Geologische berging in klei

Is klei wel geschikt voor geologische berging?

Geologe Mieke De Craen vertelt over de technische voordelen van klei, zoals de weinige waterdoorlatendheid, het plastische karakter en fijne kleimineralen.

De experimenten in het ondergrondse laboratorium HADES tonen aan dat klei goede eigenschappen bezit om het radioactieve afval in te sluiten. Klei laat om te beginnen nauwelijks water door. Er zijn geen waterstromingen mogelijk die de radioactieve stoffen snel zouden verplaatsen. Bovendien is de klei plastisch. Dat betekent dat de scheurtjes die zich vormen in de klei tijdens het uitgraven van tunnels, zich vanzelf weer sluiten nadat de betonnen wand is geplaatst. Tot slot hebben de kleimineralen, de kleinste partikels in de klei, de eigenschap om een groot deel van de radioactieve stoffen aan zich te binden. Hierdoor blijven ze vastzitten in de kleilaag wanneer ze op lange termijn uit de afvalverpakking vrijkomen. Deze drie eigenschappen samen maken dat klei geschikt is voor geologische berging.

Geologische berging, dat is toch het dumpen van afval in de ondergrond?

Geoloog Jan Rypens toont je dat een geologisch bergingssysteem met technische en natuurlijke barrières heel wat anders is dan een dumpplaats voor afval.

Bij geologische berging zorgen zowel natuurlijke als kunstmatige barrières ervoor dat het radioactieve afval gedurende honderdduizenden jaren geen gevaar vormt voor mens en milieu. Klei is een belangrijke natuurlijke barrière. Het heeft de eigenschap dat het geen water doorlaat en radioactieve deeltjes vasthoudt, waardoor ze zich slechts heel traag kunnen verspreiden. Door haar plasticiteit sluit de klei automatisch alle mogelijke barsten en scheuren die kunnen ontstaan. De barrière blijft hierdoor dus dicht.

Daarnaast wordt het hoogradioactieve afval verpakt in speciaal ontworpen bergingscontainers: een supercontainer. De supercontainer bestaat uit verschillende betonnen en stalen barrières die het afval insluiten.

Kunnen we niet beter wachten op nieuwe technologieën zoals de transmutatie van radioactief afval?

Fysicus Marc Aertsens legt uit dat er zelfs na transmutatie nog een hoeveelheid langlevend radioactief afval overblijft dat veilig geborgen moet worden en waarom het not done is om het afvalprobleem naar de toekomst te verschuiven.

Transmutatie betekent letterlijk “omzetten”, in dit geval omzetten van specifieke radioactieve elementen met een lange levensduur in andere radioactieve elementen met een kortere levensduur. Het onderzoek dat momenteel wordt gevoerd naar transmutatie kan in de toekomst leiden tot een vermindering van het volume van bepaalde radioactieve afvaltypes. Voor het huidige reeds verwerkte afval verandert er echter niets. Er blijft een groot volume langlevend afval dat op lange termijn afgeschermd moet worden van mens en milieu. Daarvoor is geologische berging de meest veilige oplossing. Transmutatie is dus geen alternatief voor geologische berging. Het kan in de toekomst een toegevoegde waarde hebben en leiden tot een optimalisatie van het bergingssysteem.

Meer algemeen lijkt het ons niet verantwoord om te wachten op een nieuwe technologie die mogelijk niet gevonden zal worden. Op die manier schuiven we het probleem immers voor ons uit en zorgen we ervoor dat onze kinderen en kleinkinderen hiervoor moeten betalen, zorg moeten dragen voor het afval en dat de financiering onzeker zou kunnen worden. De realisatie van een bergingsinstallatie neemt decennia in beslag. Indien zich in de tussentijd andere en betere oplossingen zouden aandienen, zal daar zeker rekening mee gehouden worden.

Vormen klimaatveranderingen een bedreiging voor een geologische bergingsinstallatie?

Geoloog Koen Beerten vertelt waarom klimaatveranderingen net een belangrijk argument vormen om te kiezen voor een geologische berging.

Klimaatsveranderingen vormen net een belangrijk argument om te kiezen voor geologische berging.

Vandaag spreken we vooral over opwarming van het klimaat. Indien op lange termijn al het ijs op aarde zou smelten, zal het zeeniveau verschillende tientallen meter stijgen. Een deel van België kan dan onder water komen te staan. Dit maakt duidelijk dat opslag in gebouwen een kwetsbare situatie is. In de diepe ondergrond blijft het afval ingesloten en afgezonderd van deze veranderingen.

Op de echt lange termijn, en dan bedolen we de komende honderdduizenden jaren, kijken de onderzoekers vooral naar de invloed van ijstijden. IJstijden en warmere tussenperiodes zoals degene waar we nu in leven, wisselen elkaar af zo ongeveer om de honderdduizend jaar. In onze streken betekent een ijstijd vooral koudere temperaturen, het voorkomen van permafrost en eventueel het insnijden van rivieren. Daarom ook dat een bergingsinstallatie op enkele honderden meter diep zal worden gebouwd. Op die manier hebben deze verstoringen geen invloed op de veiligheid van een bergingsinstallatie.

Maakt berging van radioactief afval ons grondwater onbruikbaar voor consumptie?

Bio-ingenieur Liesbeth Van Laer heeft het over wat er gebeurt wanneer de radioactieve stoffen in de klei terechtkomen en hoe deze zich verspreiden.

Neen. Dit is trouwens een van de veiligheidsvereisten voor geologische berging.

De radioactiviteit van het afval vermindert met de tijd, ook al gaat dit voor sommige radioactieve stoffen heel langzaam. Door het afval tienduizenden jaren in te sluiten in een speciale afvalverpakking zoals een monoliet of een supercontainer, is de radioactiviteit reeds afgenomen op het moment dat de radioactieve stoffen in de klei terechtkomen. De beweging ervan wordt vervolgens in grote mate afgeremd door de kleimineralen, dat zijn de kleinste onderdeeltjes in de kleilaag, die een belangrijk deel van de radioactieve stoffen aan zich binden. Bovenop deze trage beweging, wordt de concentratie van radioactieve stoffen sterk verdund. Op basis van de experimenten in HADES hebben we een goed begrip van deze processen en kunnen we nauwkeurig bepalen hoe de radioactieve stoffen op lange termijn in de ondergrond bewegen. De hoeveelheid radioactiviteit die in het grondwater zal terecht komen, is verwaarloosbaar klein en zal geen gevaar vormen voor de mensen die in de toekomst dit water zouden gebruiken.

Berging zal dus op geen enkele manier het grondwater onbruikbaar maken voor consumptie.

Is geologische berging de enige optie voor het langlevende radioactieve afval?

Geoloog Jan Rypens legt uit waarom het tijdsaspect zo een belangrijke rol speelt en wat de voordelen van geologische berging zijn.

Na tientallen jaren onderzoek zijn wetenschappers in binnen- en buitenland het erover eens dat geologische berging de enige veilige eindbestemming is voor het hoogactieve en/of langlevende afval. Wereldwijd zijn de alternatieven voor geologische berging beoordeeld, afgewogen en uiteindelijk verworpen. Ze gaan in tegen internationale afspraken of houden te grote risico’s in. Berging in de zee(bodem), in een ijskap of in de ruimte kunnen bijvoorbeeld niet. Hoewel er vandaag dus geen alternatieven bestaan voor geologische berging, blijft NIRAS met een open blik alle wetenschappelijke ontwikkelingen op de voet volgen.

Op welke locatie zal zo’n geologische bergingsinstallatie in België gebouwd worden?

Geologe Mieke De Craen doet uit de doeken op welke basis de beslissing voor de locatie van een geologische berging in ons land genomen zal worden.

Momenteel is er nog niets beslist over de locatie van een toekomstige bergingsinstallatie. Waar zo’n berging gebouwd kan worden, zal afhangen van de karakteristieken van de ondergrond en de veiligheidsvereisten die bepaald worden door het Federale Agentschap voor Nucleaire Controle. In het noordelijke deel van België komen vooral weinig verharde kleilagen in aanmerking, in het zuidelijke deel gaat het over hardere varianten zoals schiefers en leistenen. Waar de berging eventueel zal worden gebouwd, zal naast de veiligheidseisen ook het resultaat zijn van maatschappelijk overleg. NIRAS zal daarvoor op zoek gaan naar een regio die partner wil worden bij de ontwikkeling van een dergelijk project. Uiteindelijk zal het FANC beoordelen of het concrete voorstel op een specifieke locatie voldoet aan alle veiligheidsvereisten voor een geologische berging.

Wat is de impact van een aardbeving op een bergingsinstallatie?

Geoloog Koen Beerten legt uit wanneer een aardbeving ontstaat en of deze de grootste schade aanricht in de ondergrond of aan de oppervlakte.

Een aardbeving ontstaat wanneer twee gesteenteblokken in de ondergrond plots bewegen ten opzichte van elkaar langsheen een breukvlak. Dit veroorzaakt een trilling of beving die zich voortplant in de ondergrond. De grootste schade treedt op aan het aardoppervlak waar extra trillingen gegenereerd worden op het contact tussen de vaste grond en de lucht. Het afval kan in zo’n geval dus maar beter diep onder de grond zitten, hermetische afgesloten in een bergingsinstallatie.

De aardbevingen die in België voorkomen hebben meestal een lage intensiteit. Ze ontstaan vaak aan bestaande en gekende breukzones zoals we die terugvinden in het noordoosten van België. Een bergingsinstallatie zal op veilige afstand van deze gekende breukzones gebouwd worden. Op die manier blijft de potentiële impact van een aardbeving op een ondergrondse berging tot het absolute minimum beperkt.

Kunnen we het afval weer terug uit de bergingsinstallatie halen?

Fysicus Katrien Meert verduidelijkt tijdens welke fases van een geologische berging we het afval terug uit de ondergrondse installatie kunnen halen.

De bouw en exploitatie van de bergingsinstallatie zal verschillende decennia in beslag nemen. Gedurende die tijd zal de installatie toegankelijk zijn. Het ontwerp van de bergingsinstallatie en de supercontainer laat toe om het afval gedurende een beperkte periode terug te nemen. Hoe lang deze periode precies is, zal nog moeten worden bepaald in samenspraak met burgers en stakeholders. We spreken van een grootteorde van 100 jaar. Het is de bedoeling om de bergingsinstallatie op een bepaald moment af te sluiten zodat de veiligheid voor de toekomstige generaties gegarandeerd is zonder dat zij iets moeten doen. Passieve veiligheid noemen we dat.

We zullen dus inderdaad het afval gedurende een bepaalde tijd kunnen terughalen.