Kapselin valmistuksen kehitys

Loppusijoituskapselin valmistuksen kehityksessä testataan sekä kuparisen ulkokuoren että pallografiittirautaisen sisäosan valmistusta.

Kuparisen ulkokuoren valmistus

Kuparikapselin tekeminen alkaa lähtövalanteen, eli suuren kuparikappaleen, tekemisellä. Kuparikappaleen halkaisija on 86 senttimetriä ja paino 13 - 17 tonnia.

Jatkotyöstössä kappaleeseen tehdään kuumamuokkauksella reikä, suurennetaan halkaisijaa sekä kasvatetaan pituutta ja ohennetaan seinämää. Kuumamuokkauksessa käytetään kolmea eri tekniikkaa: pisto-vetoa, pursotusta ja taontaa.

Pisto-veto-menetelmässä saadaan aikaiseksi ulkokuori, jossa on valmiiksi pohja. Näin vältetään erillinen pohjan hitsausvaihe. Pisto-veto-menetelmää testataan Saksassa olevalla laitteistolla.

Pursotuksessa kupariosuus pursotetaan, jolloin saadaan erittäin hienorakenteinen materiaali. Tässä menetelmässä pohja on hitsattava erikseen kiinni. Menetelmällä saadaan valmistettua kapseli muutamassa työvaiheessa. Pursotusta on testattu Skotlannissa.

Takomalla voidaan myös valmistaa kuparikapseli. Takominen on monivaiheisin valmistusmenetelmä. Tälläkin menetelmällä saadaan kuitenkin valmistettua mittojen mukainen kapseli. Sopivia takomoita on useita Euroopassa, näistä lähin sijaitsee Ruotsissa.

Kaikilla kolmella menetelmällä on mahdollista valmistaa vaatimusten mukainen loppusijoituskapseli. Varsinaisen loppusijoitustoiminnankin aikana halutaan, että käytössä on vähintään kaksi menetelmää ja valmistajaa.

Pallografiittirautaisen sisäosan valmistus

Pallografiittirautainen loppusijoituskapselin sisäosa valmistetaan valamalla. Valamisessa lähes 1 400-asteinen sula rauta kaadetaan muottiin. Valamisen jälkeen sisäosan annetaan jäähtyä, mikä kestää jopa pari viikkoa. Sen jälkeen se puhdistetaan, sahataan ja koneistetaan oikeaan mittaansa.

Kapselin sisäosan valmistusta testataan koevalujen avulla. Koevalujen tarkoituksena on löytää juuri oikeat valuasetukset sekä varmistaa, että niillä pystytään valmistamaan mekaanisilta ja muilta ominaisuuksiltaan vaatimukset täyttävä kapselin sisäosa käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen.  Valuista otettujen näytekappaleiden mekaanisia ominaisuuksia kuten sitkeyttä ja lujuutta mitataan vetokokeilla. Lisäksi niiden rakennetta, esimerkiksi grafiitin palloutumista, tutkitaan mikroskoopilla.