afval waarin radioactieve isotopen voorkomen. Dit afval moet in verband met het stralingsgevaar apart worden verwerkt.
Radioactief afval is voor een deel (het kernafval) afkomstig van kerncentrales en andere fabrieken betrokken bij de produktie en verwerking van kernbrandstof, voor een ander deel van ziekenhuizen en laboratoria die radionucliden gebruiken voor allerlei onderzoek.Men onderscheidt vloeibaar en vast radioactief afval en deelt die groepen weer in naar de mate van radioactiviteit, waarbij de richtlijnen van het Internationaal Atoomagentschap (IAEA) te Wenen aangehouden worden. In Nederland wordt al het radioactief afval, voorzover het niet door de producent onschadelijk is gemaakt, opgehaald en verwerkt door het Energie Centrum Nederland (ECN) te Petten. In België valt dit onder de taken van het Studiecentrum voor Kernenergie (SCK) te Mol.
Vloeibaar radioactief afval wordt onderscheiden in brandbaar en niet-brandbaar afval. Brandbaar radioactief afval bestaat vnl. uit besmette organische oplosmiddelen afkomstig van chemische laboratoria. Niet-brandbaar vloeibaar afval bestaat vnl. uit besmet afvalwater, b.v. waswater dat gebruikt is om besmette kleding te wassen. Vaak wordt de activiteit van vloeibaar radioactief afval veroorzaakt door opgeloste of zwevende deeltjes, die met behulp van fysische of chemische methoden uit de vloeistof kunnen worden afgescheiden en verder als vast afval verwerkt. De resterende, gezuiverde vloeistof heeft in de meeste gevallen een zo lage activiteit dat zij kan worden geloosd (als het water betreft) of als chemisch afval verwerkt.
Vast radioactief afval wordt in drie categorieën ingedeeld. Laagactief vast afval (LAVA) mag aan het oppervlak (of de buitenzijde van het verpakkingsmateriaal) een stralingsactiviteit vertonen van ten hoogste 200 mrem per uur; de specifieke activiteit kan oplopen tot enkele millicurie per kubieke meter. Middelactief vast afval (MAVA) heeft aan het oppervlak een stralingsactiviteit van 200—2000 mrem/uur (d.i. een specifieke activiteit van enkele curie per kubieke meter). Hoogactief afval (HAVA) heeft een stralingsactiviteit van meer dan 2000 mrem/uur (en een specifieke activiteit die kan oplopen tot ca. 110 Ci/m3). HAVA wordt verder onderverdeeld in afval met kortlevende en met langlevende isotopen. LAVA bestaat voor een belangrijk deel uit met radioactieve stoffen besmette handschoenen, injectienaalden, laboratoriumglaswerk e.d.
Materiaal dat niet gemakkelijk kan worden gewassen en waarvoor het niet lonend is het door de contaminatieafdeling van het ECN weer schoon te laten maken. Dit afval wordt in Nederland door ziekenhuizen en laboratoria in stalen 100litervaten geleverd aan het ECN. Daar wordt het afval samengeperst en in 200-litervaten geplaatst en daarna omgeven met beton (dit is een volledig geautomatiseerd proces). In België wordt het LAVA ingezameld en verwerkt door SCK te Mol. Dit afval werd vervolgens in de oceaan gedumpt op plaatsen waar deze meer dan 4 km diep is. Tegen deze dumpingen hebben de milieu-organisaties actie gevoerd.
In 1981 vochten Greenpeace, Natuur en Milieu en de Werkgroep Noordzee de vergunning aan die het ECN jaarlijks kreeg van de minister van Volksgezondheid en Milieuhygiëne. De Raad van State achtte hun verweer evenwel niet ontvankelijk, zodat ook in 1981 radioactief afval gedumpt werd. In 1982 werd alsnog besloten het dumpen te staken en het LAVA voorlopig op te slaan op het terrein van het ECN. Ook in België is het storten van LAVA in de Atlantische Oceaan in 1982 gestaakt. Het radioactief afval wordt nu opgeslagen in Mol. Het MAVA werd al opgeslagen in afwachting van een definitieve oplossing voor het verwerkingsprobleem. Men neemt aan dat ook voor dit afval de beste oplossing de opslag in een zoutmijn is.
Kernafval Ruim 99 % van het radioactief afval afkomstig uit kerncentrales bestaat uit verbruikte splijtstof, het kernsplijtingsafval (KSA).
In elke reactor wordt jaarlijks een deel van de splijtstof vervangen. De verbruikte splijtstof bevat niet verbruikt uraan, waaruit dus nog energie gewonnen kan worden, plutonium, dat in de reactor gevormd is en waaruit ook energie gewonnen kan worden, en verder splijtingsprodukten en transuranen (zware elementen die gevormd zijn door het invangen van neutronen in een uraankern). Vooral de splijtingsprodukten en de transuranen zijn sterk radioactief.
De uit de reactor gehaalde splijtstofelementen worden overgebracht naar een opslagbassin. De kernsplijtingsreacties vinden dan niet langer meer plaats, maar er wordt nog wel warmte geproduceerd door het verval van radioactieve stoffen. Deze warmteontwikkeling wordt geleidelijk minder. Na ten minste een jaar gaat de verbruikte splijtstof naar een opwerkingsfabriek of naar een centrale opslagplaats.
Bij de opwerking wordt de splijtstof uit de elementen gehaald. Op de bekleding van de elementen (meestal een zirkoniumlegering) blijven resten uraan zitten. De bekleding is dan ook radioactief en wordt als HAVA behandeld. De splijtstof zelf wordt opgelost in salpeterzuur. Uit deze oplossing worden plutonium en uraan afgescheiden. De afvalvloeistof wordt omgewerkt tot vast afval (dit laatste afval wordt ook wel KSA genoemd).
De radioactiviteit daarvan wordt vnl. bepaald door zware elementen met een atoomnummer hoger dan 94 en door elementen met atoomnummers rond 56 en rond 40. Dit afval verliest in 100 jaar 99,9 % van zijn radioactiviteit, maar het verdere verval verloopt traag.
In het verleden werd het KSA in opgeloste vorm bewaard in gekoelde tanks. Zowel in Hanford (vs) als in Windscale (Groot-Brittannië) zijn echter lekkages geconstateerd, waardoor radioactieve vloeistof in het milieu terechtkwam. De schade aan het milieu als gevolg daarvan is niet bekend, maar waarschijnlijk beperkt.
De definitieve opslag van het KSA moet voldoen aan de eis dat dit afval niet meer in contact kan komen met de biosfeer. Dit opslagprobleem is het hete hangijzer van de kernenergie. In de gehele wereld wordt dan ook onderzoek gedaan naar verschillende oplossingen. In Marcoule (Frankrijk) wordt onderzocht of het KSA verglaasd kan worden (d.w.z. versmolten tot een glasachtige substantie), zodat de verspreiding (via erosie door water e.d.) van het radioactief afval voorkomen wordt.
Het verglaasde afval moet dan bovengronds opgeslagen worden tot een definitieve oplossing gevonden is. In België wordt bij de fabriek van EUROCHEMIC te Dessel ook gewerkt aan het verglazen van kernafval. Dit project heeft de steun van de Belg. staat. Het volume verglaasd afval afkomstig van de opwerking van bestaande splijtstof van een kernreactor van 1000 MW bedraagt ca. 3 m3 per jaar. Voor het kernenergieprogramma dat thans in uitvoering is in België zal het totaal volume verglaasd afval 15-20 m3 per jaar bedragen. Men tracht ook wel het KSA op te nemen in een synthetische rots (synroc).
Deze steen heeft een kristalstructuur die veel overeenkomsten vertoont met monaziet. Ook is de suggestie gedaan om het KSA met raketten de zon in te schieten. De ruimtevaart is echter vooralsnog niet in staat dit met absolute veiligheid te doen. Tot dan is deze (inderdaad definitieve) oplossing niet aanvaardbaar, omdat een ongeluk tijdens de lancering van zo’n raket een wereldramp zou betekenen. In het algemeen gaat de voorkeur uit naar de opslag in een zoutmijn. De zoutlaag moet ten minste 500 m dik zijn, terwijl de ruimte waarin het afval opgeslagen wordt aan alle kanten door een zoutlaag van zeker 200 m omgeven moet zijn.
De zoutkoepel moet al zeker 20 mln. jaar stabiel geweest zijn en het zout mag niet in contact staan met water. Verder is belangrijk dat het zout door de straling van het afval niet te sterk verwarmd wordt, omdat het dan gemakkelijk vloeibaar zou worden. Dit laatste kan bereikt worden door bepaalde opbergtechnieken, waaronder grote verspreiding. In Asse (BRD) zijn de gedragingen van steenzout bij radioactieve bestraling onderzocht. De resultaten waren gunstig. Onderzoek aan de Ned. zoutkoepels is nog niet mogelijk gebleken.
Rond 1995, als het KSA van de Ned. kerncentrales terugkomt, moet bekend zijn of de zoutkoepels in Nederland geschikt zijn voor opslag. In principe komen de zoutkoepels bij Gasselte-Drouwen, Schoonlo, Pieterburen, Onstwedde en Anlo in aanmerking.
In België onderzocht men de mogelijkheid van opslag van het KSA in een kleilaag (de zgn. Boomse kleilaag bij Mol) die op een diepte van 180 m ligt en 110 m dik is. Bij proefboringen bleken tunnels in deze kleilaag geheel droog te blijven.
Naast het kernsplijtingsafval komt er bij kerncentrales nog een hoeveelheid radioactief afval vrij. Kerncentrales die buiten bedrijf gesteld zijn, zullen ontmanteld moeten worden. Men schat dat ca. 80 % van het materiaal dat bij afbraak vrijkomt, niet radioactief zal zijn en gewoon als sloopafval verwerkt kan worden. Vooral het materiaal van het reactorvat en de kernconstructie evenals de binnenkant van de omhullende betonconstructie zullen echter radioactief zijn. Dit materiaal zal als HAVA beschouwd moeten worden.
Litt. J.D.Fast, Energie uit atoomkernen (1980). (Afb. p. 369)
