SKB (Svensk Kärnbränslehantering AB) planerar att förvara utbränt kärnbränsle i berggrunden, KBS-3 metoden. Enligt den s.k. KBS-3 metoden ska förvaret bestå av tre skyddsbarriärer, kopparkapslarna, bentonitleran och urberget. Bentonitlera har mycket goda barriäregenskaper och används för att omsluta kapseln. Leran expanderar vid upptag av vatten och har som funktion att agera som ett tätande material för att förhindra läckage av radionuklider. Detta arbete är fokuserat på gammastrålningens effekt på bentonitlerans svällningsgrad. Arbetet är utfört i avdelningen för Tillämpad Fysikalisk Kemi på Kungliga Tekniska Högskolan. I arbetet användes bentonitlera av typen Wyoming MX-80 och en total gammados på 34,56 kGy med en Cesium-137 källa. För att studera svällningskapaciteten hos bentonitlera pressades torr lera till lerpellets med en torr densitet på 2260 kg/m3 och lades sedan i provrör med avjoniserat vatten. Svällningen dokumenterades med kamera. Resultatet från svällningskapacitet försöken visade ingen märkbar skillnad i svällningsgrad mellan bestrålad och obestrålad lera. / SKB (Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company) is planning to store used nuclear fuel deep down in the bedrock, KBS-3 method. The repository will consist of 3 protective barriers, the copper canister, the bentonite clay and the bedrock. Bentonite clay has excellent barrier properties and is used to enclose the canister. The clay expands when it’s adsorbing water and has as function to act as a sealing material to prevent leakage of radionuclides. This work is focused on the gamma-ray effects on bentonite clays swelling capacity. The work is done in the department of Applied Physical Chemistry at the Royal Institute of Technology. Bentonite clay of the type Wyoming MX-80 and a total gamma-dose of 34,56 kGy with a Caesium-137 source where used in this work. To study the swelling capacity of bentonite clay, it was pressed to pellets with a dry density of 2260 kg/m3 and were put in into measuring tubes filled with deionized water. The swelling was documented with a camera. The results from the swelling capacity experiment showed no noticeable difference in swelling capacity between irradiated and nonirradiated clay.

Svensk Kärnbränslehantering AB beslutade 2009 att bygga ett slutförvar av använt kärnbränsle i anslutning till kärnkraftverket i Forsmark. Tekniken för slutförvaret går ut på att omge kapslarna med bentonitlera som skydd mot vatten och bergsrörelser. Studier har dock påpekat att bentonitleran riskerar att kemiskt erodera om jonstyrkan (baskatjonerna) i grundvattnet som omsluter förvaringen blir för låg. Baskatjoner består av natrium, kalium, kalcium och magnesium. Dessa joner är viktiga för bland annat att neutralisera syror i mark och vatten. Förekomsten av dessa har sedan 90-talet minskat men kan påverkas av både ökad nederbördsmängd och ökad temperatur i vissa regioner. Baskatjoner kan lakas ur marken när pH minskar eller komma via deposition från nederbörden. Studien syftar till att utreda vilka faktorer som påverkar dels förekomsten av baskatjoner, dels dess trender i tre olika vattentyper i Forsmark: grunt grundvatten, sjövatten och vattendrag. Dataunderlaget för baskatjonerna kom från Svensk Kärnbränslehantering AB och nederbördsmängd och temperatur från Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut. De statistiska testerna som utfördes var främst Wilcoxon rank-sum test, Spearmans rangkorrelation, Mann-Kendalls trend- test och Sen’s slope-metoden. Analyserna har utförts med statistikprogramvaran R och de geografiska med QGIS. Resultatet visade att flera provtagningspunkter låg på en låg altitud och inom samma delavrinningsområde. Det fanns små skillnader i baskatjonskoncentrationen i de tre vattentyperna oberoende av berggrund, jordart eller terräng. Dock återfanns högst koncentration i de flesta fall i grunt grundvatten vilket kunde bero på höga halter natrium från havsvattnet samt kalksten i jordlagren. Korrelationerna var få varav sulfat var den som tydligast visade på ett förhållande med baskatjonerna i alla tre vattentyperna. Inte heller kunde en samvariation med temperatur och nederbörd statistiskt säkerställas. Trenderna visade på minskande koncentration av baskatjoner i grunt grundvatten och i sjövatten. Om dessa trender fortsätter utifrån studiens resultat kan det på sikt finnas en risk för erodering av bentonitleran runt kapslarna till följd av landhöjning och utbyte av det nuvarande bräckta grundvattnet. / The Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company decided in 2009 to build a final repository for spent nuclear fuel in connection with the nuclear power plant in Forsmark. The technology for the final repository involves surrounding the capsules with bentonite clay as protection against water and rock movements. However, studies have pointed out that the bentonite clay is at risk of chemically eroding if the ionic strength of the groundwater surrounding the repository becomes too low. Base cations consist of sodium, potassium, calcium, and magnesium. These ions are important for neutralizing acids in soil and water. The occurrence of these has decreased since the 90s but can be affected by both increased rainfall and increased temperature in certain regions. Base cations can further be leached from the soil when the pH decreases or come via deposition from precipitation. This study aims to investigate which factors affect the presence of base cations and their trends in three different types of water in Forsmark: shallow groundwater, lake water and stream water. The data set for the base cations came from the Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company and rainfall and temperature from the Swedish Meteorological and Hydrological Institute. The statistical tests performed were mainly the Wilcoxon rank-sum test, Spearman's rank correlation, Mann-Kendall's trend test and Sen's slope method. The analyzes have been performed with the statistical software R and the geographic ones with QGIS. The result showed that several sampling points were at a low altitude and within the same sub-catchment. There were small differences in base cation concentration in the three water types regardless of bedrock, soil type or terrain. However, the highest concentration was found in most cases in shallow groundwater, which could be due to high levels of sodium from seawater and limestone in the soil layers. The correlations were few, of which sulfate was the one that most clearly showed a relationship with the base cations in all three water types. Nor could a co-variation with temperature and precipitation be statistically ensured. The trends showed a decreasing concentration of base cations in shallow groundwater and in lake water. If the trends continue based on the results, in the long term there may be a risk of erosion of the bentonite clay that surrounds the capsules because of land uplift and replacement of the current brackish ground water.