8 Opparbeiding av brensel med dårlig lagringsbestandighet
Som det framgår av kapittel 2.3. regnes brensel av metallisk uran og brensel med kapsling av aluminium å ha dårlig lagringsbestandighet. Utvalget har derfor støttet anbefalingene fra Teknisk utvalg om at dette brenselet må stabiliseres før mellomlagring og deponering. Som det framgår av kapittel 5.1 faller totalt 13 tonn brukt brensel inn i denne kategorien. Dette tilsvarer rundt ¾ av det norske brenselet.
Teknisk utvalg har i sin rapport vurdert ulike behandlingsmetoder for brensel med dårlig lagringsstabilitet og konkludert med at opparbeiding ved et etablert gjenvinningsanlegg framstår som den mest realistiske løsningen. Teknisk utvalg har videre anbefalt en prosess for å utrede mulige gjennomføringer av en slik løsning i Russland og Frankrike. Av disse to alternativene, har utvalget valgt å støtte en videreført prosess mot anlegget i Frankrike.
AREVA NC, som eier anlegget i Frankrike, har i møte med Teknisk utvalg uttalt at de ikke ser noen åpenbar grunn til at det ikke skulle la seg gjøre å opparbeide det norske brenselet ved deres anlegg. AREVA NC har imidlertid pekt på at det vil være flere forhold som må avklares i den forbindelse. En opparbeiding forutsetter dessuten en politisk avtale mellom Norge og Frankrike.
Det foreligger heller ingen rapport fra AREVA NC som beskriver muligheten for behandling av det brukte brenselet ved Cap de La Hague anlegget slik Teknisk utvalg foreslår, jf. anbefaling 7 fra Teknisk utvalg (referert i kapittel 2.2). En forutsetning for en slik redegjørelse er at norske myndigheter demonstrerer sine intensjoner ved at politisk ledelse i ansvarlig departement besøker deres anlegg. Nærings- og handelsdepartementet har ovenfor utvalget utrykt at dette tidligst kan skje etter at utvalgets rapport er politiske behandlet.
Den minoritetsdelen av det norske brenselet som har god lagringsbestandighet forutsettes ikke opparbeidet, jf. utvalgets tolkning av mandat (kapittel 1.4).
8.1 Klargjøring av brukt brensel for opparbeiding
Forsendelse av det norske brenselet til opparbeiding krever detaljert planlegging samtidig som en rekke oppgaver må være gjennomført før en opparbeiding av brensel kan finnes sted. Slike oppgaver omfatter blant annet:
Dokumentasjon av konstruksjon, materialer, bestrålingshistorikk og tilstand til det brukte brenselet. Dette inkluderer både å sammenstille eksisterende brenselsdata men også å komplettere med nye undersøkelser og prøver.
Analyser av hensiktsmessige transportbeholdere, samt eventuelle tilpassinger og lisensiering av disse i forhold til transport av det norske brenselet. Det bør i denne sammenheng også vurderes om samme beholder først kan brukes til transport av brukt brensel med dårlig lagringsbestandighet til opparbeiding for senere å brukes til mellomlagring av brensel med god lagringsbestandighet.
Oppgradering av infrastruktur for den forestående transporten hvor investeringer i infrastruktur må ses i sammenheng med en hensiktsmessig klargjøring og forsendelse av brenselet. Investeringer i infrastruktur må dessuten ses i sammenheng med behovene knyttet til en mellomlagring av brensel med god lagringsstabilitet i transportable lagringsbeholdere. Infrastrukturbehovet må også ses i forhold til å kunne lagre beholdere i påvente av transport og å kunne klargjøre beholdere for transport samtidig som man opprettholder den ordinære driften ved anleggene.
Klargjøring av brenselet før transport. Dette inkluderer blant annet inspeksjoner og eventuell ompakking av brenselet. Om påkrevd må også elementene demonteres og mest mulig av det omliggende strukturmaterialet fjernes før de uranholdige delene av elementet sendes. Gjennomføringen av dette vil bero på tilgang til personell og infrastruktur.
Gjennomføring av selve transporten eller transportene, der antallet og rekkefølgen av transportene legges opp med hensyn på en mest mulig hensiktsmessig logistikk.
Avklaring av omstendighetene rundt retur av avfall samt å legge til rette for lagring av dette avfallet.
Tillatelse fra myndigheter i land som vil være berørt av transporten. Eksport av brensel vil ofte også fordre tillatelse fra det landet hvor brenselet i sin tid ble kjøpt.
Det russiske Sosny-insituttet gjorde på oppdrag av Teknisk utvalg en utredning med tanke på forsendelse og opparbeiding av brensel i Russland og estimerte i denne sammenheng kostnadene for klargjøring av brensel for transport til rundt 60 millioner kroner1. I tillegg kommer kostnader til brenselhåndtering på Kjeller som av Teknisk utvalg ble estimert til 15 millioner kroner. Det vil rimeligvis kunne stilles spørsmål til overføringsverdien av disse estimatene knyttet til en løsning i Frankrike, men tallene gir dog en indikasjon av størrelsen på kostnadene. En forstudie, i tråd med anbefalingen fra Teknisk utvalg vil gi et bedret grunnlag for estimat av kostnader.
8.2 Transport av brukt brensel
I forkant av forsendelse av brukt brensel til Frankrike må detaljer rundt transporten avklares. Logistikkmessige hensyn vil være bestemmende for antallet transporter. Sannsynligvis vil det være hensiktsmessig at transport skjer med skip fra norsk havn.
Til grunn for all transport ligger et strengt regelverk, hvor sikkerheten ivaretas både ved de krav som stilles til transport og ved krav til måten transporten skal foregår på (IAEA, 2000). I henhold til World Nuclear Transport Institute har transport av spaltbart materiale foregått sikkert og rutinemessig i 45 år, noe de tilskriver både et strengt regelverk og god industripraksis (WNTI hjemmeside).
8.3 Opparbeiding av brensel
Opparbeiding av brukt kjernebrensel skjer i dag i store kommersielle anlegg der prosessene er fjernstyrt og strålingsskjermet. Slike anlegg finnes i dag i Europa i Frankrike (La Hague), og i Storbritannia (Sellafield).
All kommersiell opparbeiding av brukt kjernebrensel er basert på PUREX prosessen. Dette innebærer at brenselet kuttes i små biter og deretter løses i konsentrert salpetersyre. Gjennom kjemisk behandling, i flere trinn, ekstraheres uran og plutonium som i sin tur skilles i to prosesstrømmer som etter rensing og kjemisk behandling anvendes som nytt brenselsmateriale. Ved ombruk av uran kan behovet for naturlig uran til brensel reduseres med 20 – 30 %, og behovet for anrikning reduseres med ca. 25 %. Resultatet av opparbeidingen er:
Vannbaserte løsninger av uran og plutonium som renses og omdannes til faste stoffer
En salpetersur restløsning av sterkt radioaktive spaltningsprodukter og aktinider. Denne restløsningen kan gjennomgå ytterligere utskilling av aktinider
Restløsningen blir i første omgang lagret på tanker av syrefast stål med flere uavhengige systemer for kjøling og overvåking. Lagringstankene er videre omgitt av solide barrierer av armert betong. Etter noen år blir det flytende avfallet omdannet til fast form – et glassformig produkt (vitrifisering).
Utvalget har anbefalt at det norske brenselet opparbeides ved anlegget ved Cap de la Hague i Frankrike. Dette anlegget ligger på Cotentin halvøya i Normandie. Anlegget utfører opparbeiding av brensel i det kommersielle markedet og har opparbeidet brensel fra blant annet Frankrike, Tyskland, Japan, Sveits, Italia, Spania og Nederland
Utvalget har ingen indikasjon på aktuelle kostnader ved opparbeiding i Frankrike. Studien som Sosny-instituttet gjennomførte på vegne av Teknisk utvalg, estimerte kostnadene for selve opparbeidingen av brenselet til 110 – 130 millioner kroner2. Det er imidlertid store usikkerheter knyttet til overføringsverdien av disse kostnadstallene til en opparbeiding i Frankrike.
8.4 Avfall fra opparbeiding av brukt brensel
Ved opparbeiding av brukt brensel kan alt eller deler av de fraseparerte elementene returneres til opphavslandet. Dette avhenger av de ulike lands lovgivning.
Høyaktivt avfall må i henhold til fransk lov returneres til Norge. Dette avfallet blandes inn i flytende glass og støpes i metallkapsel. Mengden høyaktivt avfall er ikke estimert, men AREVA har som tommelfingerregel antatt en metallkapsel pr. tonn brensel, hvilket tilsier at returnert mengde høyaktivt avfall vil tilsvare rundt 13 metallkapsel. Hver metallkapsel er da 1,34 meter høy, har en diameter på 0,43 meter og rommer ca. 150 liter (tilsvarende 400 kg) forglasset avfall. Anslaget er basert på kommersielt kjernekraftbrensel, hvor utbrenning er mye høyere enn i det norske brenselet. Antallet beholdere vil derfor kunne bli mindre enn dette.
De transportbeholderne som brukes til høyaktivt avfall, har mye til felles med de beholderne som brukes til transport og lagring av brensel. De franske beholderen av typen TN 81 eller TN 85 er konstruert basert på en TN 24 beholder for brukt brensel. Selv om de nevnte beholdere er godkjent for lagring av høyaktivt avfall i henholdsvis Sveits og Tyskland, er de med en vekt rundt 110 tonn og kapasitet på 20 til 28 metallkapsler for store og vanskelig håndterbare for et norsk mellomlager. AREVA har derfor foreslått at man tilpasser en TN 24 ER beholder, tilsvarende den som foreslås brukt for mellomlagring av brukt brensel til høyaktivt avfall for bruk i Norge.
I tillegg til høyaktivt avfall vil man ved opparbeiding av brukt brensel kunne forvente retur av lav- og mellomaktivt avfall. Dessuten tilkommer kompaktert kapslingsmateriale, som klassifiseres som langlivet høyaktivt avfall (ikke varmeavgivende). Mengde og volum av det dette avfallet forventes ikke å påvirke dimensjoneringen av et nytt mellomlager eller utfordre lagringskapasiteten i KLDRA Himdalen.
Når det gjelder uran og plutonium fra opparbeidingen har AREVA ovenfor Teknisk utvalg foreslått å overta eierskapet. Dette vil da inngå i produksjon av nytt reaktorbrensel. Skulle Norge allikevel velge å ta dette tilbake vil det ha liten betydning for dimensjoneringen av et nytt mellomlager. Dette vil imidlertid medføre utfordringer med hensyn til sikring.
8.5 Miljøkonsekvenser av opparbeiding
Rent prosessteknisk involverer opparbeiding av brukt brensel relativt store mengder radioaktive materialer, i ulike kjemiske løsninger, og potensialet for utslipp via rutinemessige avfallsstrømmer er derfor større enn for andre typer anlegg som inngår i brenselskretsløpet rundt kjernekraftindustrien. Rutinemessige utslipp fra opparbeidingsanlegg skjer hovedsak i form av utslipp av væske til det marine miljøet (UNSCEAR 2008).
Ved å opparbeide brukt brensel oppkonsentreres det høyaktive avfallet i glass, men det produseres mer lav/middels aktivt avfall som resultat av prosessen og det at radioaktivt materiale håndteres. Det kommer også noe flytende lav- og mellomaktivt avfall ut av prosessen. Dette renses før utslipp til det marine miljø, men rensingen fører til produksjon av mer fast radioaktivt avfall.
Tidligere var ikke renseteknologien god nok og mye radioaktivt avfall ble sluppet ut i sjøen. Dagens teknologi begrenser utslippene, men det blir for snevert å tenke miljøkonsekvenser kun relatert til utslipp. Radioaktivt avfall i seg selv er en miljøbyrde, selv om det er stabilt.
8.6 Utvalgets vurdering
Utvalget mener at brensel med dårlig lagringsstabilitet bør opparbeides i tråd med anbefalingene fra Teknisk utvalg.
Utvalget anbefaler derimot ikke opparbeiding av det resterende stabile brenselet. Opparbeidingsprosessen medfører generering av andre avfallsformer og anses som unødvendig når brenselet allerede er stabilt.