Slutförvaret säkrare med ny typ av bentonitblock

I Sverige är planen att kopparkapslar med kärnavfall ska läggas i vertikala borrhål - och omges av ringformade block av bentonitlera. Leran ska fungera som buffert mot bergsspänningar, bakterietillväxt - och minska risken för korrosion av kopparen.

Det tar kanske uppåt flera decennier för leran att vattenfyllas på naturlig väg genom att vatten rinner i berget och når leran. Och det är först då den är vattenmättad som lerbarriären fungerar som tänkt.

Tre forskare vid Luleå tekniska universitet, LTU, har i flera år utvecklat en metod som de tror ska förbättra lerans egenskaper. De vattenmättar block av bentonitlera genom att tillsätta så kallat torrt vatten innan leran pressas samman till block. Därmed blir skyddslagret vattenmättat direkt.

Torrt vatten upptäcktes redan på 1960-talet och består av vatten som mixats ihop med bränt kisel, som är vattenavvisande (hydrofobt).

När vattnet slås sönder i mixern bildas mikroskopiskt stora droppar - och runt dem lägger sig ett tunt puder av nanopartiklar av kisel. Vattnet blir likt vitt torrt mjöl som sedan kan blandas om med mald torr bentonitlera på mekanisk väg.

När ”blandningen” sedan trycks ihop till block, spricker hinnan runt dropparna, vattnet frigörs och kan sugas upp av leran som sväller.

– Det vi får är vattenmättade block med hög densitet, säger Roland Pusch, professor emeritus, vid LTU som tillsammans med forskarkollegorna Thomas Forsberg och Sven Knutsson står bakom uppfinningen.

De anser att metoden med snabb vattenmättnad har en rad fördelar jämfört med dagens teknik, då leran förväntas svälla på naturligt väg, vilket tar många år.

Ju snabbare leran blir vattenmättad, desto bättre blir dels dt mekaniska skyddet mot bergsrörelser, dels barriären mot radioaktiva nukleider som kan följa med exempelvis gas eller vätska. Risken är att sådana partiklar kan följa med vatten som rinner naturligt i berget, uppåt och kontaminera grundvattnet.

– Laboratorietester visar att vår lera har samma eller något bättre egenskaper än små lerblock som i dag tillverkas för laboratorietestning då man låter naturligt fuktigt lermaterial suga in vatten via filter med naturlig hastighet, säger Roland Pusch.

På Strålsäkerhetsmyndigheten, SSM, är man försiktig positiv till nyheten. Industrins avfallsbolag Svensk kärnbränslehantering, SKB, måste använda bästa tänkbara teknik.

”SKB:s säkerhetsanalys har visat att det är gynnsamt att återmättnadstiden förkortas. Ur detta perspektiv anser SSM att den av LTU föreslagna tekniken skulle kunna vara önskvärd, eftersom tekniken, enligt beskrivningen, kan uppnå en relativt hög återmättnadsgrad i början”, skriver Jinsong Liu, handläggare på SSM i mejl.

LTU-forskarnas upptäckt är patentsökt i EU. De har nyligen fått ett positivt förhandsbesked.

Prenumerera på Ny Tekniks kostnadsfria nyhetsbrev!