SKB:s logotyp Adress till SKB
Närbild på kopparpartiklar som bildats när kopparhydrid sönderdelats. Foto: Nadezda V. Tarakina (University of Würzburg, Würzburg, Germany). Den här bilden är tagen med svepelektronmikroskop och visar kopparpartiklar som bildas när kopparhydrid sönderdelas. Kopparhydrid, CuH, är en envärd kopparförening med väte. Foto: Nadezda V. Tarakina (University of Würzburg, Würzburg, Germany).

Nya rön om koppar

Tisdagen den 17 januari publicerade den amerikanska vetenskapliga tidskriften PNAS en artikel skriven av KTH-forskaren Pavel Korzhavyi tillsammans med bland annat SKB:s kopparexpert Christina Lilja och Börje Johansson, också KTH. I artikeln beskriver författarna resultat från forskning gällande kopparföreningar med väte och syre.

Christina Lilja, hur känns det att bli publicerad i amerikanska vetenskapsakademiens tidskrift? 
– Jag är glad över både publiceringen och vårt goda samarbete med KTH i den här frågan. Det här är forskning inom ett ganska snävt område, och då är det självklart spännande att bli publicerad i en av de mest citerade vetenskapliga tidskrifterna. Att de dessutom valde en av våra bilder till att ha på omslaget är extra roligt.

Vad handlar artikeln om? 
– Vi har undersökt om det kan finnas stabila kopparföreningar som tidigare inte upptäckts. Första steget var att modellera och beskriva de föreningar (kopparoxider) som finns och är väl kända, för att sen gå vidare och undersöka om det finns något som vetenskapen inte kunnat se tidigare. Vi har förenat teoretiska beräkningar med resultat från experiment, och på så sätt verifierat att modellerna beskriver verkligheten på ett korrekt sätt.

Påverkar detta diskussionen om korrosion av koppar
i syrefritt vatten?
– Ja, absolut. Om koppar reagerar med vatten utan löst syre på det sätt som föreslagits, så måste det bildas en ny kopparförening som är stabil och som kan driva på processen. För även om man kan uppmäta vätgas i kortvariga försök så saknas förklaring till vad som bildas i stället. Det har framförts som förklaring att en ny förening, koppar(I)hydroxid, skulle vara denna förening, och därför har vi i denna studie tittat närmare på den. De teoretiska beräkningarna visar att koppar(I)hydroxid skulle kunna finnas som en fast förening, men att den i så fall inte är stabil utan sönderdelas till vanlig koppar(I)oxid och vatten. Och i och med att den
är mindre stabil än de kända kopparoxiderna kan den inte långsiktigt
vara en drivkraft för korrosion, vilket är väsentligt för de analyser vi gör
på SKB.

I mars förra året ansökte SKB om att få bygga Kärnbränsle-förvaret i Forsmark. En viktig del av ansökan var analysen av den långsiktiga säkerheten i det framtida slutförvaret. Påverkas slutsatserna från den analysen på något sätt av det ni nu kommit fram till?
– Nej, slutsatserna ändras inte. I säkerhetsanalysen har vi antagit att den föreslagna mekanismen finns, och kommit fram till att den ändå inte har någon betydelse för den långsiktiga säkerheten i slutförvaret. Det vi beskriver nu, att den teoretiska kopparföreningen vi diskuterar inte är stabil, talar emot att korrosionen sker med vatten. Vi ändrar dock inte antagandet i säkerhetsanalysen och därför blir slutsatsen densamma
som tidigare.

Vad händer härnäst?
– Nästa steg blir att försöka framställa den instabila kopparhydroxiden, för att ha experiment att ytterligare verifiera modellen med. Vi vill också gå vidare och med liknande modeller studera detaljerna i hur reaktionerna sker på kopparytan.

Fotnot: PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) är en vetenskaplig tidskrift som sedan 1914 ges ut av USA:s motsvarighet till Kungliga Vetenskapsakademien i Sverige.