view

Annonsplats







Faradbloggen

Ny övervakning på lösa boliner

22/11 2012

Bokhyllan

Bokomslag

Kul om kvantfysik

8/11 2012

Diagram: Låg andel högskoleingenjörer tar ut examen

Ifrågasatta KTH-forskare får stöd av färsk studie

NY VERSION: Forskare på Studsvik Nuclear har sett tecken på att koppar att bryts ned i vatten, utan att det funnits syre med. Tidigare har forskare från KTH hävdat samma sak – men blivit starkt ifrågasatta.
Resultatet kan vara viktigt för slutförvaret av kärnavfall. Enligt planerna ska det radioaktiva avfallet från svenska kärnkraftverk placeras i kopparrör.
– Men vad det innebär för slutförvaret vet vi inte ännu, säger Jan Linder, handläggare på Strålsäkerhetsmyndigheten.

Nu finns nya experiment som tyder på att koppar kan brytas ned i vatten, även när det inte finns tillgång på syre. Tidigare försök som visat samma sak har ifrågasatts starkt, bland annat för att det varit svårt att upprepa dem. Nu har forskare vid Studsvik Nuclear lyckats med det. Men det var inte helt lätt:
– Vi hade en del problem med att få det tillräckligt tätt, berättar forskaren Richard Becker.

Frågan om koppar kan brytas ned i syrefritt vatten är viktig för slutförvaret av kärnavfall. Tanken är att avfallet ska läggas i kopparkapslar, ett material som bland annat valts för att det inte ska brytas ned i slutförvaret.

Materialvalet är inte okontroversiellt. För ett par år sedan slog KTH-forskarna Gunnar Hultquist och Peter Szakálos larm om att koppar kanske inte är så stabilt när det är syrefritt som man tidigare trott. Bland annat har de konstaterat att vätgas bildas när koppar ligger i syrefritt vatten, vilket tyder på att koppar korroderar. Deras resultat har dock ifrågasatts, eftersom de delvis strider mot gängse teorier om hur korrosionen kan uppstå. I våras publicerades en rapport som visar att det är teoretiskt möjligt att koppar kan korrodera även under syrefria förhållanden.

– Tidigare har man sagt att koppar är immunt i rent syrgasfritt vatten. Nu finns både experimentella och teoretiska studier som visar att korrosion kan ske, säger Jan Linder, utredare på Strålsäkerhetsmyndigheten, som finansierat Studsvik-studien.

Samtidigt konstaterar han att det är svårt att dra några mer långtgående slutsatser.
– Vad det innebär för det planerade slutförvaret av använt kärnbränsle vet vi inte ännu, säger han.

Detsamma konstaterar Richard Becker.
– Det viktigaste resultatet är att vi bekräftat de tidigare studierna, säger han. Men vi har inte gått in på de bakomliggande orsakerna.

Inte heller har försöken pågått under så pass lång tid att det går att säga något om hur snabbt kopparn bryts ned på lång sikt – slutförvaret har en tidshorisont på en miljon år. I Studsvikforskarnas rapport finns siffror på korrosionshastighet, men Richard Becker säger att de är mer av spekulationer, ett försök att resonera kring hur resultaten skulle kunna tolkas.

– Försöken har pågått under två veckor, att extrapolera dem går helt enkelt inte. De går absolut inte att applicera på slutförvaret, säger Richard Becker.

För att kunna göra en sådan beräkning måste man veta exakt vad det är för process bakom, och dessutom hur mycket vätgas som bildas. Och sådana mätningar har inte gjorts. Det enda som är tämligen säkert är att det bildas mer vätgas än vad som mätts upp.

Försöken har gjorts på två kopparbitar som legat i ett standardiserat laboratorievatten som i princip är syrefritt. Som referens har även ett test gjorts med platina. När försöken gjordes med koppar förekom vätgasutveckling, som är ett tecken på att vattenmolekylerna spjälkas sönder, och forskarna hittade kopparjoner i vattnet – vilket tyder på att kopparn korroderar.

Forskarna har dock inte tittat på om reaktionen stannar och när det i så fall händer. En kemisk reaktion kan upphöra om det är överskott av reaktionsprodukter. I det här fallet skulle korrosionen av kopparn sluta om vätgastrycket runt om blir för högt.

Därför tycker Willis Forsling, professor emeritus i oorganisk kemi vid Luleå tekniska universitet och ledamot i statens Kärnavfallsråd, att sådana försök borde göras.

– Allt hänger på vätgastrycket, säger han. Om du hittar ett borrhål [i det planerade slutförvaret] där vätgastrycket är tillräckligt lågt kommer koppar att korrodera. Men för att reaktionen ska fortsätta måste vätgasen hela tiden transporteras bort. Vätgasen måste lösas i vatten och transporteras ut genom porerna i bentoniten runt kapseln, och det är en lång väg.

Han tror därför fortfarande inte att reaktionen får någon betydelse för slutförvaret. I våras tog han och Kärnavfallsrådets ordförande tydlig ställning i ett brev till miljöministern. "Även om kopparkorrosion i extremt rent vatten skulle kunna ske, kan den föreslagna mekanismen inte tillämpas på kopparkapslar i förvaret", skrev de då.

Det står Willis Forsling fast vid, även om man nu verifierat att det finns en reaktion som frigör vätgas. När jag frågar hur han kan vara så säker på att slutförvaret inte påverkas säger han att det är en fråga om sannolikhet.

Men han ifrågasätter inte resultaten som sådana. I Kärnavfallsrådets rapporter har det funnits frågetecken kring hur Hultquist och Szakálos gjort sina försök.

– Det är positivt att man upprepat deras experiment, säger Willis Forsling. Rent termodynamiskt är det här något nytt, något som borde in i läroböckerna.

Jan Linder på Strålsäkerhetsmyndigheten konstaterar att det behövs mer kunskap. Det finns planer på att finansiera fortsatt forskning, men han säger att det är SKB, kärnkraftsbolagens avfallsföretag, som har ansvar för att presentera tillräckligt med underlag som visar att slutförvaret blir säkert.

Naturskyddsföreningen och Miljöorganisationernas kärnavfallsgranskning, MKG, anser att det är viktigt att gå vidare för att förstå hur den här processen direkt eller indirekt kan påverka kopparkapslarna i ett slutförvar. "Det är en självklarhet att detta måste göras innan det är möjligt att gå vidare med granskningen av slutförvarsansökan", skriver MKG på sin webbsida.

SKBs forskningschef Peter Wikberg har ännu inte tagit del av den nya rapporten när Farad når honom. SKB finansierar just nu ett forskningsprojekt kring korrosion i rent vatten vid Uppsala universitet. Det projektet kommer att vara klart om ungefär ett år.

11/1 2012 Komplettering med synpunkter från KTH-forskaren Peter Szakálos:

Peter Szakálos är glad över att försöken upprepats, men lägger till:

– Det borde naturligtvis ha gjorts redan för 30 år sedan.

Medan Studsvikforskarna är försiktiga med att använda ordet "korrosion" i samband med de nya försöken tycker Peter Szakálos att det är helt klart att det är just korrosion och att kopparn bryts ned, eftersom man hittar höga halter fri koppar efter försöken.

– De har bekräftat att korrosion sker, det är spektakulära halter koppar på insidan av glasburken.

Peter Szakálos tror inte på Willis Forsling resonemang om att reaktionerna kommer att stoppas för det efter ett tag kommer att ha byggts upp ett tillräckligt högt vätgastryck.

– Vätgas tar sig genom metalliskt järn och koppar, så varför skulle lera stoppa den? frågar han. Dessutom vet man att löst vätgas, liksom löst syrgas, snabbt konsumeras på grund av den mikrobiella aktiviteten som råder i slutförvarsmiljön.

Bentonitleran gör dessutom situationen värre, säger Peter Szakálos.

– Den har en närmast oändlig yta som kan fånga upp kopparjoner.

Sus Andersson

23/12 2011