Undersökning av mekanismen bakom strålningsinducerad korrosion av koppar

Sammanfattning: KBS-3 är den svenska modellen för hantering och förvaring av utbränt kärnbränsle. Tanken är att det utbrända bränslet kommer att förvaras i kopparkapslar 500 meter ner i berggrunden i minst 100 000 år. Valet av koppar beror på att koppar har ett högt motstånd mot korrosion. I framtiden kommer grundvattnet att stå i direkt kontakt med kopparkapseln med det starkt radioaktiva bränslet och en process kallad radiolys av vatten kommer att ske. Delar av gammastrålningen från det utbrända kärnbränslet kommer att gå rakt igenom kapseln och sönderdela vattnet och bilda bland annat väteperoxid. Väteperoxiden kommer i sin tur att sönderfalla på kopparytan och bilda syrgas. Syrgasen föreslogs nyligen vara den aktiva oxidanten för bildandet av kopparoxid. Processen har undersökts genom användandet av en radikalinfångare för att förhindra bildandet av syre och därmed även korrosionen av koppar.  Kopparbitar har exponerats i väteperoxid under en veckas tid och metanol har använts som radikalinfångare. Tjockleken på oxidskiktet bestämdes genom katodisk reduktion där kopparoxiden reducerades tillbaka till metallisk koppar. Det syntes tydligt att väteperoxid inducerar korrosion av koppar. Från användning av radikalinfångare syntes en liten trend där tjockleken på oxidskiktet ökade något under koncentrationer av 200 mM metanol och minskade vid högre koncentrationer. Försök gjordes endast upp till koncentrationer på 500mM, försök vid ännu högre koncentrationer behövs för att säkerställa att oxidskiktet fortsätter att minska.