Frågan om kopparkorrosion har rönt ett brett allmänt intresse. För att möta det intresset bjöd SKB in till ett särskilt seminarium med ett 60-tal inbjudna gäster från bland annat myndigheter, kommuner, miljöorganisationer och universitet. Syftet var att ge en rejäl helhetsbild av den korrosionsforskning som SKB bedriver.
SKB:s forskningschef Peter Wikberg berättade om hur forskningsbehoven identifieras utifrån resultaten från de analyser, som görs med jämna mellanrum, av den långsiktiga säkerheten i förvaret.
Utgångspunkten i analyserna är kunskapen om alla de långsamma förändringar (processer) som Kärnbränsleförvarets barriärer – kapseln, bufferten och berget – kommer att genomgå under den tid som förvaret ska fungera.
– Säkerhetsanalyserna hjälper oss att ta reda på var kunskapsluckorna finns för olika processer, hur processerna påverkar varandra samt vad varje process i sin tur betyder för säkerheten.
– De områden vi inte vet tillräckligt om definieras sedan i det program för forskning, utveckling och demonstration, som enligt lag ska lämnas in till myndigheterna vart tredje år.
Granskas och godkänns
Programmet granskas av Strålsäkerhetsmyndigheten och godkänns av regeringen. Innan dess har även ett femtiotal remissinstanser haft möjligheten att tycka till om innehållet.
– Regleringen och den externa granskningen gör att forskningsverksamheten blir annorlunda hos oss än hos mera traditionella forskningsinstitutioner, anser Peter Wikberg.
– Då det gäller frågan om eventuella nya fenomen kan man inte bara presentera hypoteser utan måste pröva alla resultat utifrån en solid vetenskaplig kunskapsbas om varje process.
En annan viktig insikt från analysen av den långsiktiga säkerheten i förvaret är att de slutsatser som dras måste passa in i sitt sammanhang. Alla processer hänger nämligen ihop. Det går därför inte att dra några slutsatser om säkerheten enbart utifrån exempelvis det faktum att man har konstaterat att korrosion har ägt rum eller att man anser sig ha bestämt en korrosionshastighet.
– Det finns inget perfekt experiment som ger alla svar på de frågor vi har om korrosion, påpekar Peter Wikberg.
– Därför har vi ett väldigt brett program när det gäller kopparkorrosion. Vi kombinerar resultat från exempel från naturen, storskaliga experiment i Äspölaboratoriet, experiment i liten skala i laboratorium och teoretiska beräkningar.
Modeller att lita på
Bredden i forskningen gör det också lättare att kontrollera att de antaganden och modeller vi använder oss av verkligen stämmer. Den brittisk-kanadensiske korrosionsexperten Fraser King, som under många år arbetat med korrosionsfrågor för SKB:s räkning, berättade om metodiken för detta och hur forskningen utvecklats med åren.
– Vi har i dag en mycket god kunskap om olika korrosionsprocesser. Dessutom vet vi att vi kan lita på de beräkningsmodeller vi använder i säkerhetsanalyserna, eftersom vi har haft möjlighet att testa dem med data från en rad olika experiment.
Diskussionens fokus hamnade snart på den debatt som den senaste tiden förts i främst medierna, men även till viss del mellan olika forskare. Kan koppar verkligen korrodera i rent syrefritt vatten under bildande av vätgas och en hittills okänd kemisk förening av koppar, väte och syre? Och vilka blir i så fall konsekvenserna?
Kontroversiella resultat
Frågan kom upp redan i mitten på 1980-talet. KTH-forskaren Gunnar Hultquist publicerade då data som han ansåg tydde på detta. Resultaten var kontroversiella, eftersom de stred både mot all etablerad kunskap om hur koppar korroderar och även mot de grundläggande naturvetenskapliga principerna som teoretiskt ska styra alla kemiska och fysikaliska processer i naturen. Andra korrosionsexperter har sedan försökt att upprepa experimenten, utan att lyckas få samma resultat.
Under de senaste åren har en ny generation KTH-forskare, med Peter Szakálos i spetsen, tagit upp tråden och publicerat artiklar i ämnet, dock utan att göra några egna nya experiment. Slutsatserna har baserats både på Hultquists tidigare experiment och på analyser av kopparmynt från regalskeppet Wasa.
Ivars Neretnieks, professor i kemiteknik vid KTH, är egentligen skeptisk till fenomenet som sådant. Som räkneexempel hade han ändå antagit att syrefri korrosion verkligen existerar och att den sker enligt de förutsättningar som Gunnar Hultquist anger. Resultaten från beräkningarna visar att processen har marginell betydelse.
Existerar processen alls?
Två nya försök initierade av SKB ska nu försöka reda ut om den debatterade korrosionsprocessen alls existerar. Båda experimenten följs av en referensgrupp med deltagare från såväl kommuner (Östhammar och Oskarshamn), regionförbund och miljöorganisationer. KTH-forskarna Szakálos och Hultquist är båda representerade i referensgruppen för att ha full insyn och kunna se hur kommande försök planeras.
Det första försöket ska försöka upprepa är ett av Gunnar Hultquists försök, där gasutveckling uppmätts. Syftet är att – beroende på utfallet – antingen bekräfta de tidigare resultaten eller förklara möjliga felkällor. En förstudie pågår för närvarande vid Uppsala universitet. Ambitionen är att försöket ska kunna påbörjas till hösten. I så fall kan preliminära resultat komma till våren 2011.
Det andra försöket handlar om att analysera innehållet i ett provrör, där en koppartråd förvarats på Sveriges Provnings- och forskningsinstitut (SP) under 20 år i ett provrör förseglat med palladium. Resultaten kan i bästa fall vara klara hösten 2010.