Kärnkraftsavfall: vilka egenskaper för vilka typer av omhändertagande?

De senaste månaderna har kärnkraften hamnat i debattens centrum igen. Med en avgörande fråga: vad ska vi göra med det radioaktiva avfallet? Svaren börjar falla på plats, tack vare innovationsförmågan hos aktörerna inom sektorn. Till exempel Cigéo-projektet för lagring av långlivat högaktivt avfall i östra Frankrike.

© Orano/LARRAYADIEU Eric

Kriget i Ukraina har lett till en ökad risk för brist av gas från Ryssland till Europa, får kärnkraftsindustrin, genom sin förmåga att producera koldioxidsnål elektricitet kontinuerligt och till konkurrenskraftiga priser, tillbaka trovärdigheten som den viktigaste av strategierna för att försöka möta morgondagens stora energi- och klimatproblem.

”Kärnkraften har fortfarande dåligt rykte, till följd av minnet av olyckorna i Tjernobyl och Fukushima. Det finns dock en stor brist på kunskap bland allmänheten, både när det gäller kärnkraftens fysiska funktion, de industriella behandlingsmetoderna, det säkerhetsekosystem som är förknippat med den och de stora innovationer som den ger upphov till inom forskningsområdet”, säger Pascal Champ, chef för avdelningen för oförstörande provning på VINCI Energies kärnkraftsdivision.

”Vår positionering är ganska unik, eftersom vi varken är operatörer eller förvaltare för avfall. Vi agerar som en integratör inom ett bredare spektrum av expertis, genom att uppbåda de olika företagen i koncernen för att svara på offentliga eller privata anbudsförfrågningar”, förklarar Pascal Champ.

Närmare bestämt: Omexom Cherbourg för att utföra arbete för att öka kapaciteten på anläggningen i Orano Haag, Cegelec CEM för installering av aktiva konditionerings- och lagringssystem för aktivt avfall vid EDF-anläggningen i Bugey, Actemium Projets Nucléaires France och Actemium Tricastin för konstruktion och testning av nuvarande starka och svaga anläggningar eller skalskydd på CEA-anläggningarna och Orano-anläggningen i synnerhet.

Avfall är farligt på olika sätt

En av de stora frågorna nära förknippat med kärnkraft är frågan om radioaktivt avfall. Alla sorters avfall har gemensamt att de är radioaktiva, men inte på samma risknivå. Denna beräknas på basis av två variabler.

Å ena sidan radioaktivitetens nivå. Den uttrycks i enheten becquerel, som motsvarar antalet atomsönderfall per sekund. Avfallet klassificeras då som mycket lågaktivt avfall (TFA), lågaktivt avfall (FA), medelaktivt avfall (MA) eller högaktivt avfall (HA).

”Nittio procent av kärnavfallet (med avseende på volymen) som produceras i Frankrike har redan en hanteringskedja för slutförvaring.”

Det andra måttet för att bedöma avfallets risknivå är dess livslängd, vilken är den tid det tar för mängden av en viss radionuklid att halveras. Denna kan variera från några dagar till flera tusen år. Avfallet klassificeras som kortlivat avfall (VC) när tidsrymden är kortare än 31 år och långlivat avfall (VL) när tidsrymden är längre.

Genom att korsa dessa två variabler kan vi kategorisera fem typer av kärnavfall (se ruta). Men alla måste behandlas för säker slutförvaring. Denna behandling omfattar insamling och sortering av avfall, minskning av dess volym och ändring av dess kemiska sammansättning och fysikaliska egenskaper (t.ex. koncentrationen av vätskeformigt avfall) och slutligen behandling för fixering i emballage före mellanlagring och/eller slutförvaring.

Cigéo-projektet

”Nittio procent av kärnavfallet (med avseende på volymen) som produceras i Frankrike har redan en hanteringskedja för slutförvar. Det tas om hand industriellt avAgence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (”Andra” – Nationella myndigheten för hantering av radioaktivt avfall) och har lagringscentra som är särskilt avsedda för detta ändamål”, preciserar Pascal Champ.

Mängden avfall som andra tar hand om uppgick vid slutet av 2020 till 1 600 000 m³, vilket motsvarar volymen hos 445 olympiska simbassänger (se avfallsinventering 2022 andra).

För långlivat högaktivt och medelaktivt avfall(HA-VL och MA-VL) finns det dock ännu inte någon definitiv lagringsprocedur. Det konditioneras och mellanlagras nu av sina producenter, i väntan på en slutlig förvaringsplats, på stort djup (500 m under jord). Detta är hela syftet med Cigéo-projektet (Centre industriel de stockage géologique pour les déchets) hos andra, som är beläget i Meuse/Haute-Marne, en plats som är vald för sina särskilda geologiska egenskaper, såsom ogenomtränglighet för vatten och självläkande egenskaper.

Cigéo är ett betydande projekt ifråga om omfattning och varaktighet. Vi talar om ett århundrade. Oavsett arten av de tjänster som redan utförs av de olika företag som får uppdrag av andra, leder de tekniska och samhälleliga problem som är förknippade med dessa insatser till betydande kontrakt när det gäller resurser och tidsplan. Under perioden 2016–2019 genomförde Cegelec CEM projektledningsstudier för delsystemet för hantering och lagring av emballage med långlivat högaktivt avfall (HA-VL) och långlivat medelaktivt avfall (MA-VL).

”Det här uppdraget, till ett belopp av mer än 20 miljoner euro, representerade 200 000 timmars studier, engagerade 60 personer och ledde till en produktion av cirka tusen leveranser”, sammanfattar Pascal Champ.

Fem avfallskategorier:

Genom att korsa de två kriterierna för radioaktivitet och livslängd kan vi identifiera fem kategorier av radioaktivt avfall.

• Avfall med mycket låg aktivitet (TFA): rivningsavfall, betong och skrot främst från nedmontering av kärntekniska anläggningar, vilket utgör 27 % av avfallsvolymen i Frankrike och vars radioaktivitet minskar avsevärt på cirka tio år.
• Avfall med låg och medelhög aktivitet med kort livslängd (FMA-VC) : handskar, filter och hartser som ofta används vid underhåll av kärntekniska anläggningar, särskilt på sjukhus eller forskningsanläggningar. Det utgör 63 % av avfallsvolymen och dess radioaktivitet minskar avsevärt på cirka 300 år.
• Långlivat lågaktivt avfall (FA-VL):  det omfattar radiumavfall (innehållande radium) från mineraler som används i vissa industrier och grafitavfall från nedmontering av första generationens kärnreaktorer. Det utgör 7 % av det radioaktiva avfallets volym.
• Långlivat medelaktivt avfall (MA-VL), från behandling av använt kärnbränsle från kärnkraftverk. Det utgör 3 % av det radioaktiva avfallets volym.
• Långlivat högaktivt avfall (HA-VL) motsvarar avfall från behandling av använda kärnbränslen: de innehåller fissionsprodukterna och en mindre andel aktinider, som bildats genom kärnreaktioner i bränslet under dess uppehållstid i reaktorn. Dess livslängd kan sträcka sig över flera tusen eller till och med miljontals år. Det utgör endast 0,2 % av det radioaktiva avfallets volym men 96 % av det radioaktiva avfallets totala radioaktivitet i Frankrike.

13/10/2022