Unik maskin skal deponere brukt atombrensel på 400 hundre meters dyp
Dette er en betydelig del av maskineriet som det tyske selskapet Herbst GmbH
har bygd for svenske SKB.
Maskinen er over fire meter høy, tre meter bred, 14 meter lang og veier 75 tonn (100 tonn fullastet).
Den er nå klar til å tas i bruk på 400 meters dyp i tunnelene under Äspö HRL. Den kom dit i deler i oktober – fraktet med lastebil fra Tyskland.
Reelle betingelser og fullskaladrift
Deponeringsmaskinen spiller en viktig rolle i generalprøven som er i full gang i Äspö HRL.
Teknologi, arbeidsmetoder og maskiner som trengs på et endelig samlingssted for brukt atombrensel, må arbeide sammen i full skala under realistiske forhold.
Ut fra erfaringer fra gruvedrift er testing av maskiner og teknologi i et reelt miljø er svært viktig.
Deponeringsmaskinen er bare en prototyp.
Den er den andre i sitt slag og en videreutvikling av en jernbanebundet modell utviklet og testet av SKB.
– I motsetning til sin forgjenger kjører ikke den nye deponeringsmaskinen på skinner, men bruker gummihjul, sier Per Ernfors, prosjektleder i SKB.
– En deponeringsmaskin må være overførbar fra tunnel til tunnel på det endelige deponeringsstedet, og gummihjul er enklere enn å bruke skinner.
Uhåndterlige og radioaktive beholdere
SKBs metode for å håndtere og deponere brukt atombrensel er i korthet å innkapsle brenselet i kobberbeholdere og deretter legge dem i leire i deponeringshull ca. 500 meter dypt nede i fjellet.
Kobberbeholderne er nesten fem meter lange og over én meter i diameter og kan veie opptil 27 tonn når de er fylt med brukt atombrensel.
Brenselet er radioaktivt. Beholderne er med andre ord ikke spesielt lette å håndtere.
– Spesielt ikke på en slik plass som det endelige oppbevaringsstedet.
– Det er viktig at alle maskinene er så små som mulig, ettersom det er deres dimensjoner som fastslår størrelsen på deponeringstunnelene, sier Per Ernfors.
– Jo mindre tunnelområdet er i tverrsnittet, desto mindre volum stein vil måtte graves ut og bli fraktet opp til bakkenivå, og desto billigere vil være å bygge oppbevaringssted.
Og fremfor alt, desto mindre blir miljøbelastningen, sier Ernfors.
Selvstyrende operasjon og strålingsskjerming
I det siste samlingsstedet må både manøvrering i tunnelene og deponeringen av beholderne være automatisert.
Selv om maskinen har en førerkabin, trenger den ikke sjåfør.
Navigasjonssystemet er utviklet av det finske selskapet Navitec Systems Oy, som har spesialisert seg på systemer for navigering og posisjonering for ulike typer kjøretøy.
Kobberbeholderne, som inneholder brukt brensel, vil bli transportert ned til oppbevaringsstedet pakket i spesialbygd transportfat.
På en spesiell omlastingsstasjon blir beholderne deretter lastet videre over på en deponeringsmaskin.
Maskinen vil deretter gå til riktig deponeringshull i tunnelen.
Man trenger derfor et system som kan navigere og med presisjon plassere beholderne i hullet.
– Navigeringen i tunnelene skjer med det samme laserbaserte styresystemet som blir brukt i ulike typer gruvedriftkjøretøy, sier Per Ernfors.
– Systemet leser tunnelkonturene, lærer ruten og kan deretter operere selvstendig i tunnelen.
All logikk er bygd inn i maskinen, og kjøretøyet er overvåket ved hjelp av et trådløst sikkerhetsnettverk.
Når det gjelder behandlingen av kjernefysisk materiale, er sikkerhetskravene selvsagt svært strengere.
Hastigheten er begrenset til 5 km/t, slik at kjøretøyet kan stoppe på en distanse på mindre enn én meter hvis noe uventet oppstår i kjørebanen.
All håndtering er også fullstendig strålingsskjermet.
Jekker gir stabilitet
Deponeringshullet er foret med bentoniteleire i en høy vertikal formasjon før beholderne kan senkes.
Leirelaget er en buffer, som skal beskytte beholderne mot små bevegelser i fjellet.
Marginen for beholderne er bare fem millimeter.
Dette stiller strenge krav til både deponeringsmaskinens posisjoneringsevne og dens evne til å være helt ubevegelig.
Gummidekkene gir ikke tilstrekkelig stabilitet.
Maskinen vil derfor bli løftet opp på jekker.
Takket være bruk av laser og kameramåling er posisjoneringspresisjon over deponeringshullene redusert til bare noen millimeter.
Undergrunnsarbeidet stiller spesielle krav til både brannsikkerhet og valg av materialer.
Maskinen er utstyrt med et automatisk brannslukningssystem i tilfelle brann.
Datamaskiner og annet elektrisk utstyr må være beskyttet mot fuktig og korroderende miljø.
Utenpå er maskinen er belagt med flere lag maling, noe som gjør den spesielt motstandsdyktig mot rustangrep.
Omfattende tester
Selv om maskinen opererer ubemannet, er strålingsskjerming et ekstremt viktig sikkerhetstiltak.
Hvis noe uforutsett skjer under deponeringen, må operatørene kunne utføre reparasjoner på maskinen. Äspö HRL gjennomfører nå grundige tester.
– Under testperioden vil vi utsette deponeringsmaskinen for ulike operasjonelle forstyrrelser, forklarer Per Ernfors.
– Vi vil kjøre hele prosessen bakover og vil sjekke servicekravet og den plassen som trengs for gjennomføring av ulike tiltak.
Men til tross for at maskinen vil operere selvstendig og til tross for strålingsskjerming, vil vi ikke bruke brukt atombrensel under testen.
Vi bruker bare dummies, forsikrer Per Ernfors.
Kan utvikles videre
Den nye deponeringsmaskinen er en prototyp og vil kanskje bli endret under testperioden.
– Vi håper at testresultatene vil vise at vi har en fullt levedyktig maskin, slik at vi slipper å bygge en ytterligere modell, sier Per Ernfors.
– I øyeblikket er det vanskelig å si hvor mange deponeringsmaskiner det vil være behov for når driften starter.
Det avhenger av hvilken hastighet vi vil at deponeringen skal foregå med, sier Per Ernfors.
– Målet er deponering av 200 beholdere i året.
