Kopparkorrosion, fortsatt replik

Relevanta dokument
Naturskyddsföreningens och MKG:s synpunkter på kärnbränsleförvarsprövningen. 8 maj 2018

Svar om tidplan med anledning av avstämningsmöte 3/2012 om kopparkorrosion ( )

kopparkorrosion

Svar till SSM på begäran om förtydligande rörande krypdeformation för kapseln

Kommentarer till Kärnavfallsrådets kunskapslägesrapport. Miljödepartementet, 6 mars 2018

Granskning av SKB:s säkerhetsanalyser som avser slutförvaring av använt kärnbränsle. Presentation Östhammars kommun 20/5 2019

Begäran om komplettering av ansökan om slutförvaring av använt kärnbränsle och kärnavfall - tillverkningsaspekter för ingående delar i kapseln

SKB:s arbete med kopparkorrosion i rent vatten under 2000-talet

Kan man förlita sig på koppar som korrosionsbarriär?

SKB:s kommentarer kring Szakálos presentation 14 september

relaterat till ansökan om slutförvaring av använt kärnbränsle

SSM:s arbete med korrosionsfrågor relaterat till ansökan om slutförvaring av använt kärnbränsle

Möte med SSM om kopparkorrosion

Varför etablerad korrosionsvetenskap underkänner KBS-3 modellen för slutförvaring av högaktivt kärnavfall

Yttrande och komplettering KBS-3 tillåtlighet och tillstånd

Varför etablerad korrosionsvetenskap underkänner KBS-3 modellen för slutförvaring av högaktivt kärnavfall- SLUTANFÖRANDE

Bilaga 3. Korrespondens maj juni 2009 mellan MKG och kärnavfallsbolaget SKB rörande bolagets kopparkorrosionsforskning

Svar till SSM på begäran om komplettering rörande tillverkningsaspekter för ingående delar i kapseln

Hantering av SSMs granskningsrapporter UDS och GLS. Johan Andersson Kristina Skagius Anders Ström Allan Hedin

Ytterligare information om kopparkorrosion i rent vatten

Svar till SSM på begäran om komplettering avseende degraderingsprocesser för kapseln

Minican Brytning av försök 3

SKB:s respons på MKG:s brev till SSM daterat angående den av SSM genomförda kvalitetsgranskningen av SKB:s kopparkorrosionsexperiment

Frågor ställda av Mark- och miljödomstolen under huvudförhandlingen om ett slutförvar för använt kärnbränsle t.o.m. 24 oktober 2017.

Pågående korrosionsforskning på SKB

Till: Svensk kärnbränslehantering AB, SKB Box Stockholm.

Vad Uppsalaforskarna bör ta till sig för att öka sin trovärdighet, redovisat i 5 punkter

SKB har anlitat forskare från Ångströmlaboratoriet (Uppsala universitet) i 6 år nu för att studera om koppar korroderar i rent vatten

Kopparkapsel i KBS-3. Kopparkorrosion i in situ experimentet Minican

Kopparkorrosion Kopparkorrosion

Hannu Hänninen samt Willis Forsling Kärnavfallsrådet Kv Spektern STOCKHOLM

Nationell hearing gällande slutförvaring av använt kärnbränsle

Synpunkter på SKB:s ansökan för slutförvar av kärnkraftsavfall och tillhörande säkerhetsanalys SR-Site

Avstämningsmöte Kapsel

Vad händer i kopparkorrosionsfrågan?

Tillståndsprövningsprojketet

Experimentella studier

Corrosion of Copper in oxygen free water

92 Svar på domstolens frågor 4 och 5 (a, b) från 2 oktober

Stockholm SSM , SSM

Deltagare: Christina Lilja (SKB) Peter Wikberg (SKB) Jan Linder (SSM) Josefin Päiviö Jonsson (SSM) Bo Strömberg (SSM)

Stockholm SSM 2016/3612

DokumentID Författare. Version 1.0. Håkan Rydén Kvalitetssäkrad av Saida Engström Olle Olsson Godkänd av Anders Ström

Experimentella studier

Remissvar Remiss av SKB:s slutförvarsansökan: ändringar av tidplanen för Strålsäkerhetsmyndighetens granskning. Del 1 SSM SSM

SKB:s bedömning av kunskapsläget kring kopparkorrosion i rent vatten

1 Processer i kapseln som ger inre övertryck

Minican resultatöversikt juni 2011

Information om kärnbränsleförvarsyttrandena. Miljö- och energidepartementet 16 februari 2018

Stockholm SSM , SSM

Kravbild för oförstörande provning av kopparkapselns svetsar

Svar till SSM på begäran om tidplan för kvarstående kompletteringar av Miljökonsekvensbeskrivningen

Corrosion of Copper in oxygen free water Experimental set-up

Tillståndsprövning av slutförvar för använt kärnbränsle i Sverige

Referensgrupp om kopparkorrosion. Lägesrapport april 2012

Frågan om kopparkorrosion i syrefritt vatten

Kvarvarande osäkerheter som inte går att ignorera för att få ett säkert slutförvar:

SKI s och SSI s granskning av säkerhetsanalysen SR-Can. Utfrågning i Oskarshamns kommun 27/ Björn Dverstorp och Bo Strömberg

DokumentID Handläggare Helene Åhsberg SSM Kvalitetssäkrad av Olle Olsson Godkänd av Anders Ström Kommentar

Referensgruppmöte kopparkorrosion 25 februari 2014

Mark- och miljödomstolen Box Nacka Strand

Cu i rent vatten. Efter 6 månader. Experimentaluppställning

Materialfysik vt Kinetik 5.3. Korrosion Allmänt om korrosion

Till: Mark- och miljödomstolen vid Nacka tingsrätt Mål nr M Box Nacka strand

Begäran om komplettering av ansökan om slutförvaring av använt kärnbränsle och kärnavfall - kapselns mekaniska integritet

Komplettering om kapselintegritet

Svensk Kärnbränslehantering AB. Saida Laârouchi Engström

Svar på begäran om kompletteringar angående kapselfrågor

MKG:s synpunkter på SKB:s samlade redovisning om kunskapsläget rörande kopparkorrosion i syrgasfritt vatten

Svar till SSM på frågor i protokollet från kapselavstämningsmötet 25 juni 2014

MINICAN Mikrobiologi Sulfatreducerande bakterier

Interaktion mellan kopparkorrosionsprodukter och bentonit

Klarläggande angående konstruktionsförutsättningar för kapsel

SKB: s referensgrupp för kopparkorrosion förslag till nya uppgifter

Möte angående begäran om komplettering med avseende på Kontroll och provning för fastställande av kapselns initialtillstånd

mkg Miljöorganisationernas kärnavfallsgranskning Strålsäkerhetsmyndigheten Stockholm

SKB:s svar med en samlad redovisning lämnas senast den 30 januari 2015.

Kan kopparkapslarna i ett slutförvar rosta sönder? Ph. D. Peter Szakálos, KTH szakalos@kth.se

Avstämningsmöte mellan SSM och SKB angående kapselrelaterade

Del 2a: Degrad. proc. kap. - punkt 1

Till: Svensk kärnbränslehantering AB, SKB Box Stockholm. Sofie

Beslut om ändrat datum för inlämnande av kompletteringar enligt tidigare SSM-beslut 2008/981

Problem med de konstgjorda barriärerna i KBS-metoden

SAMRÅDSINLAGA. Till: Svensk Kärnbränslehantering AB, SKB Stockholm

Hur kommer Kärnavfallsrådet arbeta med slutförvarsansökan

Den efterfrågade samlade redovisningen finns i bilaga 1. Slutsatserna däri är följande:

Svar till SSM på begäran om förtydligande avseende svar på tidigare begäran om komplettering rörande grundvattenkemi på kort och medellång sikt

Strålsäkerhetsmyndigheten Stockholm. V Doss Granskning av SKB:s Fud-program 2010 SSM 2010/2116

Föreläsning om metallers korrosion Prof. Christofer Leygraf, Materialvetenskap, KTH

Kopparkorrosion i slutförvarsmiljön hur stämmer det med KBS-3 modellen? Ph. D. Peter Szakálos KTH, Ytkemi och Korrosionsvetenskap

Referensgruppmöte kopparkorrosion 14 juni 2013

Uppgift: att studera ren koppar och en eventuell korrosion orsakad av rent vatten.

Dricksvattenkvalitet och distribution

KÄRNAVFALLSRÅDET Swedish National Council for Nuclear Waste

SSM:s uppföljning av driftfrågor i buffert och återfyllning

Projektförslag: Kopparkorrosion i rent syrefritt vatten: Undersökning av koppartrådar i ett 19 år gammalt palladiumförslutet provrör.

Rapport Granskning av. MKB för slutförvaring av använt kärnbränsle, preliminär version december Hans Roos Konsult

KÄRNAVFALLSRÅDET Swedish National Council for Nuclear Waste

Svar till SSM på begäran om komplettering rörande kontroll och provning för fastställande av kapselns initialtillstånd

Kritiska frågeställningar beträffande korrosion och säkerhet vid slutförvar av radioaktivt avfall i kopparkapslar

Transkript:

1 Kopparkorrosion, fortsatt replik 2 Regalskeppet Kronan sjönk 1676 Bronskanon (96% Cu) Bronskanon (96% Cu) Regalskeppet Kronan 1676 ~0.15 µm/år 1

3 4 2

5 Väteförsprödning bakgrund Klassisk väteförsprödning orsakas av att väte tränger in i metallen och reagerar med oxider (syre) som finns inne i materialet, det bildas då vatten (ångbubblor), vilket kan göra materialet sprött beroende på hur mycket syre som finns i materialet SKB har därför valt koppar med mycket låg syrehalt, sk OF-koppar och kravställt syrehalten till högst 5 ppm Tillverkaren Luvata framställer med särskilda metallurgiska tillverkningsmetoder koppar med mindre än 5 ppm syre. Materialet benämns syrefri (oxygen free) OF-koppar och marknadsförs som motståndskraftig mot just väteförsprödning: The purity of OF-OK (Cu min 99.99%) gives it high electrical conductivity, but its main advantages are its immunity to hydrogen embrittlement and [ ] it passes the hydrogen embrittlement test (ASTM B577, ISO2626) Utöver detta har SKB:s Kapsellaboratorium även kunnat visa att om man använder skyddsgas (t ex argon) går det att svetsa fast locket på kapseln utan att introducera oxider (syre) i svetsfogen (Posiva SKB, 2017). 6 Väteförsprödning finns det andra mekanismer? Utgångspunkt: Kravställning på högst 0.6 ppm väte i kapselkoppar, har provats mekaniskt och påverkar inte mekaniska egenskaper Frågeställning: Kan man på något sätt ändå driva in mer väte i materialet och kan det i så fall leda till försprödning? 3

7 Väteförsprödning försök att provocera fram processen Man kan försöka provocera fram väteförsprödning genom att ladda koppar med väte elektrokemiskt, dvs genom att leda ström genom koppar i vattenlösning: SKB har låtit genomföra flera sådana försök (t ex Martinsson 2012) Analyser visar på endast mycket ytlig inträngning, ca 100 µm, även under mycket hög ström De mekaniska egenskaperna kan sedan undersökas med traditionella metoder: Påverkan på de mekaniska egenskaperna är inte entydig och tycks vara beroende av bl a förbehandling av provmaterialet En grupp vid Aalto University i Finland presenterade 2012 en studie där de såg en påverkan på materialets mekaniska egenskaper efter kraftig väteladdning SKB har låtit upprepa dessa experiment så noggrant som möjligt, men får inte samma resultat 8 Väteförsprödning erfarenhet från fältförsök Koppar som exponerats under sju år i Äspölaboratoriet och korroderat i medeltal ca 3-4 µm har jämförts med koppar som förvarats på SKB:s Kapsellaboratorium och visar följande: På 1 µm djup: en viss ytlig anrikning av väte, men samtidigt högre anrikning av t ex syre, vilket betyder att vätet finns i ytliga korrosionsprodukter, sannolikt i form av vatten (H 2 O) och hydroxider På 10 µm djup: ingen anrikning av väte i kopparmaterialet 4

Väteförsprödning slutsats 9 SKB konstaterar att: förutsättningar för försprödning genom reduktion av oxider i materialet inte finns eftersom kopparmaterialet har så låg syrehalt det är svårt att ens under extrema experimentella betingelser driva in väte i kopparmaterialet SKB gör därför fortsatt bedömningen att försprödning av koppar genom inträngning av väte inte utgör någon risk för kopparkapselns långsiktiga integritet. 10 5

11 Fortsatt forskning och utredning En av förutsättningarna för att SKB skulle kunna lämna in ansökan om att få bygga Kärnbränsleförvaret och implementera KBS-3 systemet var att vi kommit tillräckligt långt med forskningen för att kunna tillgodose kraven på långsiktig säkerhet. Forskning är en verksamhet, som av sin natur aldrig blir helt färdig eller fullständig. Detta betyder att det finns frågor som behöver utredas vidare även om det inte påverkar den grundläggande bedömningen att kunskapen är tillräcklig för att tillgodose säkerhetskraven. I det senaste forsknings- och utvecklingsprogrammet, Fud-2016, tar SKB upp ett antal frågor, bland annat angående kopparkorrosion, där SKB bedriver eller planerar fortsatta studier. Det gäller frågor kopplade till t ex lokal korrosion, spänningskorrosion, och korrosionsprocesser under omättade förhållanden. SKB noterar att de frågor där SKB söker ytterligare kunskap i stort överensstämmer med de frågor där SSM i sin granskning av långsiktig säkerhet, som var en bilaga till SSM:s yttrande inlämnat 2016 till MMD, ville se ett utökat underlag inför nästa steg i den stegvisa prövningen enligt Kärntekniklagen. 12 6

Systematisk analys en nödvändighet 13 Koppar kan korrodera med väldigt olika hastighet och på olika sätt beroende på den kemiska miljön Just därför måste man göra en systematisk analys av vilka faktorer som inverkar på korrosionen och omfattningen av dessa, detta kan göras genom att analysera: begränsade mängder av korrosiva ämnen begränsad transport av korrosiva ämnen kemiska jämvikter i slutförvarsmiljön SKB har genomfört en sådan systematisk analys för KBS-3 konceptet i slutförvarsmiljön Finska Posiva och kanadensiska NWMO har gjort liknande analyser för korrosion av kopparkapslar i sina slutförvarsmiljöer Utan en systematisk analys blir den vetenskapliga trovärdigheten av en förutsägelse låg 14 Referenser http://www.mmluvata.com/en/products1/special-alloys/oxygen-free-copper/ Posiva SKB Report 02, Evaluation of a gas shield for friction stir welding of copper canisters. Björk, M; Tigerström, M; Cederqvist, L, 2017. Hydrogen-enhanced creep and cracking of oxygen-free phosphorus-doped copper. Y. Yagodzinskyy, E. Malitckii, T. Saukkonen, H. Hänninen. Scripta Materialia 67 (2012) 931 934 Hydrogen depth profile in phosphorus-doped, oxygen-free copper after cathodic charging. Martinsson, Å; Sandström, R. Journal of Material Science, 47, 6768-6776, 2012. 7