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