Inträngning av syrerikt vatten i berggrunden under en istid

Avfall och använt kärnbränsle från kärntekniska anläggningar och kärnkraftverk i flera länder, däribland Sverige, planeras att slutförvaras i granitisk berggrund i särskilda avfallsanläggningar. I synnerhet de förvar som planeras byggas på höga breddgrader kommer sannolikt att påverkas av framtida istider med kraftigt påverkade hydrauliska och hydrogeokemiska effekter från massiva glaciärisar som utbreder sig över landskapet. En möjlig effekt är att syrerikt glaciärsmältvatten tränger ner djupt i grundvattensystemet pådrivet av höga hydrauliska gradienter som kan uppstå i randen på glaciären. En god förståelse och beskrivning av bergets buffertförmåga är därför nödvändig för att kunna bedöma hur redoxförhållandena på förvarsdjup kan komma att påverkas och hur detta t.ex. kan inducera korrosion av bränsleinkapslingen och öka mobiliteten av frisläppta radionuklider i sprickor i berget.

 

Kemakta har under många år haft en central roll i modellutveckling och utvärdering av syreinträngning. Inför den senaste säkerhetsanalysen för SKB:s kärnbränsleförvar ledde Kemakta arbetet med framtagandet av underlagsmodeller och rapportering av syrinträngningsmodelleringen (Sidborn et al 2010).

 

Arbete med att förfina modellerna samt att ytterligare underbygga parameterisering av modellerna fortgår. Nyligen publicerades en vetenskaplig artikel med särskilt fokus på vilken roll heterogenitet i matrisens nätverk av mikroporer och mineralogi spelar och hur detta kan påverka inträngningsdjupet (Trinchero and Sidborn et al. 2019). För detta ändamål används en numerisk modell där bergmatrisens mikroporositet representeras av ett nätverk av diskreta porer som transporterar löst O2 till mineralytor där reaktion sker och syret förbrukas abiotiskt.

 

Fotografi av intakt Ävrö granodiorit från Oskarshamn som visar biotit (svarta korn) samt kvarts och feltspat (grå, vita och rosa korn). Till höger visas en modellrepresentation med tre olika biotitkornfördelningar (svarta korn).

 

Haltprofil av syre i matrisens mikroporer för 4 olika modelleringsfall vid steady-state.

 

 

Referenser

Sidborn M, Sandström B, Tullborg E-L, Salas J, Maia F, Delos A, Molinero J, Hallbeck L, Pedersen K, 2010. ”SR-Site: Oxygen Ingress in the Rock at Forsmark during a Glacial Cycle”, SKB TR-10-57, Svensk Kärnbränslehantering AB.

 

Trinchero P, Sidborn M, Puigdomenech I, Svensson U, Ebrahimi H, Molinero J, Gylling B, Bosbach D, Deissmann G, 2019. “Transport of Oxygen into Granitic Rocks: Role of Physical and Mineralogical Heterogeneity”, Journal of Contaminant Hydrology 220: 108–18.

Kontaktperson

Magnus Sidborn

magnus@kemakta.se
08-617 67 30

 

Ävrö granodiorit