Learning Centre

Kuparin korroosio ydinjätteen loppusijoitusolosuhteissa

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Aromaa, Jari
dc.contributor.author Tenitz, Atte
dc.date.accessioned 2016-09-22T08:53:56Z
dc.date.available 2016-09-22T08:53:56Z
dc.date.issued 2016-08-23
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/22144
dc.description.abstract Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksessa tulee Suomessa perustumaan KBS 3-konseptiin, jossa käytetty ydinpolttoaine suljetaan teräksestä ja kuparista valmistettuun kapseliin ja haudataan Olkiluodon kiinteään peruskallioon noin 400 metrin syvyyteen. Tässä diplomityössä tutkittiin kuparin korroosiota Olkiluodon loppusijoitusolosuhteita vastaavissa koeympäristöissä. Diplomityön kirjallisessa osiossa käsitellään lyhyesti korroosiota yleisellä tasolla ja kuparilla loppusijoitusolosuhteissa todennäköisimmin esiintyviä korroosiomuotoja. Tämän jälkeen työssä esitellään ydinjätteen tämän hetkinen loppusijoituskonsepti ja arviot kuparikapselin korroosionopeudesta Olkiluodon peruskallion olosuhteissa. Kokeellisessa osiossa tutkittiin kuparin ja hapetetun kuparin ohuen pinnoitteen massan muuttumista ajan kuluessa Olkiluodon loppusijoitussyvyyden olosuhteissa. Kokeiden tarkoituksena oli selvittää reaktioympäristön pH:n, suolaisuuden, lämpötilan ja kaasufaasin vaikutukset kuparin ja hapettuneen kuparin korroosionopeuteen. Kuparin korroosionopeudet vaihtelivat välillä 1-670 μm/a ja hapettuneen kuparin korroosionopeudet vaihtelivat välillä 5-2100 μm/a. Korroosionopeuteen eniten vaikuttaneet muuttujat olivat tuloksista laskettujen regressiomallien perusteella koeympäristön lämpötila ja kaasufaasi, eli hapelliset tai hapettomat olosuhteet. Kokeissa havaitut korroosionopeudet olivat osittain 100–10000-kertaisia kirjallisuudessa esitettyihin lukuarvoihin verrattuna. Erot olivat suurimpia normaalia pohjavettä väkevämmissä ja happamammissa vesissä. Havaintoon liittyy kuitenkin massamuutos vs. aika-kuvaajien epälineaarisuudesta johtuen epävarmuuksia, koska osassa kokeissa korroosio eteni selvästi kahdessa eri vaiheessa. Aiheeseen liittyviä jatkotutkimuksia erityisesti Cu-OF-kuparilla on tulosten pohjalta suositeltavaa tehdä. fi
dc.description.abstract In Finland spent nuclear fuel is planned to be disposed based on KBS 3-concept using canisters made out of Cu-OF-copper. Canisters are planned to be sealed and buried 400 meters deep in bedrock of Olkiluoto repository facility. The aim of this master’s thesis was to examine the corrosion of copper and oxidized copper in conditions which are similar to those in Olkiluoto bedrock at repository depth. In the theoretical part the corrosion of copper is briefly discussed with corrosion mechanisms of copper, which are most likely going to happen during the repository period. The concept of management of spent nuclear fuel is presented together with estimations of the corrosion rate of the copper capsule during the repository period. In the experimental part the mass change of copper and oxidized copper was measured in the conditions corresponding to the repository conditions. The aim of the experiment was to find out which of the variables including pH, salinity, temperature and atmosphere were important for the corrosion of copper and how fast copper and oxidized copper corroded in different experiment conditions. The corrosion rate of copper was 1 to 670 μm/a and corrosion rate of oxidized copper was 5 to 2100 μm/a. The most important variables based on the regression models calculated from results were temperature and gas phase, either oxic air or anoxic nitrogen. The corrosion rates were sometimes 100–10000 times higher than the rates given in literature. Largest differences were found in tests with higher salinity and lower pH than normal ground water. Main error source can be two-stage dissolution that does not give reliable corrosion rate value for analysis. However based on the results there is a clear demand for more research especially concerning the corrosion of Cu-OF grade and its oxides. en
dc.format.extent 64 + 1
dc.language.iso fi en
dc.title Kuparin korroosio ydinjätteen loppusijoitusolosuhteissa fi
dc.title Corrosion of copper in deep geological repository conditions en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword kupari fi
dc.subject.keyword kuparioksidi fi
dc.subject.keyword korroosio fi
dc.subject.keyword KBS 3 fi
dc.subject.keyword loppusijoitus fi
dc.subject.keyword ydinpolttoaine fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201609224152
dc.programme.major Soveltava materiaalitiede fi
dc.programme.mcode MT3001 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Lundström, Mari
dc.programme MTE - Materiaalitekniikan koulutusohjelma fi
dc.location PK fi
local.aalto.openaccess no
dc.rights.accesslevel closedAccess
local.aalto.idinssi 54387
dc.type.publication masterThesis
dc.type.okm G2 Pro gradu, diplomityö


Files in this item

Files Size Format View

There are no open access files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse