Et uløselig problem?

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

2. 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

3. Folk er bekymret over radioaktivt avfall

4. Folk er dårlig informert om radioaktivt avfall

5. 47% 79% 33% 31% 56% 0% 20% 4% 20% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Andel av nasjonal elektrisitetsproduksjon

6. Kjernekraft gir et signifikant bidrag til global oppvarming og klimaforandringer

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

8. 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

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

10. Reaktorbrensel

11. 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

12. U-238 U-239 Np-239 Pu-239 U-235 Radioaktive stoffer i brukt brensel • Fisjonsprodukter • Transuraner

13. Fisjonsprodukter 50 år: 98,5% av total radiologisk giftighet 1000 år: 0,3% av total radiologisk giftighet

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

15. Fisjonsprodukter Transuraner Totalt Utvikling av radiologisk giftighet

16. Løselighet / mobilitet

17. 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

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

19. Dypdeponering i geologisk stabilt fjell

20. 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

21. Klimaendringer

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

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

24. Menneskelige handlinger Myndighetskrav: • 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 • Konsekvenser ved nedsatt funksjon av deponiet som følge av menneskelige handlinger Mottiltak:

25. Boring ned i deponiet Antagelser: • 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

26. Bruk av vann fra et borehull gjennom deponiet

27. 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

28. 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)

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

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

31. 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

32. 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

33. Naturlig kjernereaktor i Oklo (Gabon) Forutsetninger: • 1,7 milliarder år siden • Minst 3% anriking • Høy konsentrasjon • Tilgang på vann

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

35. 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

36. Framtidige løsninger 4. generasjons reaktorteknologi

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

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

39. Utvikling av radiologisk giftighet

40. Th-232 Th-233 Pa-233 U-233 Thorium • Thorium-232 er et fertilt grunnstoff, ikke fissilt

41. Cm242 Cm243 Cm244 Am241 Am242 Am243 Am244 Pu238 Pu239 Pu240 Pu241 Pu242 Pu243 Pu244 Np237 Np238 Np239 U233 U234 U235 U236 U237 U238 U239 U232 Pa233 Pa231 Pa232 Th232 Th233 Th229 Th230 Th231 Th-232 og U-233 i reaktorer • 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)

42. 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