Betong påverkar slutförvaring
Användningen av betong i slutförvar för radioaktivt avfall kan påverka förvarets funktion, visar ny doktorsavhandling från Chalmers. Den totala mängden cellulosa i avfallet måste hållas på en låg nivå, annars kan den alkaliska nedbrytningen medföra ökade utsläpp.
Det svenska slutförvaret för långlivat låg- och medelaktivt avfall planeras som en betongkonstruktion djupt nere i berget. De radioaktiva ämnena, här kallade radionukliderna, ska alltså helst stanna inne i förvaret. Det är dock svårt att göra en helt tät inneslutning, och radionukliderna kan lösas upp och mer eller mindre långsamt “silas” igenom barriärer av olika material.
Stellan Holgersson vid Institutionen för kärnkemi har i sin avhandling studerat de förväntade kemiska förhållandena och deras betydelse för förvaringen, eftersom användningen av stål och betong för inneslutning kommer att påverka de kemiska förhållandena inuti och i närheten av förvaret. Han har utfört studierna i laboratoriemiljö.
Det är främst tre processer som kan inverka begränsande på framtida radioaktiva utsläpp, radionuklidernas benägenhet att fastna i det omgivande materialet berg eller betong (sorption), på vilket sätt de passerar (diffusion) samt radionuklidernas ovilja att lösas inne i förvaret.
Försök i forskningsprojektet visade att genomdiffusionen gick betydligt snabbare än väntat. Anledningen är för betong mycket fina sprickor i materialet, för berg kan det bero på dess sammansättning av flera mineraler som har olika egenskaper.
Stellan Holgersson betonar att det är viktigt att fortsätta undersöka de snabba diffusionsvägarnas betydelse i större skala.
Vidare undersöktes hur grundvattnet kan laka ur alkali- och kalciumhydroxid från betongen, vilket leder till att pH- värdet höjs inne i förvaret. En positiv aspekt visade sig då vara att flera av radionukliderna har en begränsad löslighet vid höga pH, vilket hindrar dem från att tränga igenom.
Negativt är däremot att samma lakvatten kan påverka bergets mineralsammansättning och därmed dess egenskaper som hindrande barriär.
– Vad som egentligen händer med berget är svårt att förutse, säger Stellan Holgersson.
Nedbrytningen i avfallet producerar komplexbildare, gluko-isackarinsyra (ISA). Experimentella studier visade att ISA bidrar till radionuklidernas löslighet, men i och med att ISA själv fastnar på betong medför inte detta någon nackdel. Den totala mängden cellulosa måste dock hållas under en viss nivå.
Avhandlingen “Studies on the Effect of Concrete on the Chemistry in a Repository for Radioactive Waste” försvaras vid en offentlig disputation den 23 februari 2001, kl 13.00 i sal KA, Kemivägen 4 på Chalmers tekniska högskola i Göteborg.
För mer information:
Stellan Holgersson, 031-772 28 00. stellan@nc.chalmers.se
