Na meer dan veertig jaar onderzoek schuift NIRAS geologische of ondergrondse berging naar voren als veilige en haalbare langetermijnoplossing voor het hoogactieve en/of langlevende afval in België.
Het MYRRHA-project van het Studiecentrum voor Kernenergie (SCK CEN) in Mol onderzoekt of vernieuwende technieken kunnen bijdragen tot het optimaliseren van de berging door in te spelen op de hoeveelheid en de kenmerken van het afval.
Een deel van het radioactieve afval in ons land is hoogactief en/of langlevend afval. Het ontstaat bij de productie van elektriciteit in kerncentrales, en bij onderzoek naar kernenergie of andere nucleaire toepassingen. Om een langetermijn-oplossing voor dat type afval te vinden, voeren NIRAS en het SCK CEN al sinds de jaren tachtig onderzoek naar geologische berging, met name in het ondergrondse laboratorium HADES in Mol.
Veilig en haalbaar
“Ons onderzoek toont aan dat geologische of ondergrondse berging in weinig verharde klei een veilige en haalbare oplossing is voor hoogactief en/of langlevend afval”, zegt Marc Demarche, directeur-generaal van NIRAS. Hoewel dat afval maar een klein deel van het Belgische radioactieve afval vormt, is het erg schadelijk voor mens en milieu. Hoogactief afval geeft ook gedurende enkele duizenden jaren warmte af.
“Een ondergrondse bergingsinstallatie heeft als doel het afval definitief in te sluiten en te isoleren van mens en milieu. Terwijl verschillende kunstmatige en natuurlijke barrières de radioactieve stoffen vasthouden, neemt de radioactiviteit geleidelijk af door radioactief verval. De stoffen die op termijn toch vrijkomen in het milieu, blijven dankzij de barrières ruim onder de niveaus die een gevaar betekenen voor mens en omgeving.”
Optimalisatie van het afval
“Ondertussen blijft NIRAS openstaan voor technieken die de berging van hoogactief en/of langlevend afval zouden kunnen optimaliseren”, zegt Marc Demarche. Een van die technieken is de ‘transmutatie’ van gebruikte kernbrandstoffen. “Een wetenschappelijke term voor een proces dat als doel heeft om langlevende radioactieve stoffen om te zetten in stoffen met een kortere levensduur”, verduidelijkt Eric van Walle, directeur-generaal van het SCK CEN.
Om die techniek te kunnen toepassen, moet de gebruikte kernbrandstof eerst worden gerecycleerd. Dat is nodig om de verschillende radioactieve stoffen in de brandstof op voorhand te scheiden. “Die recyclage gebeurde vroeger al om het aanwezige uranium en plutonium uit de gebruikte brandstof te halen, waarbij de restfractie werd vastgezet in een verglaasde afvalvorm”, vult Marc Demarche aan.
Met het MYRRHA-project wil het SCK CEN nu nog een stap verder gaan: “In de restfractie zitten immers nog een aantal langlevende, schadelijke en warmte afgevende stoffen”, weet Eric van Walle. “Sommige van die stoffen kunnen via transmutatie omgezet worden naar andere stoffen die doorgaans minder lang leven, minder schadelijk zijn en minder lang warmte afgeven.”
Daarvoor moeten die stoffen eerst worden afgezonderd en vervolgens worden omgezet naar een brandstof geschikt voor transmutatie. Ook het onderzoek naar deze processen is nog volop aan de gang. Eric van Walle: “Dat transmutatie werkt, weten we al. We moeten alleen nog nagaan of de techniek ook toepasbaar is op grotere schaal.”
En dat is precies waar het MYRRHA-project in de puzzel past. Het project, dat kan rekenen op financiële steun van de federale regering, zal ’s werelds eerste proefmodel bouwen van een kernreactor die wordt aangedreven door een deeltjesversneller.
Voordelen voor berging
Als blijkt dat transmutatie ook op grotere schaal werkt, kan dat voordelen opleveren voor een toekomstige bergingsinstallatie. “Het afval dat na transmutatie overblijft, zou minder warmte afgeven, waardoor de verschillende bergingsgalerijen dichter bij elkaar kunnen liggen”, zegt Marc Demarche.
“Dat zou voordelig zijn voor de oppervlakte en de kostprijs van de ondergrondse berging. Als ook het afgescheiden plutonium hergebruikt kan worden, zou het resterende afval bovendien een lager stralingsrisico met zich meebrengen in het onwaarschijnlijke geval dat iemand in de bergingsinstallatie binnendringt. Bijvoorbeeld bij een boring die het geborgen afval raakt.”
Geologische berging noodzakelijk
“Het voordeel van transmutatie is dat de warmte afgevende en langlevende “lagere” actiniden (metalen die tot dezelfde groep chemische elementen behoren als uranium en plutonium) omgezet worden naar hoofdzakelijk korter levende restproducten. Een ondergrondse bergingsinstallatie blijft echter noodzakelijk zowel voor de langlevende radioactieve stoffen die niet in aanmerking komen voor transmutatie, als voor de langlevende restproducten van transmutatie. Het zijn net deze stoffen die op termijn zullen vrijkomen in het milieu en de impact van de ondergrondse berging bepalen."
"Transmutatie is ook enkel toepasbaar op gebruikte kernbrandstof, en dus niet voor afval dat al verwerkt is zoals verglaasd, gecementeerd of gebitumineerd afval. Al deze afvalstoffen moeten dan ook op een veilige manier en op lange termijn beheerd worden, wat enkel mogelijk is met ondergrondse berging", besluit Marc Demarche.