Kärnavfall Kärnavfall

Kärnavfall

Kärnavfall

Kärnavfall och hanteringen av det i världen

Kärnavfall och hanteringen av det i världen

Många länder som använder kärnenergi har slutförvaringsanläggningar för låg- och medelaktivt avfall, men slutförvaring av högaktivt avfall har ännu inte inletts någonstans. I många kärnenergiländer, inklusive Finland, pågår långsiktiga forsknings- och utvecklingsprogram vars mål är att förverkliga slutförvaring av högaktivt kärnavfall.

Hantering av låg- och medelaktivt avfall

Det låg- och medelaktiva avfall som uppstår på kärntekniska anläggningar är oftast radioaktivt så länge att det inte är förnuftigt att lagra det för att minska aktiviteten till en ofarlig nivå. Avfallet behandlas och förpackas därför för slutförvaring.

Förbehandlingen av avfallet kan inkludera insamling, sortering, neutralisering eller annan reglering av de kemiska egenskaperna, dekontaminering och inledande karakterisering (se klassificering). För att minska volymen hos avfall i flytande form kan man använda bland annat jonbyte, mekanisk filtrering, avdunstning, kemisk sedimentering och centrifugering. Volymen hos fast avfall kan minskas genom bränning, hoppressning, styckning eller smältning. I samband med förbehandlingen kan en del av avfallet befrias från övervakningen för kassering som vanligt avfall, om det i samband med den inledande karakteriseringen har konstaterats vara tillräckligt lågaktivt.

Vid slutbehandlingen bearbetas avfallet till en stabil form och packas i en behållare för lagring, transport och slutförvaring. Avfall som är i vätskeform eller mycket finfördelat ges vanligen en fastare form genom att det packas i en avfallsbehållare tillsammans med ett lämpligt stabiliserande ämne, såsom cement (på kärnkraftverket i Lovisa eller bitumen (på Olkiluoto kärnkraftverk). Fast avfall packas i behållarna som sådant eller tillsammans med sedimentfyllnad.

Medel- och lågaktivt avfall har slutförvarats på olika håll i världen sedan 1950-talet. Numera används främst två olika typer av principlösningar för slutförvaring: betongbunkrar i markens ytskikt eller grottor i berggrunden på omkring 50–100 meters djup. Dessa lösningar kan verka olika, men isoleringen av radioaktiva ämnen bygger i båda fallen till stor del på samma faktorer:

  • hållbara avfallsförpackningar
  • betongkonstruktioners isoleringsförmåga och den gynnsamma kemiska miljö som de skapar
  • litet grundvattenflöde nära förvaringsutrymmet
  • långsam spridning av radionuklider i marken eller berggrunden kring förvaringsutrymmet.

Den viktigaste skillnaden mellan dessa två lösningsmodeller är att en slutförvaringsanläggning i markens ytskikt kräver övervakning i flera hundra år efter att anläggningen stängts. Om slutförvaringsutrymmet finns i berggrunden behövs däremot ingen övervakning efter stängningen för att trygga säkerheten.

Alternativ för hanteringen av högaktivt avfall

Använt bränsle från kärnkraftverk kan hanteras på två alternativa sätt: det kan återvinnas så att det uran och plutonium som det innehåller tas till vara (upparbetningsalternativet) eller så kan det användas bara en gång. I båda fallen uppstår högaktivt avfall, som måste isoleras från naturen för en mycket lång tid.

Slutförvaring av högaktivt avfall i utrymmen som byggs djupt nere i berggrunden är för närvarande det enda kända genomförbara alternativet. Sådana slutförvaringslösningar har varit föremål för ett omfattande forsknings- och utvecklingsarbete i 30 år.

En tillfällig lösning är övervakad långtidslagring av avfallet. Avfallet förvaras då för en obestämd tid i lager ovanför eller nära markytan, i hopp om att den tekniska utvecklingen ska ge bättre metoder för att hantera avfallet. Långtidslagring innebär dock att man till stor del överlåter hanteringen av kärnavfallet och verkställandet av slutförvaring till kommande generationer, vilket strider mot principerna i de internationella rekommendationerna. Ett långtidslager är också mer sårbart i en krissituation eller som mål för terrorism än ett slutförvaringsutrymme djupt nere i berggrunden.

Ett alternativ som har föreslagits är också att mycket långlivade radioaktiva ämnen kunde avskiljas från annat avfall och förstöras genom så kallad transmutation. Det innebär att det radioaktiva ämnet omvandlas till ett stabilt eller mer kortlivat ämne med hjälp av ett kraftigt integrerat flöde, som skapas genom en spallationsreaktion i en snabb reaktor eller en partikelaccelerator. Transmutationstekniken förutsätter en ny typ av kärnreaktor och dessutom en avancerad upparbetning som baserar sig på nuklidavskiljning. Även om man skulle satsa kraftigt på kärnteknik bedöms sådan teknik inte bli allmänt tillgänglig. Med transmutation skulle man också bara bli av med en del av de långlivade radioaktiva ämnena. Mängden bränsle som behöver slutförvaras skulle kunna minskas, men behovet att placera kärnavfall djupt nere i berggrunden skulle inte försvinna.

Kontakt

Kontakt