De radioactieve transuranenafvalberg is wereldwijd al gegroeid tot duizend ton en per jaar komt daar nog eens tachtig ton aan transuranen bij. In afwachting van een definitieve oplossing wordt het afval in de reactoren zelf of bij opwerkfabrieken bewaard.
Delen
Opslaan in zoutmijnen is een veelbesproken optie, maar daartegen bestaat veel verzet. Dr. J.H. Bultman promoveerde afgelopen dinsdag op het ontwerp van reactoren die de afvalberg binnen tien jaar kunnen halveren en daarbij ook nog energie produceren.
De lange-termijnradioactiviteit van kernafval wordt voornamelijk veroorzaakt door transuranen, waar plutonium een bekend voorbeeld van is. Reactoren zoals die in Borssele produceren hoofdzakelijk plutonium en ook militair afval uit kernwapens bestaat voor een groot deel uit deze stof. ,,Plutonium kun je gewoon in je hand houden”, zegt Bultman, ,,want de alfa-straling kan niet door de huid heendringen. Maar één microgram in je lichaam is reeds dodelijk en kleinere hoeveelheden tasten het rode beenmerg aan, en kunnen botkanker of leukemie veroorzaken.”
Het is ook niet vreemd dat de publieke opinie tegen opslag in zoutmijnen is. Bultman: ,,Plutonium in vaten straalt namelijk warmte uit. Deze warmte trekt water aan en samen met het zout kan het corrosie van de vaten veroorzaken. De kans bestaat dat de vaten na enkele duizenden jaren lekkage vertonen. In principe is het mogelijk dat het plutonium dan via het grondwater in het drinkwater terecht komt. Bewijzen dat de stof bij opslag in zoutmijnen gedurende de leeftijd van het materiaal (de tijd waarin de helft van het plutonium niet meer radioactief is, de halfwaardetijd, is bijna 25.000 jaar, red.) niet in de biosfeer terecht kan komen, is praktisch onmogelijk.”
Alternatieve oplossingen voor de groeiende plutoniumberg leverden tot nu toe meer risico op dan opslaan in de zoutmijnen en waren dus niet zinvol.
Jarenlang is men bezig geweest met de ontwikkeling van snelle reactoren die plutonium als brandstof kunnen gebruiken. In Frankrijk staan er twee, de phenix en de superphenix, maar tot nu toe zijn de resultaten niet van die aard dat de reactoren op grote schaal in gebruik genomen zullen worden. Bovendien zijn ze te duur.
Veiligheid
Bultman onderzocht twee andere typen reactoren die plutonium kunnen verbranden. Daarbij komt energie vrij en ontstaan splijtingsprodukten met een halfwaardetijd van slechts 300 jaar. Bultman, die in Utrecht natuurkunde studeerde, deed zijn onderzoek bij het Energie Centrum Nederland (ECN).
Het eerste type reactor dat Bultman testte is de ALMR (Advanced Liquid Metal Reactor). General Electric is al vrij ver met de ontwikkeling van deze reactor. Bultman ontwierp een nieuwe versie, zodanig dat de reactor zijn eigen afval kanhergebruiken maar ook bestaand afval kan verbranden.
Bultman legde in zijn onderzoek de nadruk op de veiligheid. ,,Eerdere onderzoeken waren er vaak op gericht zoveel mogelijk transuranen te verbranden”, zegt hij, ,,maar ik vind dat dit niet ten koste van de veiligheid mag gaan. Voor de ALMR kon ik ook uitspraken doen over de veiligheid omdat er veel gegevens bekend zijn over dit type reactor.”
Bultman ging telkens uit van het ergste geval, bijvoorbeeld dat de pomp uit zou vallen waardoor geen warmte meer afgevoerd kan worden en er geen mensen aanwezig zijn om een het proces via een noodstopprocedure stil te zetten. Onder die extreme omstandigheden mag een kerncentrale toch niet tot een melt-down komen, zoals in Tjernobyl gebeurde.
Wild
Met de veiligheid als belangrijkste uitgangspunt kwam Bultman tot de conclusie dat de ALMR alleen maar kan werken als er extra uranium als brandstof toegevoegd wordt. Daardoor duurt het vrij lang voordat de plutoniumafvalberg slinkt. Een factor tien verminderen kost bij gelijkblijvende kernenergieproduktie 160 jaar.
Het andere type reactor dat Bultman bekeek, de gesmolten-zoutreactor, heeft dit nadeel niet. Die draait puur op plutonium en kan de hoeveelheid plutonium binnen tien jaar halveren, en in veertig jaar tijd met een factor acht doen afnemen. ,,Dit is echter een vrij wild ontwerp. In de jaren zestig is een dergelijke reactor voor uranium al eens bedacht, en ik heb nu een ontwerp voor het verbranden van plutonium gemaakt.” Het gebruikt geen plutonium in de metallische of de oxidische vorm, zoals conventionele reactoren, maar plutonium opgelost in een gesmolten zout. Voordeel hierbij is dat de brandstof continue aangevoerd kan worden en vrij constant van samenstelling blijft.
Bultman: ,,Dit ontwerp staat echter nog volledig in de kinderschoenen. Er is dus ook nog niet veel over de veiligheid bekend. Maar op basis van berekeningen heb ik wel bewezen dat het in principe wel een veilige reactor zou kunnen zijn.”
Hoewel het zijn favoriete reactor is, gelooft Bultman niet dat er op korte termijn iets met de gesmolten zoutreactor gedaan zal worden. ,,Dat kost te veel geld. Het ontwerp is nog te futuristisch om er nu al mensen voor warm te laten lopen. Voorlopig buigt zich eerst weer een nieuwe aio over dit onderwerp.” (J.O.)
De radioactieve transuranenafvalberg is wereldwijd al gegroeid tot duizend ton en per jaar komt daar nog eens tachtig ton aan transuranen bij. In afwachting van een definitieve oplossing wordt het afval in de reactoren zelf of bij opwerkfabrieken bewaard. Opslaan in zoutmijnen is een veelbesproken optie, maar daartegen bestaat veel verzet. Dr. J.H. Bultman promoveerde afgelopen dinsdag op het ontwerp van reactoren die de afvalberg binnen tien jaar kunnen halveren en daarbij ook nog energie produceren.
De lange-termijnradioactiviteit van kernafval wordt voornamelijk veroorzaakt door transuranen, waar plutonium een bekend voorbeeld van is. Reactoren zoals die in Borssele produceren hoofdzakelijk plutonium en ook militair afval uit kernwapens bestaat voor een groot deel uit deze stof. ,,Plutonium kun je gewoon in je hand houden”, zegt Bultman, ,,want de alfa-straling kan niet door de huid heendringen. Maar één microgram in je lichaam is reeds dodelijk en kleinere hoeveelheden tasten het rode beenmerg aan, en kunnen botkanker of leukemie veroorzaken.”
Het is ook niet vreemd dat de publieke opinie tegen opslag in zoutmijnen is. Bultman: ,,Plutonium in vaten straalt namelijk warmte uit. Deze warmte trekt water aan en samen met het zout kan het corrosie van de vaten veroorzaken. De kans bestaat dat de vaten na enkele duizenden jaren lekkage vertonen. In principe is het mogelijk dat het plutonium dan via het grondwater in het drinkwater terecht komt. Bewijzen dat de stof bij opslag in zoutmijnen gedurende de leeftijd van het materiaal (de tijd waarin de helft van het plutonium niet meer radioactief is, de halfwaardetijd, is bijna 25.000 jaar, red.) niet in de biosfeer terecht kan komen, is praktisch onmogelijk.”
Alternatieve oplossingen voor de groeiende plutoniumberg leverden tot nu toe meer risico op dan opslaan in de zoutmijnen en waren dus niet zinvol.
Jarenlang is men bezig geweest met de ontwikkeling van snelle reactoren die plutonium als brandstof kunnen gebruiken. In Frankrijk staan er twee, de phenix en de superphenix, maar tot nu toe zijn de resultaten niet van die aard dat de reactoren op grote schaal in gebruik genomen zullen worden. Bovendien zijn ze te duur.
Veiligheid
Bultman onderzocht twee andere typen reactoren die plutonium kunnen verbranden. Daarbij komt energie vrij en ontstaan splijtingsprodukten met een halfwaardetijd van slechts 300 jaar. Bultman, die in Utrecht natuurkunde studeerde, deed zijn onderzoek bij het Energie Centrum Nederland (ECN).
Het eerste type reactor dat Bultman testte is de ALMR (Advanced Liquid Metal Reactor). General Electric is al vrij ver met de ontwikkeling van deze reactor. Bultman ontwierp een nieuwe versie, zodanig dat de reactor zijn eigen afval kanhergebruiken maar ook bestaand afval kan verbranden.
Bultman legde in zijn onderzoek de nadruk op de veiligheid. ,,Eerdere onderzoeken waren er vaak op gericht zoveel mogelijk transuranen te verbranden”, zegt hij, ,,maar ik vind dat dit niet ten koste van de veiligheid mag gaan. Voor de ALMR kon ik ook uitspraken doen over de veiligheid omdat er veel gegevens bekend zijn over dit type reactor.”
Bultman ging telkens uit van het ergste geval, bijvoorbeeld dat de pomp uit zou vallen waardoor geen warmte meer afgevoerd kan worden en er geen mensen aanwezig zijn om een het proces via een noodstopprocedure stil te zetten. Onder die extreme omstandigheden mag een kerncentrale toch niet tot een melt-down komen, zoals in Tjernobyl gebeurde.
Wild
Met de veiligheid als belangrijkste uitgangspunt kwam Bultman tot de conclusie dat de ALMR alleen maar kan werken als er extra uranium als brandstof toegevoegd wordt. Daardoor duurt het vrij lang voordat de plutoniumafvalberg slinkt. Een factor tien verminderen kost bij gelijkblijvende kernenergieproduktie 160 jaar.
Het andere type reactor dat Bultman bekeek, de gesmolten-zoutreactor, heeft dit nadeel niet. Die draait puur op plutonium en kan de hoeveelheid plutonium binnen tien jaar halveren, en in veertig jaar tijd met een factor acht doen afnemen. ,,Dit is echter een vrij wild ontwerp. In de jaren zestig is een dergelijke reactor voor uranium al eens bedacht, en ik heb nu een ontwerp voor het verbranden van plutonium gemaakt.” Het gebruikt geen plutonium in de metallische of de oxidische vorm, zoals conventionele reactoren, maar plutonium opgelost in een gesmolten zout. Voordeel hierbij is dat de brandstof continue aangevoerd kan worden en vrij constant van samenstelling blijft.
Bultman: ,,Dit ontwerp staat echter nog volledig in de kinderschoenen. Er is dus ook nog niet veel over de veiligheid bekend. Maar op basis van berekeningen heb ik wel bewezen dat het in principe wel een veilige reactor zou kunnen zijn.”
Hoewel het zijn favoriete reactor is, gelooft Bultman niet dat er op korte termijn iets met de gesmolten zoutreactor gedaan zal worden. ,,Dat kost te veel geld. Het ontwerp is nog te futuristisch om er nu al mensen voor warm te laten lopen. Voorlopig buigt zich eerst weer een nieuwe aio over dit onderwerp.” (J.O.)
Comments are closed.