Opslag van kernafval en hoe kernafval opslaan

Gepubliceerd door focus op 18/04/2012 in de rubriek Natuur en Wetenschap - Wetenschap

Veilig opslaan van radioactief kernafval is belangrijk want actief nucleair afval is dodelijk en blijft duizenden jaren lang gevaarlijk. Wie tien minuten lang op 9 m afstand staat van een klein beetje vers afval van een kernreactor, heeft slechts 50% kans dit te overleven. De afgescheiden splijtingsproducten van een kernreactor bevatten een dodelijke cocktail van radioactieve stoffen als plutonium, strontium en caesium.

Gelukkig is het actieve afval niet erg volumineus. Een gemiddelde centrale, die 1000 megawatt aan stroom levert, pro­duceert ongeveer 2 m³ afval per jaar.

De wijze van opslag varieert. In de Ver­enigde Staten wordt een deel van het op­gewerkte afval opgeslagen in dubbelwan­dige, roestvrijstalen tanks die zijn omge­ven met een 1 m dikke betonnen mantel. Het merendeel van de opgebruikte splijt­stofstaven wordt echter met mantel en al onder water opgeslagen in speciale, vlak bij de kerncentrales aangelegde meertjes. Dit biedt helaas op de lange termijn geen oplossing.

In Engeland wordt het afval als vloeistof opgeslagen; het heeft de kleur van sterke thee en zit in stalen tanks met een mantel van beton, net als in de V.S. Door het verval van de radioactieve atomen geeft het afval hitte af, dus de tanks moeten worden gekoeld wil de vloeistof niet droogkoken, waardoor de radioactiviteit weg kan lekken. Door leidingen in de tanks wordt koud water gepompt. Hoe­wel deze methode al 40 jaar wordt ge­bruikt, vormt de opslag in tanks ook maar een tijdelijke oplossing.

Op dit moment bestaat de beste oplos­sing wellicht uit het gieten van het afval in glazen cilinders, die daarna diep onder de grond worden opgeslagen. In een proefcentrale in Marcoule, Frankrijk, wordt deze methode sinds 1978 toege­past.

Het afval wordt gedroogd en in een vas­te stof omgezet door het te verhitten in een ronddraaiende trommel. Het wordt daarna met kwarts, borium en andere stoffen waaruit glas wordt vervaardigd, gemengd, in een vat gegoten en tot 1500 °C verhit. Op de bodem ontstaat een stroom gesmolten glas, die in roest­vrij stalen vaten wordt gegoten die onge­veer twee keer zo groot zijn als een melk­bus. Met het afval van een centrale van 1000 megawatt kunnen elk jaar 15 van deze vaten worden gevuld. Als het glas is gestold, worden de deksels erop gelast. De vaten worden opgeslagen in speciale 'putten' in een belendend gebouw in Marcoule. Elk vat produceert 1,5 kilo­watt warmte en wordt met lucht gekoeld. De Engelsen en Amerikanen nemen deze methode meer en meer over. Zolang het kernafval wordt bewaakt, is het ongevaarlijk, maar op den duur moet het buiten bereik van de mens worden opgeslagen. Een mo­gelijkheid is de vaten te ommantelen met gietijzer of koper en ze daarna in onder­grondse holten te bewaren. De vaten worden in gaten of geulen gezet en daar­na overdekt met beton of bentoniet (een soort klei), dat het ontsnappende radio­actieve materiaal absorbeert.

Het kan zo'n 1000 jaar duren voordat de vaten gaan roesten en lekken. Na 500 jaar is de radioactiviteit afgenomen tot ongeveer het niveau van gewoon ura­niumerts. De deskundigen schatten dat als de holten een goede ligging hebben en diep genoeg zijn — d.w.z. enkele hon­derden meters —, het een miljoen jaar kan duren voordat er wat van het materiaal naar de oppervlakte lekt. Tegen die tijd zijn de geringste spoortjes radioactiviteit al lang vervallen. In de opslagruimten mogen zich geen waardevolle mineralen bevinden, voor het geval een mijnbouw­bedrijf in de verre toekomst tijdens het delven op het afval stuit.

De moeilijkheid schuilt in het vinden van opslagplaatsen voor nucleair kernafval waar de plaatselijke bevolking niet op tegen is. Iedereen gruwt bij het idee dat er kernafval wordt opge­slagen vlak bij zijn huis. Op den duur zijn de betrokken instanties misschien ge­noodzaakt gaten te boren onder de be­staande opwerkingsfabrieken of in de zeebodem, als alternatief voor het zoeken naar nieuwe plekken op het land.