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