Luchtfoto van de Onderzoekslocatie Petten (OLP) – fotocredit: ©NRG PALLAS
Corrosie van vaten
Doorgaans verloopt het radiolyseproces langzaam en leidt het vrijkomen van radiolyseproducten meestal niet tot nadelige gevolgen. Maar bij radioactief afval, dat tientallen jaren in (deels) afgesloten verpakkingen wordt opgeslagen, kan dit proces toch voor problemen zorgen. Een voorbeeld hiervan is de radiolyse van PVC (polyvinylchloride), een veelgebruikte kunststof in nucleaire faciliteiten. PVC wordt chemisch gezien ook als organisch materiaal beschouwd en werd bijvoorbeeld gebruikt als tafelkleed in hot-cellen om de besmetting van de werkplek te voorkomen of om afval zoals zaagsel of schaafsel makkelijk te kunnen opruimen. Maar PVC blijkt ook gevoelig voor radiolyse. Wanneer het materiaal wordt bestraald, ontstaat gasvormig waterstofchloride (HCl), dat – opgelost in water – beter bekendstaat als zoutzuur. Als gasvormig HCl in contact komt met het metalen opslagvat waarin het PVC met radioactief afval is opgeslagen, al dan niet gezamenlijk met vocht, kan dit leiden tot de corrosie van het vat.
In de Waste Storage Facility (WSF) in Petten zijn al meerdere gecorrodeerde vaten aangetroffen, waarin PVC was opgeslagen. Om een veilige oplossing te vinden voor de opslag van PVC-houdend afval is het belangrijk inzicht te hebben in het onderliggende proces. Binnen het PIONIER 2021-2024-onderzoeksprogramma heeft NRG PALLAS een onderzoeksproject uitgevoerd om dit proces te beschrijven en er een voorspelling over te maken. Er is een model opgesteld dat voorspelt:
- Hoeveel ioniserende straling PVC absorbeert;
- Hoeveel HCl-gas er daardoor ontstaat;
- Hoe dat gas reageert met het metaal van de opslagvaten.
Om dit model te valideren zijn er ook experimenten uitgevoerd. Met behulp van de voorspellende modellen, gekoppeld met de experimentele validatie, kan de stabiliteit van PVC in radioactief afval onderzocht worden. Zo werken we toe naar een veilige oplossing voor de opslag van dit type afval.