Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Volgens Amerikaanse onderzoekers is het opslaan van radioactief puin in roestvaststalen containers geen goede korte termijnkeuze.
Kernenergie mag tegenwoordig dan tamelijk breed geaccepteerd zijn; met het afval zitten we nog altijd in onze maag. Een manier van opslaan is door het radioactieve materiaal te mengen met vloeibaar glas. Dat mengsel wordt vervolgens opgeslagen in roestvaststalen containers. Maar deze verglazing van radioactief afval is helemaal niet zo’n veilige optie als verwacht. Althans, dat is wat wetenschappers van de Ohio State University betogen in Nature Materials.
Lees ook:
Hoogactief afval
Op de website van EPZ – die de Kerncentrale Borssele beheert – valt te lezen dat 5 procent van de splijtstof in Nederland eindigt als hoogactief afval (de rest wordt gerecycled). Deze klasse van afval bevat isotopen met een zeer lange halfwaardetijd (de tijd die nodig is om de helft van het materiaal te laten vergaan). Gevolg: het blijft tienduizenden jaren straling afgeven.
De radioactieve troep wordt daarom gemengd met vloeibaar glas en vervolgens lucht- en vloeistofdicht verpakt in roestvaststalen containers. Hierin koelt het glas af en stolt de mix, met als gevolg dat de radioactieve stoffen zitten opgesloten in het massieve glas. In Nederland slaat vervolgens de Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval (COVRA) – die de wettelijke taak heeft om radioactief afval te bergen – de puin op in een zogeheten Hoogradioactief Afval Behandelings- en Opslag Gebouw (HABOG).
Versnelde corrosie
Maar kunnen we hoogactief afval wel veilig opslaan middels deze methode? Het Amerikaanse onderzoeksteam nam twee materialen – glas en keramiek – en plaatste die, samengeperst met roestvaststaal, 30 dagen lang in een zoutoplossing bij 90 graden Celsius.
De onderzoekers ontdekten toen dat glas en keramiek, wanneer ze worden blootgesteld aan een waterige omgeving, een interactie aangaan met roestvaststaal en zo het proces van corrosie versnellen. Volgens het team komt dit doordat het ijzer in roestvaststaal een chemische affiniteit heeft met het silicium in glas.
Ondergrondse opslag
“Het is belangrijk om te begrijpen en heel interessant om te onderzoeken hoe materialen in de tijd zich gedragen”, zegt Ewoud Verhoef van COVRA in een gesprek met KIJK.
“Wat ze hier echter doen, is uitgaan van een natte omgeving, terwijl we radioactief afval droog opslaan in gebouwen. Ook komen de condities in het onderzoek niet overeen met de verwachte omstandigheden in een ondergrondse berging in Nederland. Zo is de temperatuur van 90 graden veel te hoog.” COVRA slaat het afval minstens honderd jaar op in een HABOG, zodat het kan afkoelen, om het vervolgens ondergronds te plaatsen.
Twee jaar geleden maakte de organisatie nog bekend, na zeven jaar onderzoek te hebben verricht, dat bepaalde kleilagen (zogeheten Boomse klei) in Nederland uiterst geschikt zijn voor ondergrondse berging van nucleair afval. Als vaten met radioactief afval in deze aardlagen worden gestopt, dicht de dikke klei ze als het ware af.
Verhoef: “Ondergrondse berging is veiliger voor de lange termijn. Het afval kan in stabiele aardlagen veilig uitstralen. Je hebt natuurlijk wel een goede verpakking nodig om het afval goed te kunnen plaatsen, maar op de lange termijn wordt de bescherming voornamelijk geboden door de stabiele aardlaag. En daar hebben de containers in dit onderzoek geen invloed op.”
Bronnen: Nature Materials, Ohio State University, New Atlas, EPZ
Beeld: CC BY-SA 3.0