Strax utanför Nyköping och tio mil söder om Stockholm finner man Atomvägen och Kärnkraftens väg. Här, vid Östersjöns kust, ligger Studsvik. Grundat redan 1947 som helstatliga AB Atomenergi, eller Atombolaget, har Studsvik en lång historia inom den svenska kärnkraften och kärntekniken.

Idag är Studsvik en privat bolagskoncern som bedriver sin verksamhet inom fyra affärsområden – bränsle- och materialteknik, avfallsteknik, Studsvik Scandpower samt avveckling och strålskydd. Scandpower erbjuder programvara och tjänster bland annat för att optimera nyttjandet av kärnbränsle vid drift av kärnkraftverk, för effektivt omhändertagande av utbränt kärnbränsle och för simulering av reaktordrift. Förutom den huvudsakliga anläggningen utanför Nyköping finns kontor och verksamhet även i Storbritannien, USA, Japan, Tyskland, Kina och i andra delar av Sverige.

”Måste vara bäst”
Verksamhetsområdet bränsle- och materialteknik är koncentrerat till anläggningen i Studsvik och bedrivs inom dotterbolaget Studsvik Nuclear AB. Joakim Lundström har jobbat i bolaget sedan 2002 och är idag vd. Framförallt innebär det att han är ansvarig för den verksamhet som bedrivs i hot cells, eller högaktiva celler. Det är isolerade arbetsrum eller celler som används för att arbeta med högaktiva material, ofta med hjälp av så kallade telemanipulatorer.

Sedan ett knappt år tillbaka har Studsvik tecknat flera större kontrakt med företag i Norge, Sydkorea, Ryssland och Kina. Joakim Lundström berättar att det är resultatet av långsiktiga satsningar sedan 2015 som nu börjar ge resultat.

– Det är en lång resa att bara ordna transport från Korea till Sverige. Till exempel spelar en mängd olika internationella avtal in, vilket gör att andra länder som USA och Kanada måste godkänna transporter. Det krävs att vi upprättar förstudier, rutiner med mera. Det kan ligga fyra till fem år av förarbete bakom en större order.

Förutom förarbete krävs det enligt Lundström att man också har mycket hög kompetens inom de områden man är verksam inom.

– Studsvik är ganska ensamt som ett helt kommersiellt företag som bedriver spetsforskning inom kärnenergiteknik. I övrigt är det i princip uteslutande statligt sponsrade forskningsanläggningar. Då måste man vara bäst på det man gör, annars finns det inte plats för en.

Främst utveckling österut
Studsvik har nyligen inlett tre stora samarbeten med kärnbränsleföretag österut. Det är det ryska TVEL, sydkoreanska KEPCO Nuclear Fuels och kinesiska CNNC som alla fattat tycke för Studsviks kompetens. Joakim Lundström berättar.

– Framförallt handlar det om provning av bränslematerial och utveckling av bränsle. Att samarbeten främst sker österut är en konsekvens av att företag i väst varit lite mer passiva i utvecklingen. Nu ser vi dock en utvecklingsvåg även i väst, men det tar kanske 20 år att utveckla ett nytt bränsle och vi kommer in under de sista fem åren för provning och verifiering av bestrålat material.

Lundström förklarar att det framförallt är utvecklingen av haveritåliga bränslen, eller ATF (för Accident Tolerant Fuel eller Advanced Technology Fuel) som tagit fart nu. Här handlar det om nya kapslingsmaterial och beläggningar, exempelvis av krom. Beläggningarna kan även användas för att göra bränslen mer tåliga mot nötningsskador.

– Nya kapslingar och beläggningar ger i sin tur upphov till nya frågeställningar om vattenkemi, crud-bildning på stavarna och vad som händer i olika scenarier. Vi har gjort mycket simuleringar och försök på bland annat crud-bildning.

Aktörerna som Studsvik samarbetar med är tungviktare inom kärnkraft. Ryska TVEL är till exempel världens tredje största tillverkare av kärnbränsle. Man har dock inga illusioner om att Kina eller andra ska fortsätta skeppa bränsle och material till Studsvik för tester på obestämd tid. Förutom provning i den egna anläggningen handlar det också om att bygga relationer och långsiktiga samarbeten genom licenser, hot cell-teknik samt överföring av teknik och kunnande.

Avancerad provning av bränslen
Studsvik har stor kompetens inom bränsleprovning och har en mycket avancerad anläggning. Lundström berättar att man bland annat kan simulera en LOCA-händelse (Loss Of Coolant Accident) på nedkortade bränslestavar.

– Staven värms upp i en IR-ugn. Det går att genomföra provning i olika scenarier, exempelvis till failure och till att kylning återställs.

Ett viktigt projekt för Studsvik är SCIP. Det står för Studsvik Cladding Integrity Project och drivs under OECD NEA, Nuclear Energy Agency. Projektet startade 2004 och är nu inne i sin fjärde femårs-period som löper fram till 2024. Studsviks roll är att vara koordinator, eller Operating Agent. I projektet ingår företag och myndigheter från hela världen. Deltagarna representerar fyra kategorier – bränsleföretag, kraftbolag, tillsynsmyndigheter samt andra laboratorier med liknande uppgifter som Studsvik.

– SCIP är ett internationellt projekt för state-of-the-art-undersökningar i cell-miljö. Det är ett häftigt samarbete mellan stater och företag. Alla specialister samlas i Nyköping två gånger per år för att diskutera olika frågor. Det är kul att få vara med och driva på för att främja teknikutvecklingen, fortsätter Joakim Lundström.

– Som i många andra projekt inom NEA utgörs en stor del av medlemsavgiften av att dela med sig av eget material. Först då får man ta del av tester på andras material. Vi har nu lyckats bygga upp ett stort material-bibliotek av bränslen. Så om någon vill ha ett prov på ett visst material med en viss bestrålning går det ofta att hitta i vårt bibliotek.

SMILE – nytt projekt inom material- och åldringsfrågor
Med SCIP-projektet som inspiration har ett nytt projekt startats. SMILE står för Studsvik Material Integrity Life Extension och syftar till att stötta kraftbolag och tillsynsmyndigheter i åldringsfrågor för lättvattenreaktorer. Även i detta projekt agerar Studsvik som Operating Agent. Allteftersom licenser och drifttider förlängs blir det allt viktigare att förstå hur olika material åldras och påverkas av strålning. Samtidigt passar det bra att vissa reaktorer stängs, det ger möjlighet att testa material från faktiska driftförhållanden i en reaktor.

Materialen som provas är högbestrålade material från reaktortank och legeringar i härdkomponenter. Eftersom stålen är oerhört aktiva görs all provning i hot cells. Materialen kan ha DPA uppemot 50. DPA står för Displacements Per Atom. Lundström förklarar vidare.

– Varenda atom har alltså flyttat sig uppemot 50 gånger. Vi hoppas kunna verifiera att accelererade försök är tillförlitliga. Vi kan testa mekanistiska egenskaper på material efter 30 till 40 års drift i verkliga miljöer och jämföra med accelererade försök.

I accelererade försök bestrålas prover med högre neutronflöden under en kortare tid, normalt i en forskningsreaktor. Nu kommer man istället ta material från de reaktorer som stängs, bland annat i Sverige. Tidigare har man även gjort liknande prov med material från Zorita-reaktorn i Spanien.

– Både SCIP och SMILE är viktiga projekt för oss. De sätter Sverige på kartan och samlar ett internationellt nätverk, samtidigt som det hjälper oss behålla nationell kompetens och kunskap. Vi rekryterar på internationell basis, med många disputerade på områdena vi anställer inom. Det är en kreativ miljö med många kulturer, vilket också hjälper när man jobbar mot andra länder. Vi ser att det är viktigt att fortsätta agera internationellt.

Fyra ben som Studsvik vill växa
Joakim Lundström berättar att han hoppas utveckla verksamheten inom fyra områden – bränsle- och materialprovning, internationella projekt, back-end av bränslecykeln och produktion av strålkällor.

– Vi hoppas kunna fortsätta växa verksamheten som ett ”centre of excellence” inom bränsle- och materialteknik, till exempel via OECD NEA.

Vad gäller slutet av bränslecykeln siktar Studsvik framförallt på svåra uppgifter som skadat bränsle, udda bränslefraktioner och liknande områden. Till exempel har Studsvik ett avtal med norska IFE för att ta hand om bränsle som använts i forskningsreaktorn JEEP I.

– Det är en flexibel lösning som tagits fram för att ta hand om väldigt spridda bränslefraktioner. Det handlar om olika typer av bränslen med olika kapsling, till exempel aluminium eller zirkaloy-kapsling. Vi behandlar och kapslar in det så att det passar för olika alternativ, till exempel för upparbetning eller i befintliga slutförvarslösningar som KBS-3.

För strålkällor är det främst avancerade strålkällor med mycket hög aktivitet samt komplicerade inneslutningar och svetsningar som är fokus. Avsaknaden av en forskningsreaktor i närheten omöjliggör strålkällor med kortare halveringstid, eftersom ett logistikled från reaktorn till hot cell tar för lång tid. Därför handlar det framförallt om mer långlivade isotoper som till exempel kobolt-60, med en halveringstid på strax över fem år.

– Vi är stolta över att ha konstruerat en automatiserad produktionslina för montage av mycket högaktiva kobolt-60 strålkällor. Elektronik överlever inte strålningen i de här hot cell-miljöerna. Men vi har med vår kunskap av vad som fungerat lyckats bygga om utrustningen så det fungerar.

Ett nordiskt center för forskning och utveckling
Studsvik har haft diskussioner med kinesiska CNNC under flera års tid. Det började med en del mindre kontrakt, men har växt till ett större samarbete. En större nyhet är nu att CNNC etablerar ett nordiskt center för forskning och utveckling vid Studsvik för att stärka samarbetet med Studsvik och andra intressenter.

– Projektet är tänkt som en samverkanshub för att bygga samarbete kring bland annat bränsleutveckling, materialprovning och åldringsfrågor samt frågor kring vattenkemi. Det finns också planer på ett samarbete om svåra haverier och samarbete med KTH.

Projektet har tyvärr fastnat i en uppstartsfas.

– Som med många andra saker har corona haft en stor effekt på projektet och vi är kvar i en uppstartsfas. Men vi hoppas kunna återuppta projektet inom kort.

Detta är en artikel från Energiforsk, den kan läsas här