Innovatief en alledaags

Afval

Er zijn heel veel industrieën die radioactief afval produceren. Van kerncentrales weten we dat wel, maar van sommige bedrijven zou je het niet verwachten dat ze radioactief afval maken. Denk bijvoorbeeld aan de offshore olie- en gaswinning. Met de delfstoffen komen namelijk ook natuurlijke radioactieve stoffen naar boven. Ook ziekenhuizen produceren radioactief afval, onder andere in laboratoria en bij radiologisch onderzoek. 


Radioactief afval

Omdat er in Nederland relatief weinig radioactief afval geproduceerd wordt en vanwege de benodigde specialistische kennis, is in 1982 gekozen voor één erkende organisatie die al het afval op één centrale plek in Nederland beheert: de Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval (COVRA), die gevestigd is in het Zeeuwse Nieuwdorp.

COVRA draagt blijvend zorg voor het Nederlandse radioactieve afval om mens en milieu te beschermen. Al het radioactieve afval wordt door COVRA gedurende ten minste honderd jaar veilig opgeslagen in speciaal daarvoor ontworpen gebouwen. Het afval wordt geïsoleerd op een centrale plaats waar het beheerst en gecontroleerd kan worden, zodat de veiligheid over die lange periode gegarandeerd blijft. Uiteindelijk moet het afval in een inrichting voor eindberging worden ondergebracht. Dat verzekert dat het afval ook over duizenden jaren nog buiten de levensruimte van de mens is.


GERELATEERD

Nationaal programma van de ANVS

Het nationale programma voor het beheer van radioactief afval en verbruikte splijtstoffen.
www.anvs.nl 


Rapport opera

Van afval naar berging, tijd voor verantwoordelijkheid.
www.covra.nl

Radioactive waste and spent fuel management

Topic op de website van de IAEA.
www.iaea.org

Radioactive waste: the journey

Volg de weg die radioactief afval aflegt van gebruik tot opslag.

Verval

De basis van het beheer van radioactief afval is verval: over de tijd heen wordt radioactief afval onschadelijk. Soms is afval binnen seconden ongevaarlijk, andere soorten doen er duizenden jaren over. 

Wanneer radioactieve stoffen hun straling uitzenden, veranderen zij uiteindelijk in een stof die niet meer radioactief is. Dat noemen we ‘vervallen’ en het is een normaal fysisch proces. De instabiele elementen zoeken naar een nieuw evenwicht. Als ze dat evenwicht bereiken, is de radioactieve stof stabiel geworden en zendt het geen straling meer uit. Uiteindelijk ontstaat dus vanzelf een stof die al zijn straling kwijt is en dus ook geen gevaar meer oplevert. Hoe lang dat duurt, drukken we uit met halveringstijd. Dat is de tijd die nodig is om telkens de helft van de radioactiviteit kwijt te raken. Na twee halveringstijden is de radioactiviteit de helft van de helft. Dat is dus een kwart van de beginwaarde. Iedere radioactieve stof heeft een eigen vaste halveringstijd. Het ene radioactieve stofje is meteen als het ontstaat al ongevaarlijk. Ander radioactief materiaal moet je vele duizenden jaren opslaan voor het ophoudt met stralen.

Soorten afval

Bij het beheer van het radioactieve afval wordt onderscheid gemaakt tussen twee soorten afval:

Laag- en middelradioactief afval
Laag- en middelradioactief afval (LMRA) bestaat onder meer uit medische gebruiksmaterialen (handschoenen, kleding, injectienaalden en laboratoriumglaswerk), rookmelders en onderdelen van reactoren (buizen, pompen en filters). Bij COVRA ligt op dit moment ongeveer 34.000 m³ LMRA opgeslagen. Daarmee zou je een groot containerschip voor 1/20 deel kunnen vullen. Ieder jaar komt daar ongeveer 1.100 m³ LMRA bij. Dat is vergelijkbaar met de inhoud van ongeveer 16 zeecontainers.

LMRA kan vast of vloeibaar zijn. Brandbaar of niet-brandbaar, persbaar of niet-persbaar. Elke afvalsoort verdient een specifieke behandeling om het daarna zo veilig mogelijk op te kunnen slaan. Voor laag- en middelradioactief afval is een betonnen omhulsel voldoende om de radioactieve stoffen in te sluiten en om de straling te verminderen. Het staat in gewone opslaggebouwen te vervallen.

Een bijzondere categorie vormt het NORM-afval. NORM staat voor ”Naturally Occuring Radioactive Material“. Het gaat om afval met een natuurlijke radioactiviteit: bijvoorbeeld verarmd uranium en radioactieve stoffen die bij de olie- en gaswinning mee naar boven komen.

Hoogradioactief afval
Hoogradioactief afval bestaat uit het recyclingsafval van splijtstof uit de kerncentrale Borssele en splijtstofelementen en afval afkomstig van de productie van medische isotopen in de onderzoeksreactoren in Petten en Delft. Op dit moment is er bij COVRA ongeveer 110 m³ HRA opgeslagen. Dat is vergelijkbaar met de inhoud van anderhalve zeecontainer. Jaarlijks komt daar gemiddeld 4,5 m³ HRA bij.

Het HRA moet vanwege het hoge stralingsniveau verwerkt moet worden met afstandsbedienbare installaties en opgeslagen achter dikke betonnen muren. Dat gebeurt in het HABOG: een grote knaloranje bunker met 1,70 meter dikke muren, die bestand is tegen natuurrampen (aardbevingen en overstromingen) en door de mens veroorzaakt onheil (transportongelukken en explosies). HABOG staat voor Hoogactief Afval Behandelings- en Opslag Gebouw. 

Het HRA dat warmte produceert wordt in vloeibaar glas gemend en in een roestvrijstalen verpakking gegoten waarin het stolt tot een basaltachtig materiaal. De radioactiviteit zit dan opgesloten in de moleculaire structuur van het glas waar het niet meer uit kan ontsnappen. In de komende honderd jaar raakt dit afval haar warmte en de meeste radioactiviteit kwijt, waarna het afval makkelijker te hanteren is. Niet-warmteproducerend HRA wordt zonder glasmengsel in roestvrijstalen verpakkingen opgeslagen.

Eindberging

De opslag van radioactief afval zoals dat bij COVRA gebeurt, is een wereldwijd toegepaste en bewezen veilige technologie. Deze opslag van radioactief afval is echter geen definitieve, langetermijnoplossing voor het radioactief afval. Na honderd jaar opslag is een deel van het afval nog radioactief. Dit langlevende afval kan het beste in de diepe ondergrond worden opgeborgen. Dat noemen we eindberging. 

In een stabiele ondergrondse aardlaag, bijvoorbeeld klei, zout of graniet, wordt een speciaal ontworpen bergingsinstallatie gemaakt, waarin het afval wordt opgeborgen. Na verloop van tijd wordt deze berging hermetisch afgesloten. Eindberging is naar de huidige stand van de wetenschap en techniek de enige oplossing, die verzekert dat het afval ook na duizenden jaren buiten de levensruimte van de mens blijft. De coördinatie van het onderzoek naar eindberging behoort tot de kerntaken van COVRA.

Ook andere landen doen onderzoek naar de mogelijkheden voor eindberging. In Europa is er op dit moment nog geen ondergrondse eindberging voor langlevend hoogradioactief afval in bedrijf. Wel vinden er experimenten plaats in ondergrondse testlaboratoria om eindberging in geologisch stabiele lagen te onderzoeken. Finland, Zweden en Frankrijk zijn bezig met concrete projecten voor de realisatie van eindbergingsfaciliteiten. Dit zullen de eerste landen zijn die een nationale eindberging voor hoog radioactief afval in gebruik zullen nemen. Er wordt verwacht dat de eerste eindberging van hoogradioactief afval in Europa rond 2025 zal plaatsvinden. Sinds 1999 is in de Verenigde Staten al diepe ondergrondse berging in zout voor al het militaire radioactieve afval in bedrijf. 

In het onderzoek naar eindberging van radioactief afval wordt niet alleen naar de mogelijkheden in Nederland gekeken, maar ook naar de mogelijkheden van een eindberging in multinationale context. Naar verwachting wordt er in Nederland rond 2100 een beslissing over eindberging genomen.