Tord Walderhaug Institutt for energiteknikk Radioaktivt avfall fra produksjon av kjerneenergi Et uløselig problem? Tord Walderhaug Institutt for energiteknikk 03.04.2017

Troms Folkeblad 2. august 2008 Tør vi spise reker? Siden det nå kommer opp at Murmansk-krysseren ved Sørøya er full av radioaktivitet, lurer jeg på hvordan det går med atomubåten som sank i Barentshavet etter en eksplosjon om bord? Vi spiser reker, skal vi fortsette med det? Kan noen gi meg et troverdig svar? Roald Sørensen Fjordgår 03.04.2017

Folk er bekymret over radioaktivt avfall 03.04.2017

Folk er dårlig informert om radioaktivt avfall 03.04.2017

Andel av nasjonal elektrisitetsproduksjon 20% 0% 4% 56% 31% 33% 79% 47% 03.04.2017

Kjernekraft gir et signifikant bidrag til global oppvarming og klimaforandringer 03.04.2017

Om avfallet blir håndtert forsvarlig, skal da kjernekraft være et alternativ til elektrisitetsproduksjon? 03.04.2017

Kjernekraft er ingen god miljøløsning, avfallsproblemet er like uløselig som det var for 50 år siden Gunnar Kvassheim, leder for Stortingets energi- og miljøkomité, 30. mai 2007 Avfallet er enn så lenge et problemavfall - og et meget farlig sådant - som vi ikke har funnet gode løsninger for å ta trygt vare på Leder, Bergens tidende, 10. juli 2007 Den aller viktigste årsaken til at Bellona er imot kjernekraft er at industrien ikke har en endelig løsning for det langlivede radioaktive avfallet Nils Bøhmer, Bellona i Teknisk ukeblad, 10. mars 2006 Først og fremst handler det om de uløste problemene rundt håndtering av radioaktivt avfall Helen Bjørnøy, miljøvernminister, Bergens tidende 26. mars 2007 03.04.2017

Innhold Karakterisering av radioaktivt avfall Betingelser for håndtering av avfallet Deponi i geologisk stabile formasjoner Utslippsscenarier Naturlige analogier Framtidige løsninger 03.04.2017

Reaktorbrensel 03.04.2017

Elektrisitetsproduksjon Ett brenselselement: 50 – 300 brenselspinner 150 – 500 kg uran Utbrent etter 3 år 0,1 – 0,3 TWh elektrisk kraft En reaktor 100 – 1000 brenselselementer 100 – 200 tonn uran 500 – 1600 MWe 03.04.2017

Radioaktive stoffer i brukt brensel Fisjonsprodukter Transuraner U-238 U-239 Np-239 Pu-239 03.04.2017

Fisjonsprodukter Nedkjøring 1 dag 10 dager 1 år 50 år 1000 år Over 700 220 150 100 50 20 50 år: 98,5% av total radiologisk giftighet 1000 år: 0,3% av total radiologisk giftighet Halveringstid (år) Andel aktivitet radiol. H-3 12,3 0,05 - Kr-85 10,7 0,7 Sr-90 28,6 43 98,1 Cs-137 30,2 56 1,9 Sm-151 90 0,5 Eu-154 8,8 0,2 Halveringstid (år) Andel aktivitet radiol. Se-79 65 000 2,4 14 Zr-93 1 530 000 11 0,7 Tc-99 213 000 78 6,8 Pd-107 6 500 000 0,5 2,7 Sn-126 100 000 3,9 25 I-129 15 700 000 0,2 50 03.04.2017

Transuraner 50 år: 1,5% av total radiologisk giftighet Cm242 Cm243 Cm244 Pu238 Am241 Am242 Am243 Am244 Np237 Pu239 Pu240 Pu241 Pu242 Pu243 Pu244 Np239 U238 U237 U236 U235 U234 U239 50 år: 1,5% av total radiologisk giftighet 1000 år: 99,6% av total radiologisk giftighet 03.04.2017

Utvikling av radiologisk giftighet Fisjonsprodukter Transuraner Totalt 03.04.2017

Løselighet / mobilitet 03.04.2017

Prinsipper for deponering av radioaktivt avfall Internasjonal enighet om at radioaktivt avfall skal tas hånd om på en slik måte at helsemessige konsekvenser for kommende generasjoner ikke blir større enn det som er akseptabelt i dag. Svenske myndigheter: Man skal med overveldende sikkerhet demonstrere at den årlige risiko for kreft eller arvelige skader for mennesker i framtiden vil bli lavere enn 1 til 1 million Risiko på 1 til 1 million svarer til en stråledose på mindre enn 1 % fra naturlig bakgrunnsstråling 03.04.2017

Naturlig bakgrunnsstråling Norge: 3,2 mSv i året Kosmisk Ekstern Intern Radon Verden: 2,4 mSv i året Typiske variasjoner: 1 – 10 mSv i året Ekstreme områder: Kerala, India: 5 – 40 mSv i året Ramsar, Iran: Opptil 200 mSv i året 03.04.2017

Dypdeponering i geologisk stabilt fjell 03.04.2017

Forventet utvikling Tidsperiode på over hundre tusen år: Klimaforandringer og istider Storskala geologiske prosesser Annet (f.eks. meteorittnedslag) Innvirkning på en rekke faktorer: Termiske forandringer Mekaniske forandringer av fjell, jordskjelv Hydrogeologiske forandringer Kjemiske forandringer i og rundt deponiet Metning av buffer og trykk fra oppsvulming 03.04.2017

Klimaendringer

Utslipp forutsetter at beholdere svikter Mulige scenarier: Leirbuffer vaskes bort med påfølgende hurtig korrosjon av kobberkapsling Kraftig jordskjelv med forkastning fører til brudd på beholdere 03.04.2017

Utslipp som følge av jordskjelv og hurtig korrosjon Resultater fra forundersøkelse ved Laxemar (Oskarshamn) og Forsmark 03.04.2017

Menneskelige handlinger Myndighetskrav: Konsekvenser ved nedsatt funksjon av deponiet som følge av menneskelige handlinger Mottiltak: Lokalisering i område med ingen utnyttbare naturressurser Deponi lagt langt under normale dyp for å finne vann Tiltak for å bevare informasjon om deponiet så lenge som mulig 03.04.2017

Boring ned i deponiet Antagelser: Scenariet: Teknologi til å bore til store dyp er tilgjengelig Kunnskap og formålet med deponiet er gått tapt Ikke i stand til å analysere og forstå det de har funnet Scenariet: Diamantboring for utforskning Borehullet blir forlatt åpent Familie starter med gårdsdrift på stedet en måned etter og benytter vannet fra borehullet til drikkevann og vanning av jorder 03.04.2017

Bruk av vann fra et borehull gjennom deponiet 03.04.2017

Naturlige analogier Naturlige prosesser som sannsynliggjør resultatene fra modellberegningene Korrosjon av kobber og jern Holdbarhet til sement (vil bli brukt til å fylle igjen tunneler og forsegle deponiet) Leire til å forhindre transport av radionuklider 03.04.2017

Kobberkanon fra Kronan Det svenske krigsskipet Kronan eksploderte og sank 1. juni 1676 Noen kobberkanoner ble halvt begravd i bunnslam Korrosjonshastighet i slam: 0,15 µm/år (5 cm på 330 000 år) 03.04.2017

Spiker fra Inchtutil Romersk fort fra 84 e.Kr. Trakk seg tilbake og etterlot en million spiker (70 tonn) nedgravd på to meters dybde 03.04.2017

Keiser Hadrians mur Mur tvers over England fra rundt 130 e.Kr. Steinblokker og sement med omtrentlig samme kvalitet som moderne Portland sement 03.04.2017

Skogen i Dunarobba, Italia 1,5 millioner år gamle trestubber begravd i leire Stubbene hadde ikke begynt å råtne og hadde samme egenskaper som nytt tre 03.04.2017

Cigar lake (Canada) Uranmalm 450 meter under bakken Dannet for 1,3 milliarder år siden Rundt uranåren er et 1 – 20 meter lag med leire Ikke spor av radioaktivitet fra malmen på overflaten 03.04.2017

Naturlig kjernereaktor i Oklo (Gabon) Forutsetninger: 1,7 milliarder år siden Minst 3% anriking Høy konsentrasjon Tilgang på vann Isotopprosent U-235 U-238 I dag 0,7 99,3 1 milliard år siden 1,6 98,4 2 milliarder år siden 3,7 96,3 3 milliarder år siden 8,0 92,0 4 milliarder år siden 17 83 5 milliarder år siden 31 69 03.04.2017

Transport av radionuklider i Oklo Kun beveget seg noen få meter i løpet av 1,7 milliarder år 03.04.2017

Argumentasjon for sikkerhet Beregninger basert på pessimistiske forutsetninger viser at det svenske deponikonseptet med stor sannsynlighet vil oppfylle myndighetenes krav. Det er verdt å merke seg at dette gjelder beregninger basert på at det som kan gå galt, går galt Høyere stråledoser, for eksempel ti ganger så høye, vil da være enda mindre sannsynlig Selv en slik dose vil fremdeles være mindre enn 10 % av dosen fra naturlig bakgrunnsstråling og må betraktes som en helt ubetydelig risikoøkning Virkelig alvorlige konsekvenser, som nødvendigvis må innebære flere hundre ganger høyere dose enn myndighetenes grense, har dermed en så liten sannsynlighet at de i realiteten kan utelukkes 03.04.2017

4. generasjons reaktorteknologi Framtidige løsninger 4. generasjons reaktorteknologi 03.04.2017

Generation IV International Forum Bærekraftig (Ressursbruk, forurensing, avfall) Økonomisk (Konkurransedyktig) Sikker og pålitelig (Ikke behov for atomberedskap) Sikkerhet mot spredning av nukleært materiale 03.04.2017

4. generasjons reaktorteknologi Hurtige reaktorer Fisjonering av alle transuraner Pyrometallurgisk reprossesering Transmutasjon av langlivede nuklider 03.04.2017

Utvikling av radiologisk giftighet 03.04.2017

Thorium Thorium-232 er et fertilt grunnstoff, ikke fissilt Th-232 Pa-233 U-233 03.04.2017

Th-232 og U-233 i reaktorer U238 Pu239 U239 Pu240 Np239 Pu241 Np238 Pu242 Pu243 Pu244 Np237 Pu238 Am241 Am242 Am243 Am244 Cm242 Cm243 Cm244 U237 U236 U235 U234 U233 Pa233 Th233 Th232 U232 Th231 Pa232 Pa231 Th229 Th230 Forsvinnende lite transuraner i forhold til reaktor basert på uran Men andre langlivede radionuklider: Pa-231 (32 760 år) Th-229 (7 340 år) Th-230 (75 400 år) 03.04.2017

Takk for oppmerksomheten Konklusjon 4. generasjons reaktorteknologi og kjernekraft basert på thorium vil kunne gi mindre mengde avfall som er langlivet og med høy radiologisk giftighet Noe avfall vil likevel kreve dypdeponering i fjell Takk for oppmerksomheten 03.04.2017