Lagring av atomavfall

Radioaktivt avfall kan lagres i borehull

Norsk borekompetanse fra oljeindustrien kan bli løsningen for å finne permanent lagring for avfall fra atomreaktorene på Kjeller og i Halden.

Teknisk Ukeblad fikk en omvisning i reaktorhallen av sikkerhetsansvarlig Thomas Elisenberg. Reaktorlokket består av to dreibare lokk som ligger over selve reaktoren og brenselstavene.
Teknisk Ukeblad fikk en omvisning i reaktorhallen av sikkerhetsansvarlig Thomas Elisenberg. Reaktorlokket består av to dreibare lokk som ligger over selve reaktoren og brenselstavene. (Foto: Ife)

Norsk borekompetanse fra oljeindustrien kan bli løsningen for å finne permanent lagring for avfall fra atomreaktorene på Kjeller og i Halden.

To uavhengige studier, fra Universitetet i Stavanger og fra konsulentselskapet AINS i Finland, mener at deponering av de 17 tonn med høyradioaktivt avfall fra de norske forskningsreaktorene i borehull på mellom 1000 og 3500 meters dybde vil være en sikker metode.

– Borehull har i de siste årene fått stadig mer oppmerksomhet i det internasjonale fagmiljøet for radioaktivt avfall. Det skyldes blant annet at det forventes å være billigere, enklere å lokalisere og raskere å bygge enn fjellhalldeponier, men likevel minst like trygt. Borehull kan være en særlig kostnadseffektiv løsning for land som har relativt små mengder høyradioaktivt avfall, som f.eks. Norge, skriver seniorrådgiver Håvard Kristiansen i Norsk nukleær dekommisjonering (NND) i en kronikk i Teknisk Ukeblad.

Kristiansen leder et internasjonalt prosjekt for bruk av borehull som lagringsmetode. NND samarbeider tett med Nuclear Decommissioning Authority og flere nasjonale søsterorganisasjoner om å utrede lagringsløsninger. F.eks. er Dansk dekommisjonering (DD) interessert i et samarbeid. Danmark er spesielt ivrige etter borehullsteknologi siden de bare har 234 kg høyradioaktivt avfall igjen etter sin forskningsreaktor på Rise utenfor Roskilde.

Gammelt konsept

– Den største ulempen med borehullskonseptet er at det så langt er en mindre utviklet metode enn deponering i fjellhaller, men på grunn av det internasjonale utviklingsarbeidet som pågår, så kan det forspranget krympe i løpet av de neste årene, sier Kristiansen til TU.

Både i Australia og i Canada har det blitt utredet konsepter for lagring i borehull. Kristiansen sier at lagring i borehull har vært diskutert så tidlig som på 1950-tallet, men at teknologien har utviklet seg og at metoden derfor er mer aktuell nå.

11,5 tonn er ustabilt

NNDs oppgave er å finne en langsiktig løsning for 16,5 tonn brukt brensel fra atomreaktorene. Av dette er 11,5 tonn ustabilt og høyradioaktivt.

I en rapport i juni konkluderte NND med at det ustabile brenselet må stabiliseres kjemisk før det deponeres. Metallisk uran er spesielt brann- og eksplosjonsfarlig, særlig hvis det har korrodert. Det blir ikke mindre radioaktivt ved kjemisk behandling, men det blir sikrere og mer egnet for deponering.

De to aktuelle metodene er reprosessering hos det franske selskapet Orano eller oksidering hos svenske Studsvik. Teknologiene for å ta hånd om brenselet fra Norge må utredes nærmere og kostnadene vil for begge alternativene ligge på rundt fire milliarder kroner.

Om konklusjonen blir at enten Orano eller Studsvik skal behandle det norske avfallet, må en slik transport forberedes, slik at den ikke kan skje før en gang mellom 2025 og 2030. Prosessen tar mange år og stabilisert avfall vil først kunne føres tilbake til Norge i 2040. Deretter kan det enten deponeres i en fjellhall 500 meter under bakken eller i borehull som er 1000-3000 meter. Den siste metoden er billigst og enklest. 

NND ønsker at regjeringen kan vedta en behandlingsmetode i løpet av 2021.

Fakta om NND

  • Norsk nukleær dekommisjonering (NND) er en statlig etat, underlagt Nærings- og fiskeridepartementet med kontor i Halden.
  • NND leder arbeidet med en styrt avvikling (dekommisjonering) av norske atomanlegg, og bidrar til en sikker håndtering av alt nukleært avfall – til det beste for fremtidige generasjoner.
  • NND samarbeider tett med Institutt for energiteknikk (IFE) som i dag forvalter de norske atomanleggene. 1. januar 2024 vil NND overta konsesjonsbelagte oppgaver for de atomanlegg som skal dekommisjoneres. Det planlegges også for overtakelse av annen infrastruktur som kreves for å håndtere nukleært avfall og brukt brensel.

– Personlig synes jeg dette er veldig spennende og særlig aktuelt for oss i Norge. Vi trenger kanskje bare et eller to borehull for å lagre det høyradioaktive avfallet, sier han.

Professor i petroleumsteknologi ved Universitetet i Stavanger og NTNU, Bernt Sigve Aadnøy, presenterte nylig sin rapport på et møte i European Repository Development Organization (ERDO). Aadnøy regnes som en av verdens fremste forskere på boreteknologi og er den eneste nordmannen som er valgt in i «Hall of Fame» av petroleumsorganisasjonen Society of Petroleum Engineers. Han sto også bak oppbyggingen av forskningsriggen Ullrigg, verdens mest avanserte fullskala testrigg.

Kobler kompetanse

– Vi har samarbeidet med University of Waterloo i Canada om den rapporten vi har laget om lagring av atomavfall i borehull. Waterloo har lang erfaring med boring i samband med gruvedrift, mens vi har mest kompetanse offshore. Boring av brønner offshore krever mye mer avansert logging med måleutstyr enn det man trenger på land, men synergien mellom disse fagfeltene har vært nyttig for å komme fram til gode løsninger, sier Aadnøy til TU.

Den skjematiske illustrasjonen viser hvordan man ser for seg boring av hull for lagring av atomavfall, samt et dypdeponi av den typen som nå snart er ferdig i Finland med veier ned til et ca. 450-500 meter hvor brenselet kan lagres i kobbersylindre. Illustrasjon: BGE-TEC og AINS Group.

Det er for øvrig ikke aktuelt å utrede et alternativ om å lagre radioaktivt avfall offshore på grunn av Londonkonvensjonen av 1972. I en protokoll fra 1996 har Norge og en rekke andre land forpliktet seg til å overholde et forbud mot dumping av industrielt avfall.

Ifølge Aadnøy er norsk fastland velegnet for boring siden det består av grunnfjell med et tynt lag av sedimenter øverst. Det kreves ikke foringsrør som offshore, men rapporten anbefaler bruk av kveilerør som er mye brukt i olje- og gassbrønner.

– På land kan det bores åpne hull uten stor risiko. I vårt konsept foreslår vi at det bores et hull på 60 cm i diameter. Det bør være minst 1000 meter dypt, men vi vet at det kan bores helt ned til 5000 meter. Vi tror at et sikkert lagringsområde bør ligge mellom 1000 og 2000 meter dypt. Hvis man skal ha flere hull, bør de bores med god avstand og med en vinkel på 10 grader slik at avstanden blir større nederst. På den måten reduseres risikoen for lekkasjer ytterligere. Vi tror også det er gunstig å lagre det høyradioaktive avfallet nederst i beholdere med barrierer mot mellomradioaktivt og lavradioaktivt lenger oppe, sier Aadnøy.

Han mener det først bør bores et hull på 10–15 cm for å få data om bergartene og dernest bruke et hammerbor som roterer og slår samtidig for å utvide hullet.

– Husker du gruveulykken i Chile i 2010 da 33 gruvearbeidere ble reddet ut etter 69 dager? Der ble det boret et hull med en diameter på 30 cm 630 meter ned. Dette ble så utvidet til 66 cm for å heise arbeiderne opp. I prinsippet ser vi for oss å gjøre akkurat det samme, sier Aadnøy.

Les også

Beholdere av epoksy

Forslaget fra de norske og kanadiske forskerne går ut på at avfallet skal plasseres i beholdere av epoksy og senkes ned i dypet ved hjelp av en wire. Gravitasjonskraften vil bidra siden de tunge beholderne vil synke ned gjennom en blanding av vann og kjemisk borevæske. Deretter må hullene fylles med barrierer.

­– Vi mener det kan brukes sement øverst, men at det nederst brukes mineraler som ikke endrer egenskaper. Det kan også være et kjemisk kompatibelt materiale, f.eks. en blanding av tjære og finmalt sand som vil kunne holde seg i tusenvis av år. Kan hende kan man også bruke borekakset som en del av barrieren, sier Aadnøy.

Norge har tilsammen nesten 17 tonn høyradioaktivt avfall, 10 tonn i Halden og 7 tonn på Kjeller. Sverige har til sammenligning 12.000 tonn, men for det meste uranoksid. På verdensbasis beregner man at det finnes 250.000 tonn radioaktivt avfall som krever deponering.

Direktør i NND, Pål Mikkelsen og assisterende direktør ved Ife, Atle Valseth, samarbeider tett om hvordan dekommisjoneringen av Norges to atomreaktorer skal foregå. Foto: Tormod Haugstad

NNDs direktør, Pål Mikkelsen, sier til TU at det primært er nasjonale lover som gjør at det ikke er mulig å eksportere det norske avfallet til deponier i Finland eller Sverige. Det finske deponiet i tilknytning til atomreaktorene i Olkiluoto har vært under bygging i snart 15 år og skal endelig tas i bruk. Det har kostet over fem milliarder. I Sverige er et dypdeponi-anlegg prosjektert ferdig i Forsmark, men der mangler ennå en godkjennelse av regjeringen.

– De som har kjernekraft og fortsatt skal ha det, er mest interessert i et dypdeponi, det vil si et anlegg som ligger flere hundre meter under bakken, slik de nå får i Finland. Vi har ikke tatt noe standpunkt. Det er heller ikke vår oppgave. Men vi skal utrede alternativer og komme med en innstilling i en konseptvalgutredning i juni neste år, sier Mikkelsen.

Selv om NND har fått i oppdrag å utrede borehullsteknologi av Nærings- og fiskeridepartementet, er fortsatt et småskala dypdeponi ca. 400 meter ned i fjell av granitt det mest realistiske.

– Det er fortsatt vårt hovedspor, men vi synes det er spennende å se på mulighetene for å bygge videre på den kompetansen vi har opparbeidet oss på boring offshore. Vårt mål er å ha et komplett nasjonalt anlegg klart innen 2040, sier Mikkelsen.

Kontroversielt

Professor Bernt Sigve Aadnøy påpeker at lagring i borehull på land krever at man først etablerer et treningssenter der hele operasjonen kan simuleres og trenes på i forkant.

– En rekke land som har kjernekraft er interessert i denne teknologien og vil ganske sikkert bidra med finansiering av et slikt senter. Samtidig vil dette kunne bli en bransje hvor det er et stort potensial for å eksportere både kompetanse og utstyr fra norsk leverandørindustri.

Aadnøy er enig i at lagring på land er kontroversielt. En forutsetning for et slikt anlegg er at det er garantert fritt for enhver strålefare og lekkasje i minst hundre tusen år framover. I Canada ble et liknende prosjekt stoppet av urbefolkningen etter at det var investert milliardbeløp i infrastruktur.

Kommunikasjonssjef i NND, Martin Andreasson, sier at det ennå ikke er bestemt at det skal etableres et nasjonalt anlegg i Norge, men at NND trolig vil anbefale det. En viktig begrunnelse for det er at «Kombinert lager og deponi for radioaktivt avfall» (KLDRA) i fire fjellhaller i Himdalen i Aurskog-Høland er i ferd med å bli for lite. Avfallet her kommer ikke bare fra Kjeller, men også fra andre avfallsprodusenter. Her lagres alt fra ioniserende røykvarslere fra husholdninger til lav- og mellomradioaktivt avfall fra industri, forsvar og forskning.

NND har beregnet et behov for å deponere 50.000 tonn i forbindelse med dekommisjoneringen av atomreaktorene på Kjeller og i Halden. Det meste av dette vil være betongkonstruksjoner og utstyr i reaktorhallene.

Les også

Kommentarer (7)

Kommentarer (7)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå