Radioactief afval

Kerncentrales en ziekenhuizen zijn belangrijke bronnen van radioactief afval. Verbruikte splijtstof, eventueel na opwerking, bevat grote hoeveelheden radioactief uranium, plutonium, cesium en tal van andere isotopen waarvoor geen toepassingen zijn. Bij de ontmanteling van een kerncentrale komen grote hoeveelheden bouwmaterialen, pijpleidingen, enz., vrij die zeer radioactief zijn.

De nucleaire geneeskunde, radiotherapie en brachytherapie die worden toegepast in ziekenhuizen leveren een breed scala aan radioactief afval. Tal van industrietakken zoals de olie-industrie, en bepaalde onderzoekscentra produceren eveneens radioactief afval. Bij de ontwikkeling van kernwapens komt naast herbruikbare splijtstof ook radioactief materiaal vrij waar niets mee gedaan kan worden. Ook bij de winning en verwerking van nucleaire brandstof ontstaat radioactief afval. Ten slotte levert de radioactief afval verwerkende industrie zelf ook radioactief afval.

Het afval kan van heel verschillende aard zijn. Vaste stoffen bijvoorbeeld gebruikte splijtstofstaven, filters, gereedschappen, verontreinigde grond en kleding, maar ook vloeistoffen zoals koelwater of oplosmiddel dat radioactieve stoffen bevat. In principe wordt elke vorm van afval dat radioactief besmet is, gerekend tot radioactief afval. Gebruikte brandstofstaven zijn alleen kernafval als ze niet worden gerecycled. Gebruikte brandstofstaven die wachten op eindberging zijn pas afval op het moment dat ze in de eindberging zijn ondergebracht. Tot dat moment zijn het nog gebruikte brandstofstaven die later alsnog gerecycled zouden kunnen worden.

Om te bepalen op welke wijze het opgeslagen en verwerkt moet worden, zijn door de IAEA internationaal erkende categorieën opgesteld waarin radioactief afval wordt ingedeeld op basis van oorsprong, halveringstijd en activiteit.

• Afval met niet of nauwelijks meetbare activiteit (EW; Exempt waste); dosis van minder dan 0,1 mSv en vereist geen beschermende maatregelen.
• Laag en middelactief afval (LILW, Low and intermediate level waste); afval dat meer activiteit vertoont dan minimaal meetbaar is en maximaal 2 kW/m³ aan warmte uitstraalt. Op basis van de halveringstijd wordt deze categorie in twee subcategorieën ingedeeld:
  • Kortlevend (LILW-SL, Short lived); gemiddelde activiteit van maximaal 400 Bq/g en lage concentratie aan langlevende alfa-stralers. Dit afval kan bovengronds worden opgeslagen.
  • Langlevend (LILW-LL, Long lived); langlevende isotopen die een activiteit vertonen die hoger ligt dan is toegestaan voor LILW-SL. Dient volledig afgesloten van de biosfeer te worden opgeslagen.
• Hoogactief afval (HLW, High level waste); bevat veelal langlevende isotopen en een warmte-uitstraling van meer dan 2 kW/m³. Dient net als LILW-LL volledig afgesloten van de biosfeer te worden opgeslagen.

Daarnaast zijn er tal van andere classificaties die van land tot land verschillen. In het algemeen wordt de duur van de opslag bepaald door de halveringstijd van de langstlevende isotoop met 10 te vermenigvuldigen. Bij een halveringstijd van 30 jaar wordt dus uitgegaan van een opslag voor 300 jaar. Bij langlevende isotopen kan dit oplopen tot duizenden jaren. Radioactief afval bevat ook vaak chemische afval zoals kwik en cadmium, dat eeuwiglevend is.

Op dit moment is het nog niet mogelijk om alle soorten onbruikbare radioactieve stoffen om te zetten in niet-radioactieve stoffen - het zogenaamde "transmuteren". In het verleden heeft men licht radioactieve afval - zoals radioactief vervuilde laboratoriumapparaten en persoonlijke beschermingsmiddelen, gedumpt op zee, maar vanwege internationale regels mag dit niet meer. Hoogradioactief afval uit gebruikte brandstofstaven is nooit gedumpt op zee. Gebruikte brandstofstaven worden in sommige landen opgewerkt om zo veel mogelijk bruikbare stoffen eruit te halen en te hergebruiken. Wat dan resteert is het eigenlijke afval, en dat wordt tijdelijk opgeslagen totdat er een permanente opslag is. Alle soorten afval dusdanig bewerken en verwerken dat het niet radioactief meer is, is met de huidige stand van de techniek niet mogelijk. Net als onbruikbaar en gevaarlijk chemische afval wordt radioactief afval daarom standaard ondergronds opgeslagen in zogenaamde "permanente eindberging" vanwaaruit het op lange duur hooguit langzaam en zonder significante gevolgen voor de biosfeer kan ontsnappen..

In 2003 is in het Verenigd Koninkrijk (dat in 2001 al met 10.000 ton radioactief afval in zijn maag zat[1][2]) een comité opgericht dat op zoek moest gaan naar andere mogelijkheden. Daaruit zijn enkele ideeën naar voren gekomen:

• De ruimte inschieten naar de zon of buiten het zonnestelsel. Het risico daarbij is dat tijdens de lancering problemen kunnen optreden en een explosie hoog in de aardatmosfeer zou een wereldwijde ramp opleveren.
• Tussen tektonische platen door naar de mantel van de aarde. Met de huidige stand van de techniek is dat onmogelijk.
• Opslaan op Antarctica. Afgezien van het Antarctisch Verdrag dat dat onmogelijk maakt, is de grond daar niet stabiel genoeg en toekomstige klimaatveranderingen kunnen er toe leiden dat het afval alsnog in zee terechtkomt.
• Opslaan of dumpen op de bodem van de oceaan. In het verleden is dat gedaan met lichtradioactief afval, maar dat is nu door internationale verdragen verboden vanwege de risico's op lekkage.
• Verdunnen en dumpen in zee. Op kleine schaal gebeurt dat al, maar op grote schaal is dat niet mogelijk zonder dodelijke gevolgen voor het leven in, op en aan zee.

Afvaldumping

Opslag van radioactief afval in COVRA

Tussen 1946 en 1982 hebben de Verenigde Staten en verschillende Europese landen, waaronder Nederland en België, radioactief afval gedumpt in de Grote en Atlantische Oceaan. Het radioactieve afval werd meestal verpakt in vaten gevuld met beton, zodat het afval de zeebodem intact zou bereiken. Op een dump-site ongeveer 800 kilometer ten zuidwesten van Land's End (zuidwest Engeland) is tussen 1971 en 1982 74.525 ton afval (verpakt in vaten) gedumpt dat in totaal 47,5 petabecquerel radioactiviteit bevatte. Meer dan 90% van de radioactiviteit in het afval kwam uit het Verenigd Koninkrijk, daarnaast was afval aanwezig uit Nederland, België en Zwitserland.[3] In 1995 bleken diverse van deze vaten te lekken en het water, sediment en zeeleven te verontreinigen.[3]De Sovjet-Unie heeft tussen 1959 en 1990 ook veel radioactief materiaal gedumpt op het eiland Nova Zembla, in de Karazee en ook in de Japanse Zee voor de haven van Vladivostok.[4] Het radioactief materiaal was verpakt in containers, maar ook reactoren van ijsbrekers en onderzeeboten zijn gedumpt. In de Noordelijke IJszee liggen minstens 16 reactoren waarvan zes met brandstofstaven.[4] In het Verre Oosten zijn de Japanse Zee en Kamtsjatka gebruikt als stortplaats, maar dit waren kleinere hoeveelheden en minder radioactief materiaal in vergelijking tot Noord-Rusland.[4]

Met het Verdrag van Londen[5] werd in 1975 het in zee storten van hoogactief afval verboden. Op het storten van laagactief afval kwam in 1983 een internationaal moratorium. Uiteindelijk is er op 20 februari 1994 een wereldwijd verbod gekomen op het dumpen van radioactief materiaal in zee.[6]

• Radioactief afval portal met links naar overheden, universiteiten, bedrijven en actiegroepen
• Beheer van radioactief afval en ontmanteling