Van preventie tot stockage, België innoveert in nucleair afvalbeheer
Innovatie is omnipresent in de verschillende domeinen van de kerntechnologie, waaronder het beheer en de verwerking van radioactief afval. Zo wordt de brandstof in de kernreactor steeds efficiënter benut, in de medische sector worden radio-isotopen doeltreffender ingezet bij het behandelen van patiënten, en ook bij de ontmanteling van nucleaire installaties zorgt de nieuwste robotica voor veilig en efficiënt werk. We zetten het op een rijtje.
De verschillende stappen in het beheer van radioactief afval
Het beheer van nucleair afval bestaat uit verschillende stappen. Eerst en vooral dient er zoveel mogelijk nucleair afval voorkomen te worden (preventie). Van zodra een nucleair materiaal alsnog niet meer nuttig gebruikt kan worden, wordt het als afval beschouwd). Daarna volgt de identificatie volgens afvaltype. Het transport en verwerking van afval hangt immers af van het afvaltype.
Vervolgens verifieert de Belgische afvalbeheerder NIRAS of de gedocumenteerde beschrijving van het afval klopt met de inhoud. Eens het afval geaccepteerd is, wordt het getransporteerd naar de site van Belgoprocess in Dessel. Belgoprocess is de dochteronderneming van NIRAS die instaat voor de verwerking en tijdelijke opslag van het afval. De verwerking gebeurt met het oog op een een veilige tijdelijke en definitieve stockage. Binnen al deze stappen wordt er geïnnoveerd en efficiënter te werk gegaan.
Een paspoort voor elk nucleair afvalcollo!
Voor de verwerking van een nucleair afvalcollo van start gaat, wordt de inhoud ervan uitvoerig gevalideerd. Een veilige en optimale verwerking en stockage achteraf hangt immers af van een goede kennis van de chemische en radiologische inhoud van de afvalstoffen: vast of vloeibaar afval, brandbaar of persbaar, laag-, middel- of hoogactief, met of zonder langlevende isotopen, ... De samenstelling van het nucleair afval wordt in de verschillende fasen van het afvalbeheer gecontroleerd. NIRAS en Belgoprocess zorgen bijvoorbeeld voor een acceptatiecontrole vooraleer het afval van een exploitant in hun beheer komt.
Belgoprocess en NIRAS innoveren continu om de inhoud en radioactiviteit van een afvalcollo beter en beter te kennen. Hiervoor is het belangrijk om het proces dat leidt tot het afval goed te kennen, en om de juiste meettechnieken (en -toestellen) te selecteren.
Zo ontwikkelt Belgoprocess momenteel de innovatieve Dose-to-Curie methode. Hiermee wordt door middel van intelligente metingen van stralingsdosissen aan de buitenkant van afvalcolli de radioactieve inhoud van een collo steeds nauwkeuriger bepaalt. Finaal beschikt elk afvalcollo over zijn eigen paspoort.
Innovatieve verwerkingstechnieken
Aangeleverd radioactief afval wordt op de site van Belgoprocess (indien dit nog niet gebeurd is) verwerkt, om nadien op een veilige manier gestockeerd te kunnen worden. Deze procedure heet in het vakjargon conditionering. Hiervoor beschikt Belgoprocess over hoogtechnologische supercompactoren, een verbrandingsoven met filteringsinstallaties en cementeringsmachines. De behandelingsmethode hangt af van de radiologische en chemische eigenschappen van het afval. De supercompactor heeft een enorme perskracht en kan 2 tot 10 vaten in een nieuw 400 liter collo compacteren.
Plasma-oven reduceert het afvalvolume tot 80 keer
De plasmaverbranding is het paradepaardje van Belgoprocess in de continue vermindering van de hoeveelheid kernafval. Een plasmaverbrandingsoven is geen gewone verbrandingsoven, met een plasmatoorts worden temperaturen tot 5000 °C gehaald.
Bij zulke temperaturen smelten bijna alle materialen, ook beton of staal, en vergast het organisch materiaal zoals hout en plastiek. Uiteindelijk wordt een glasachtige slak bekomen die wordt afgegoten in een definitief vat. Bovendien wordt bij dit smeltproces het volume radioactief afval aanzienlijk verkleind. Voor puur brandbaar afval kan men 80 m3 reduceren tot 1 m3. Omdat er minder afval gescheiden moet worden, verhoogt deze methode ook de veiligheid van de afvalverwerking.
Belgoprocess heeft een patent op deze technologie, en heeft recent in Bulgarije een eerste installatie gebouwd. Deze techniek betekent een aanzienlijke verkleining van de hoeveelheid radioactief afval en maakt de nucleaire energieopwekking duurzamer.
Hoogtechnologisch ontmantelen met robotica
Ook bij het afbreken van bestaande installaties wordt er continu geïnnoveerd om zo weinig mogelijk afval te creëren. Bij de afbraak van gebouwen (bijvoorbeeld in een bunker voor medische toepassingen) is meestal enkel een dunne toplaag van de betonnen muur radioactief. Door deze toplaag minutieus te verwijderen creëert men zo weinig mogelijk afval. Na de verwijdering van deze toplaag wordt het gebouw vrijgegeven, dit wil zeggen dat alle radioactiviteit is verwijderd. De technologische vooruitgang zorgt voor machines die steeds veiliger en efficiënter de radioactiviteit wegnemen. Robotica speelt hierbij een belangrijke rol.
Intelligente staalname bij ontmanteling
Om zo weinig mogelijk afval te maken bij ontmanteling is het belangrijk om vooraf een goede staalname te doen. Belgoprocess ontwikkelde hiervoor een innovatieve methode gebaseerd op geostatistiek. Door intelligente staalnamepunten te bepalen beperkt men het aantal metingen, en kan men de radioactiviteit tussen de meetpunten eruit afleiden. Zo kan men de te ontmantelen zone nauwkeurig bepalen, en wordt de hoeveelheid afval beperkt. Deze techniek wordt zowel 2D (voor oppervlaktebesmetting) als 3D (voor radioactieve volumes) toegepast.