Het principe is gekend: om inzicht te krijgen in de toekomst, moet je naar het verleden kijken. Wetenschappers bestuderen daarom fenomenen die zich miljoenen jaren geleden in de natuur hebben voorgedaan om de effecten en de evolutie van een diepe of geologische bergingsinstallatie voor radioactief afval te kunnen inschatten. Die fenomenen noemen we natuurlijke analogons.
Laurent Wouters
Er zijn verschillende voorbeelden van natuurlijke analogons met klei. Laurent Wouters legt uit wat ze ons kunnen leren.
Wat zijn eigenlijk die natuurlijke analogons?
Laurent: “Natuurlijke analogons vormen een bron van informatie voor ons. De processen spelen er een rol die je kan vergelijken met de processen die zich voordoen bij de berging van afval. Door ze te onderzoeken, kunnen we belangrijke lessen trekken voor de toekomstige diepe of geologische bergingsinstallatie voor hoogactief en/of langlevend afval.”
Kan je een voorbeeld geven van een natuurlijk analogon?
Natuurlijke kernreactoren in Oklo, Gabon
Laurent: “Een heel concreet voorbeeld zijn de ‘natuurlijke kernreactoren’. Tot op heden werden er zestien zulke reactoren ontdekt in Oklo, Gabon. Twee miljard jaar geleden vormden zich er uraniumafzettingen die zorgden voor natuurlijke splijtingsreacties. Het zijn dezelfde fenomenen die geobserveerd worden tijdens het splijtingsproces in een kerncentrale. Zo’n ontdekkingen tonen trouwens aan dat radioactiviteit een natuurlijk verschijnsel is.”
Wat maakt de natuurlijke kernreactoren in Gabon zo uniek?
Laurent: “De reactoren zijn intussen opnieuw afgekoeld en het uranium heeft zich gekristalliseerd tot uraniumoxide. Die stoffen zijn vergelijkbaar met de hoogactieve, gebruikte splijtstoffen van de reactoren in onze kerncentrales. Daarom kunnen we bestuderen hoe de radioactieve stoffen zich hebben verspreid. Uit onderzoek blijkt dat het grootste deel van die stoffen niet of nauwelijks zijn gemigreerd buiten de uraniumafzetting. Ze worden vastgehouden in het erts, dat op zijn beurt geblokkeerd wordt door een ondoorlatende kleiring rond de afzetting.”
Uit het voorbeeld van Gabon blijkt dat klei verhindert dat radionucliden zich verspreiden. Zijn er nog natuurfenomenen die dat principe bevestigen?
Laurent: “Jazeker. Canada staat bekend om zijn unieke en prachtige natuurlijke landschappen, maar het meer Cigar Lake overtreft alle verbeelding. Geologen troffen in dat meer een uraniumafzetting van een miljard jaar oud aan op ongeveer 430 meter diepte. Het is de grootste en rijkste uraniumafzetting ter wereld: op verschillende plaatsen wordt een concentratie van uraniumoxide van 40 procent gemeten.
Ook het uraniumerts dat je hier aantreft, is vergelijkbaar met gebruikte kernbrandstof. Het uranium bleef al die tijd goed bewaard. Dat komt door de ondoorlatende kleilaag, die de verspreiding van het uranium heeft tegenhouden. De klei vormt een natuurlijke barrière rond het erts en beperkt de beweging van het grondwater binnen in het erts. Daardoor kunnen de uraniummineralen zich niet verspreiden. Volgens berekeningen zou de toestand al tweehonderd miljoen jaar stabiel zijn. Het erts bleef met andere woorden al die tijd onveranderd.
Aan de oppervlakte van het meer is van die uraniumafzetting niets te merken. Het water is er zuiver. Wetenschappers namen negen jaar lang waterstalen en volgens de resultaten voldoet het water aan de normen voor drinkwater.”
Wat kunnen we hieruit leren?
Laurent: “Dit fenomeen is als het ware een natuurlijke bergingsinstallatie. Zo wordt het hoog geconcentreerde uranium omgeven door een natuurlijke kleibarrière, net als het radioactieve afval in het concept van diepe berging van NIRAS. Bovendien heeft de Canadese klei vergelijkbare kenmerken als de gastgesteenten die momenteel in België en Europa onderzocht worden voor de diepe berging van radioactief afval.”
Fossiel woud
Het uraniumerts in Canada is goed bewaard gebleven. Hoe weten we dat klei daarbij een rol speelt?
Laurent: “Er zijn tientallen natuurfenomenen die dat kunnen bewijzen. In Dunarobba in het Italiaanse Umbrië werden bijna veertig jaar geleden boomstammen ontdekt in een kleigroeve. Het zijn sequoia’s die in het gebied groeiden toen de mammoeten er nog heer en meester waren. Deze nu exotische bomen werden bedolven onder kleimassa’s en geïsoleerd van de buitenlucht, waardoor het hout niet verging of versteende. Wetenschappers stelden vast dat het hout zelfs als brandbaar materiaal gebruikt kan worden. Het voorbeeld van Dunarobba toont dus aan dat klei organische voorwerpen miljoenen jaren intact kan bewaren.”
De geologische tijdschaal
