4 Eksisterende lagre for brukt brensel og radioaktivt avfall

Kapittelet beskriver eksisterende lagre for henholdsvis radioaktivt avfall og brukt brensel. Det er samtidig lagt vekt på å beskrive hvordan avfallskjeden er organisert i forhold til anleggene. Kapittelet danner en bakgrunn for vurderinger i kapittel 10 av løsninger for mellomlagring som helt eller delvis baserer seg på eksisterende anlegg

4.1 Lagre for radioaktivt avfall

4.1.1 Avfallsbehandlingsanlegget på Kjeller

Radioaktivt avfall gjennomgår i forkant av deponering ved KLDRA Himdalen en behandlingsprosess. I dette ligger at avfallet gjøres om til en fast og stabil form og volumet reduseres. Deretter kapsles avfallet inn for å hindre at de radioaktive stoffene slipper ut til omgivelsene. Avfallet som mottas kan deles i tre ulike kategorier:

• Fast avfall – omfatter for eksempel plastartikler, glassartikler og elektroniske komponenter, selvlysende markører og kanonsikter fra forsvaret. Avfallet komprimeres i 210 liters ståltønne med indre avskjerming avpasset strålingsnivået fra avfallet.

• Metallisk avfall – omfatter større metalliske komponenter som for eksempel plater, tanker, pumper og kar samt industrielle og medisinske strålingskilder og røykvarslere. Avfallet kuttes eller skjæres opp og støpes inn i stålfat eller andre beholder.

• Flytende avfall – omfatter for eksempel væskekonsentrat fra inndampning av avfallsvann. Konsentratet overføres til fast form ved å tilsette sement/andre tilsatsmidler til polyetylenbelagte stålfat.

Mottaket for radioaktivt avfall for deponering i Himdalen drives av IFE. Selve behandlingen av avfallet skjer ved Rad. avfallsanlegget, mens ferdig behandlet avfall lagres i det såkalte Lagerbygg 2. Radavfallsanlegget har dessuten et mindre lagringsrom hvor avfall som ikke er deponerbart i Himdalen blir lagret (IFE 2006c).

Standard avfallsbeholder ved deponering i Himdalen er 210 liters stålfat. Disse har varierende indre skjerming avhengig av type innhold og doserate fra avfallet. Tønner oppgravd fra IFEs tønnefelt høsten 2001 ble alle omemballert i 300 og 330 liters stålfat. I tillegg brukes også andre beholdere som betongkokiller og stålkasser av varierende størrelse (IFE 2006c).

4.1.2 Kombinert Lager og Deponi for Radioaktivt Avfall i Himdalen

KLDRA, (Kombinert Lager og Deponi for lav- og middelaktivt Radioaktivt Avfall) er Norges nasjonale anlegg for lagring og deponering av lav- og mellomaktivt radioaktivt avfall, og ble tatt i bruk i 1998. Anlegget er sprengt ut i fjell med 40 – 50 meters overdekning. Det ligger i Aurskog –Høland kommune, ca. 25 km sydøst for Kjeller/Lillestrøm (IFE 2006e).

Statsbygg er eier av KLDRA-Himdalen. Ansvaret for drift og vedlikehold er tillagt IFE gjennom avtaler med Statsbygg som eier av anlegget og Nærings- og handelsdepartementet som finansierer driften. IFE har som konsesjonsinnehaver under Atomenergiloven driftskonsesjon for anlegget fram til 1. mai 2012.

Radioaktivitet i deponidelen er innesluttet og isolert fra det omkringliggende miljø ved hjelp av et barrieresystem som består av flere lag og trinn. Selve avfallsbeholderen og det stabiliserte innholdet utgjør innerste barriere. Deretter kommer plasseringen og innstøpningen av avfallsbeholderne inne i betongsarkofagene. Dette gir en god beskyttelse mot inntrengende vann og skaper en betydelig forsinkelse i degradering av beholderne og hindrer således utlekkasje av radionuklider. Ytterst er selve fjellhallen, som fungerer som en selvstendig barriere mot ytre påvirkning, som jordskjelv, andre rystelser, flystyrt og sabotasje (IFE 2006e).

De opprinnelige planene tilsa at anlegget skulle bygges som et deponi. Som følge av høringsprosessen forut for byggingen valgte man imidlertid en kombinert løsning med lager og deponi, og dette lå også til grunn for Stortingets vedtak om byggingen av anlegget (St. prop nr.1 tillegg 4 (1993 – 1994), Inst. S nr. 114 (1993 – 1994), Stortingsforhandlinger nr 26 (1993 – 1994)). Kortlivet avfall kunne da deponeres, mens langlivet avfall kunne lagres på en måte som tillot inspeksjoner. Man kunne da på et senere tidspunkt ta stilling til deponering av avfall i lagringsdelen av anlegget eventuelt flytting av dette avfallet til annet anlegg.

Himdalen-anlegget har fire haller, hver med 2 betongsarkofager og 4 båser. 3 av hallene er deponi, mens den fjerde hallen er for lagring. Hver av de fire hallene er dimensjonert til 2500 tønneekvivalenter – totalt 7500 tønneekvivalenter i deponiet og 2500 i lagerdelen. I deponidelen støpes beholderne i 4 lag i alle båsene, og det støpes med betong rundt på alle kanter. I tillegg vil det støpes et permanent tak med membran over hver sarkofag. I lagerdelen skal beholdere kun gjøres klar for innstøping, det skal være mulig å ta ut avfallet som plasseres her. Lagerhallen kan senere bli besluttet omgjort til deponi.

Anlegget er tenkt å være i drift frem til år 2030 og det er lagt inn forutsetning om institusjonell kontroll i en periode på 300 – 500 år etter stengning. Det er følgende funksjonskrav knyttet til driften av anlegget (IFE 2006e):

• For sannsynlige scenarier bør en dose på 1 μSv/år for det mest utsatte individet ikke overskrides;

• For andre scenarier bør en dose på 100 μSv/år for det potensielt mest utsatte individ ikke overskrides:

• Framtidige generasjoner har krav på minst like stor grad av strålebeskyttelse som vi gir til dagens befolkning. Framtidige generasjoner skal altså ikke påføres en større risiko enn dagens befolkning.

• Utover en forutbestemt overvåkningsperiode bør ikke sikkerheten avhenge av framtidige generasjoners aktive vedlikehold og overvåkning av deponiet.

4.2 Lagre for brukt reaktorbrensel

Brensel fra forskningsreaktorene, med unntak av en mindre mengde som ble eksportert, er i dag lagret i brenselslagre på Kjeller og i Halden. Lagrene oppfyller internasjonale anbefalinger og nasjonale krav til sikker lagring av fissilt materiale.

Både HBWR og JEEP II har våtlagre i tilknytning til reaktoren hvor brenselet lagres den første tiden etter at det er tatt ut av reaktoren, for hendøing av kortlivede isotoper og reduksjon av restvarme. Etter den tid overføres brenselet fra JEEP II til lager i Met. Lab II. Mye av eksperimentalbrenselet fra HBWR blir overført til Met. Lab II for etterundersøkelser og senere lagring. Driverbrensel, samt eksperimentalbrensel som ikke skal etterundersøkes, blir i Halden overført til lagerbassenget i bunkerbygningen. En del av eksperimentalbrenselet blir også returnert til opprinnelseslandet.

En omtale av de ulike lagrene for brukt brensel på IFE er gitt nedenunder. Sammenhengen mellom anleggene er visualisert i figur 4.1.

Lagrene er konsesjonsunderlagte under Atomenergiloven og underlagt tilsyn av Statens strålevern. Konsesjonen for driften av brenselslagrene følger konsesjonen for reaktorer og andre nukleære anlegg. Gjeldene konsesjon ble gitt av Kongen i statsråd 28. november 2008 med gyldighet t.o.m 31. desember 2014 for Halden-reaktoren og 31. desember 2018 for øvrige nukleære anlegg, inkludert lagrene i Halden.

4.2.1 JEEP II lagerbrønn

Lagerbrønnen for brukte brenselselementer består av en sylindrisk metalltank som er innstøpt i nordre del av reaktorblokka ved JEEP II. Lagerbrønnen har et stativ med plass til 13 elementer, ett i midten og 12 fordelt på en sirkel langs brønnveggen. Håndtering av brensel skjer gjennom hull i skjermlokket som posisjoneres ved at brønnlokket, som hviler på kulelager, roteres. Vannet i lagerbrønnen er tilkoblet en kjølekrets samtidig som lufta inne i lagerbrønnen ventileres til et undertrykk (IFE 2006b).

Normalt overføres to brenselselementer fra reaktorkjernen til lagerbrønnen ved årlig vedlikeholdsstopp. Dette skjer samtidig med at to elementer fra lagerbrønnen overføres til Met. Lab II for lagring,

4.2.2 Lager i Met. Lab. II, Kjeller

Lagrene for brukt brensel i brønnhuset ved Met. Lab II er et kombinert lager for brukt eksperimentalbrensel og annet radioaktivt avfall fra laboratorievirksomheten i bygget i tillegg til brukt brensel fra JEEP II. Lagring skjer i et tilbygg til selve laboratoriebygget med et ytre mål på 5* 12,5 meter. Bygget er sikret i henhold til de krav Statens strålevern har satt til bygget (IFE 2006a).

Lageret består av en betongblokk under bakkenivå som er kledd utvendig med aluminiumsplater. Betongblokken inneholder 84 brønner for tørrlagring av bestrålt brensel, hver bestående av et vertikalt stålrør skjermet i toppen med en tykk blyplugg. Betongblokken er utvendig drenert til en avløpsledning som går til en tank der innholdet kontrolleres før utslipp (IFE 2006a). Innholdet i brønnene består av følgende:

• Brukte brenselselementer fra JEEP II som etter minimum 3 måneders i lagerbrønnen, (se avsnitt 3.2.1), overføres til en lagerbeholder før videre tørrlagring.

• Eksperimentalbrensel som har vært undersøkt i hotcellene ved Met. Lab II og som overføres til en lagringsbeholder. I tilfelle av at brenselet har vært punktert, kuttet eller på annen måte åpnet blir brenselet først lagt i en indre beholder med gjenget tetteplugg (IFE 2006a).

• Metallografiprøver og driftsavfall fra Met. Lab II som før lagringen overføres til lagringsbeholdere av samme type som dem som brukes til eksperimentalbrensel.

4.2.3 JEEP I stavbrønn, Kjeller

Lagrene ved JEEP I stavbrønn består av en frittliggende mindre lagerbygning uten noen vesentlig egen infrastruktur. Bygget er fundamentert på betongpeler og sikret i henhold til krav fra Statens strålevern.

Lageret består av 97 vertikale brønner i form at stålrør fundamentert i et betongfundament på bakkenivå og en betongsåle ca.3 meter under bakkenivå. Toppen av hvert rør er dekket med et metalldeksel og ekspanderende pakning. Volumet rundt rørene mellom betongsålen og betongfundamentet er fylt med sand og fin pukk, en drenerende og telefri masse (IFE 2006a).

Brenselet i JEEP I stavbrønn er i hovedsak metallisk brensel med naturlig uran fra driften av JEEP I reaktoren. Noe av dette brenselet har tidligere vært brukt i NORA reaktoren og enkelte elementer også i HBWR. I tillegg er det noen få elementer (10 stk) anriket uran, også disse fra driften av JEEP I. Brenselet er lagret i beholdere av rustritt stål. Av totalt 97 lagringsposisjoner, inneholder 93 posisjoner brukt brensel fra den nedlagte JEEP I reaktoren.

4.2.4 Brenselslager i Lagerbygg I, Kjeller

Ved stengningen av Uranrenseanlegget (URA) som IFE drev som et pilotanlegget fra 1961 til 1968, ble resterende oppløsning av uranbrensel lagret i lagerbygg I. Denne løsningen ble overført til fast form i år 2006 til 2008, og lagres nå i tønner ved lagerbygg I.

4.2.5 Brenselsbassenger i reaktorhallen, Halden

I brenselsbassengene i reaktorhallen lagres brenselet den første tiden etter at det er tatt ut av reaktoren. Denne våtlagringen inne i reaktorhallen er viktig for driften av Haldenreaktoren og for å sikre at mesteparten av de kortlivede fisjonsproduktene er dødd ut før brenselet transporteres ut av reaktorhallen.

Det er totalt tre brenselsbassenger inne i reaktorhallen med totalt 83 lagringsposisjoner. Bassengene er bygget i betong og hvert basseng er beskyttet med et stållokk med gjennomføringer i form av stålrør (IFE 2006d).

Brenselsbassengene er fylt med vann. Vannet renses og kjøles ved at det sirkulerer gjennom en kjøle- og rensekrets. Brenselsbassengene er instrumentert med nivåmålere, temperaturmålere og strømningsmålere, for kontinuerlig kartlegging av tilstanden i brenselbassengene. Kvaliteten på vannet kontrolleres med faste intervaller. Luften over vannoverflaten ventileres over et filtersystem, og luften som slippes ut til omgivelsene er kontinuerlig kontrollert for innhold av radioaktivitet på lik linje med all annen utventilert luft fra reaktorhallen (IFE 2006d).

4.2.6 Lagerbassenget i bunkerbygningen, Halden

Lagerbassenget i bunkerbygningen er en integrert del av de bygningsmessige strukturer i bunkerbygningen i Halden. Bassenget har 97 posisjoner for lagring av brukt brensel og er dekket av et stållokk. En pakning er plassert rundt skjermingslokket for å gi en gasstett forbindelse mellom bassenget og lokket. I tillegg er alle hull/gjennomføringer også laget gasstette (IFE 2006d).

Bassenget er fylt med demineralisert vann, og vannet kjøles og renses ved at det sirkulerer gjennom en kjøle- og rensekrets med filter og ionebyttekolonne. Kvaliteten på vannet kontrolleres kontinuerlig ved hjelp av instrumentering, og analyseres med faste intervaller. Luftvolumet over vannet er koplet til ventilasjonssystemet i bunkerbygningen, og luften kontrolleres kontinuerlig for radioaktivitet (IFE 2006d).

Av kapasitetshensyn blir elementene demontert og brenselspinnene overført til såkalte «lagringsskurv» før lagringen i bassenget, hvor hver «lagringskurv» inneholder inntil 16 stk. standard brenselspinner, dvs. brenselet fra to standardelementer (IFE 2006d).

Selv om brenselet har en aktiv kjøling gjennom rensekretsene er ikke denne kjølingen essensiell for å sikre en tilstrekkelig kjøling. I henhold til sikkerhetsrapportene for lagre for brukt brensel i Halden vil tap av tvungen sirkulasjon kun medføre en beskjeden temperaturøkning og vil ikke kunne påvirke brenselets integritet (IFE 2006d).

4.2.7 Horisontalt tørrlager i bunkerbygningen, Halden

Dette lageret er en betongkonstruksjon med 2 meter tykke vegger og en 1 meter tykk frontskjerm av tungbetong. Det er 202 hull i fronten og i disse er det 7 meter lange vertikale stålrør. Inn i betongkonstruksjonen er det en metallkonstruksjon som støtter rørene som utgjør lagerposisjoner. Luft flyter fritt over rørene og brenselet i lagerposisjonene slik at brenselet kan kjøles ved hjelp av naturlig konveksjon (IFE 2006d). Det meste av kapasiteten i lageret er i dag utnyttet.

Både lagerbassenget og horisontalt tørrlager befinner seg i en bygning som har betonggulv og to vegger av betong med en høyde på ca. 6 meter. Taket, de to andre veggene, samt øvre del av de to betongveggene, er konstruert av stål som er kledd med gipsplater, isolasjon og aluminiumsplater. Det er et eget ventilasjonsanlegg i bunkerbygningen, og all luft som ventileres ut av bygget kontrolleres for radioaktivitet (IFE 2006d).