en buffert av bentonitlera.

Hittills har vi koncentrerat

oss på att undersöka en amerikansk

bentonitlera med en bestämd sammansättning.

Nu ska vi även testa om andra

bentonitleror från Indien och Grekland

fungerar lika bra eller kanske till och

med bättre. Försöken görs i den så

kallade Apse-tunneln, där vi tidigare

gjort mätningar av spänningar i berget.

För att visa hur ett slutförvar fungerar

har vi byggt upp Prototypförvaret – en

deponeringstunnel med sex kapslar i

full skala. Något använt kärnbränsle

används inte vid försöket. Värmeutvecklingen

från bränslet åstadkoms

i stället av elektriska värmare. I borrhålen,

leran, kapslarna, bentonitleran,

återfyllningen och berget runt

omkring finns mätinstrument som

registrerar vad som händer.

LIGGANDE KAPSLAR

Kapslarna med använt kärnbränsle kan

deponeras både stående och liggande.

När kapslarna deponeras horisontellt

krävs specialutformad utrustning för

både borrning av deponeringshålen och

själva deponeringen. Detta testar vi på

220-metersnivån i Äspötunneln.


8

Vid forskningsfronten

SKB:s forskning handlar till stor del om vad som händer på lång sikt

i slutförvaret med kapseln, bufferten och berget. På Äspölaboratoriet

kan vi göra fältförsök för att göra bilden av förvaret så fullständig

som möjligt.

Det är viktigt att ta reda på hur vattnet strömmar i berget för att man ska kunna avgöra om slutförvaret är säkert.

SÄKERHET I CENTRUM

Även om de teknikorienterade försöken

numera dominerar verksamheten vid

Äspölaboratoriet pågår även en rad

experiment som har med slutförvarets

säkerhet på lång sikt att göra. Målet är

att förstå alla de förändringar som

uppkommer i slutförvaret och hur de

påverkar förvarets förmåga att isolera

det använda kärnbränslet.

Om en kapsel av någon anledning inte

skulle vara tät kan vatten komma in i

den och leda till att gjutjärnsinsatsen i

kapseln korroderar. I projektet Minican

undersöker vi hur korrosionen utvecklas

i gapet mellan insatsen och kopparhöljet.

Fem kapslar i miniatyrformat

sänks ner i borrhål och övervakas. På

alla kapslarna är höljet genomborrat

med små hål.

Även Lasgitförsöket har koppling till

vad som händer om kapseln inte är

tät. När järnet i insatsen rostar bildas

vätgas. Trycket inuti kapseln stiger

och gasen letar sig då ut genom den

omgivande bentonitleran. Detta skulle i

teorin kunna leda till att det bildas kanaler

i leran. I Lasgitförsöket trycksätter vi

en kapsel med gas för att kontrollera att

detta inte händer i verkligheten.

LIV UNDER JORDEN

Ett av de intressantaste projekten är de

försök med underjordiska bakterier

som görs i Äspölaboratoriet i det så

kallade Mikrobförsöket. Ett av målen


9

Provtagning av mikrober. Underjordiska mikrober kan skydda kapseln mot

korrosion.

Undersökningar i borrhål in i bergväggen ger kunskap om hur olika radioaktiva

ämnen letar sig in i sprickor och porer i berget.

med Mikrobförsöket är att ta reda på

om bakterier som producerar sulfidjoner

kan överleva i det lager av bentonitlera

som omger varje kapsel i slutförvaret.

Sulfidjoner kan vara ett hot mot kapslarna,

eftersom de kan få kapseln att

korrodera. Men mikroberna kan också

motverka korrosion i och med att de

förbrukar syre, som annars kan reagera

med kopparn. Mikrobförsöket ska

undersöka i vilken omfattning mikrober

kan hålla förvaret fritt från syre.

PAKET I GOLVET

Syftet med Lotförsöket är att studera

hur bentonitleran förändras med tiden

dels i en miljö som liknar den i det

framtida förvaret, dels i en ännu mer

aggressiv miljö. Paket med kopparrör

och bentonit har placerats i borrade

hål i tunnelns golv. Efter att paketen

värmts upp under ett antal år tar vi

upp dem och undersöker hur lerans

egenskaper har förändrats och hur

radioaktiva ämnen har rört sig i leran.

För att undersöka hur bentonitlera påverkas

av värme har vi stoppat ner paket med

kopparrör och lera i hål i tunnelgolvet.

Paketet värms upp av elektriska värmare.


10

Det gäller att gå på djupet för att kunna

bygga ett säkert slutförvar.

BERGET FÖRDRÖJER

Syftet med LTDE-försöket är att

undersöka i vilken utsträckning olika

radioaktiva ämnen tar sig in i porer

och sprickor i berget. Fenomenet kallas

diffusion och är viktigt för bergets förmåga

att bromsa transporten av de

radioaktiva ämnena. Vi vill också få

data för sorptionsegenskaperna för

olika radioaktiva ämnen. Sorption är

den process vid vilken ett ämne i lösning

fäster på en fast fas.

SMÅ SVÄVANDE PARTIKLAR

Kan kolloider transportera radioaktiva

ämnen? Den frågan har funnits på

dagordningen länge och utreds nu

ytterligare i Kolloidförsöket. Kolloider

är partiklar som är så små att de kan

hålla sig svävande i en lösning utan att

sedimentera. Storleken brukar variera

mellan en tusendels och en miljondels

millimeter. De finns naturligt i grundvattnet

och i senare skeden av förvarets

utveckling kan strömmande grundvatten

erodera bentonitleran i bufferten

så att det bildas kolloidala partiklar

även på detta sätt.


I denna broschyr skrapar vi bara på ytan när det

gäller verksamheten i Äspölaboratoriet. Mer om de

olika experimenten finns i skriften Experiment vid

Äspölaboratoriet. Ladda ner eller beställ den från

SKB:s webbplats www.skb.se.

Webbplatsen innehåller också mer information om

vad vi gör, våra anläggningar och om våra planer

för framtiden. Kontakta oss gärna om du har några

frågor eller vill besöka våra anläggningar.


Äspölaboratoriet

Oskarshamn

Recitera/Edita 2006-08

Box 5864 ● 102 40 Stockholm ● Telefon 08-459 84 00 ● www.skb.se

More magazines by this user
Similar magazines