Dybt geologiske slutdeponi

Indledning #

Et af de kendte bud på langtidslagring af atomaffald er et såkaldt dybt geologisk slutdepot (DGR) og er jvf. det videnskabelige konsensus bygget årtiers studier og enorme mængder data om både affaldet og naturlige eksperimenter den sikreste metode.

Vi forstår meget godt hvordan pladetektonikken, stratigrafien og magma virker, så vi kan finde
stabil geologiske områder i undergrunden hvor atomaffaldet bogstaveligt talt bare kan sidde der længe nok til at henfalde uden nogen vil bemærke eller rammes af noget. Vi tilføjer flere lag af barriere der beskytter det.

EU’s forskningscenter (JRC) 2021 [1]. Citat:

Der er bred enighed i det videnskabelige samfund om, at dyb geologisk deponering er den sikreste langsigtede løsning for brugt nukleart brændsel og højradioaktivt affald.

Naturlige eksperimenter #

Naturen har givet gode eksempler på opbevaring af nukleart affald som vi kan lære af.

Oklo Gabon (Vestafrika) #

Naturlige nukleare fissionsreaktorer dannede her omkring 5,4 tons fissionsprodukter, 1,5 tons plutonium sammen med andre transuranske grundstoffer. Til trods for at ligge i en bunke grus med gennemstrømmende grundvand forblev det næsten ubevægelige til i dag, næsten 2 milliarder år.

Uranminen Cigar Lake (Canada) #

Har naturligt indeholdt over 100.000 tons uran i over en milliard år uden radioaktiv signatur ved overfladen. Isolationen er opnået trods beliggenheden i porøs sandsten mættet med grundvand, takket være et lag ler, der forhindrer opløsning. Dette koncept ligner det, der anvendes i DGR, og giver et milliardårigt naturligt eksperiment, som informerer nutidens videnskab.

Design og Process #

Vi har taget denne viden fra naturlige eksperimenter og tilføjet flere kunstige barriere efter barriere.

1: Udpegning af egnet sted #

Et slutdepot skal etableres med en dybde hvor påvirkninger fra istider, jordskælv og andre geologiske hændelser er irrelevante. Det vil sige over 500 meters dybde. Desuden skal det bygge i formationer med lav permeabilitet dvs. som begrænser vandets bevægelser, og kan fungere som naturlige barriere ved at absorbere og tilbageholde radionukliderne samt geologisk stabile dvs ikke påvirket af jordskælv og forkastningsbevægelser samt stabile og modstandsdygtige over for forvitring og erosion. Det kan være: Krystallinske bjergarter som granit og gnejs, saltformationer, eller lerrige sedimentære bjergarter.

2: Konstruktion og klargøring #

Der laves lange tunneler ned til bunden med lange sidegange hvor der bores 300 meter lange lodrette brønde.

3: Isolering i beholdere #

Det brugte brændsel placeres f.eks 12 ad gangen i 5 meter lange støbejernsbeholdere som herefter forsegles. Herefter indlejres støbejernsbeholderen i et tyk kobberhylster som, designet til at modstå korrotion i 1000vis af år og ikke korroderer særlig godt uden ilt.

4: Påfyldning af depotet #

Kobbertromlen sænkes ned i de lodrette brønde og forres i bund og siderne med betonit ler som effektivt blokere for vand. Når det udsættes for vand, svulmer det op og danner en vandtæt kompakt forsegling, som selvheler eventuelle revner eller huller og med en meget lav hydraulisk ledningsevne, hvilket reducerer risikoen for, at vand trænger ind i og strømmer ud. Dets kemiske egenskaber gør også at evt. radionuklider tiltrækkes og fastholdes.

Til sidst fyldes hele brønden og gangen med betonit ler som lukkes.

5: Forsegling af depotet #

Når depotet er fyldt, forsegles hele systemet, bygningerne på jordoverfladen fjernes og naturen kan uden nogen form for radioaktivitet genindtage området.

Hvad nu hvis #

Skal noget kunne ske, skal vandet først kunne bevæge sig ned til affaldet igennem stenformationerne. På grund af den hydraulisk ledningsevne, tager det vandet millioner af år at bevæge sig en meter gennem. Herefter skal vandet igennem det tyke lag betonit-ler, og så igennem kobber-stålbeholderen og herefter zirkoniumlegerings beklædningen der begge ikke korroderer særlig godt uden ilt og så opløse den metalliske brændselspille, og herefter bevæge sig op til overfladen igen (millioner/år pr meter). Det vil efter alle de år, give en dosis på 0,0009 mSv/år, svarende til at spise 2 bananer, hvis man bor oven på stedet og kun spiser mad og drikker vand fra det mest kontanimeret område hele livet. Dette scenarie bygger på videnskabeligt set urealistiske antagelser.

DGR i verden #

Danmark #

I Danmark har vi endnu ikke noget slutdepot for vores radioaktive afflald, men i den danske geologi, anses lersten, kalksten, samt granit og gnejs, for at have de mest lovende geologiske egenskaber som værtsbjergart for et slutdepot. GEUS identificerede i deres rapport fra januar 2022 i alt 11 potentielt egnede områder i Danmark til et DGR omfattende den nordlige del af Himmerland, den centrale del af Jylland og det sydlige af Sjælland og lolland-falster.

Finland #

Finland har bygget verdens første dybt geologisk slutdepot kaldet Onkalo tæt på Olkiluoto-atomkraftværket.

Kilder #

1. https://ec.europa.eu/info/sites/default/files/business_economy_euro/banking_and_finance/documents/210329-jrc-report-nuclear-energy-assessment_en.pdf
2. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/076/28076961.pdf
3. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1631070502013518?via%3Dihub
4. 10 NUCLEAR WASTE MYTHS – Dr. Jeremy Whitlock (nuclearfaq.ca)
5. http://www.posiva.fi/files/1230/POSIVA_2010-03web.pdf Accessed 10.3.2017