Grönarealisten

Nån måtta får det väll tamejfan vara! Gång på gång på gång på gång matar miljöfanatiker allmänheten med det absolut löjliga påståendet att vi inte har löst avfallsproblemet och sen spinner de vidare och påstår att det problemet är så stort att kärnkraft är "oetiskt" eftersom vi lämnar avfall till framtida generationer.
Det är rent skitsnack av främst två anledningar. Problemet är inte särskilt stort och vi har redan metoder för att ta hand om det!

Avfallsproblemet är ett relativt litet problem! Det finns i sverige idag totalt runt 8000 ton kärnavfall. Detta lagras i några bassänger. Det är alltså inga stora mängder vi pratar om. Hela världens avfall som hittils producerats under de 50 år som kärnkraft existerat ryms lätt i en idrottsstadium. Hur snabbt fyller världens kolkraftverk upp en idrottsstadium med giftig aska? Minuter? Timmar?
Det finns några sätt att ta hand om avfallet.

Gräva ner fanstyget

Ett sätt som jag personligen tycker är oerhört slöseri med resurser är att kapsla in avfallet och sen gräva ner det. Först låter man avfallet kallna i bassänger i 40-50 år. Med kallna menar jag att de kortlivade isotoperna ska hinna sönderfalla bort så att avfallet blir hanterbart. Detta gör man på CLAB anläggningen. Efter att det kallnat tillräckligt så är tanken att man ska ta avfallet och förseglat det i kopparcylindrar. Kopparcylindern i sin tur förseglas i betonitlera. Kraven på förseglingen är väldigt stora då de ska kunna hålla avfallet inneslutet i 100 000 år. Men man känner väll till hur koppar påverkas av sin omgivning och man har bedömt att en 2mm väggtjocklek är nog för att stå emot korrosion i en miljon år! /1/




Sen utanför kapseln finns Bentonitlera som är utvald för att klara av att hålla inne eventuellt läckage från kapseln. Se tex /2/
Sen finns urberget själv. Här har vi naturen själv som utmärkt bevis på att de flesta av ämnena i avfallet inte kan sprida sig väldigt långt genom berget. För flera miljoner år sen existerade en naturlig reaktor i Oklo, Afrika. När man studerat spridningen av ämnen från denna reaktor så har man sett att många radioaktiva ämnen bara spridits ett fåtal meter. /3/

Man kan läsa allt om det här på SKB's hemsida www.skb.se

Transmutation

Det finns iallafall inte mycket tvivel om att denna sortens förvaring är säker och tillfredställande om man enbart vill säkra avfallet. Det är förstås en massa byråkati inblandat som gör att vi ännu inte börjat gräva ner avfallet. Men varför är jag då emot det? Det är av enkla skäl. Avfallet består av

Urandioxid: 95%
Stabila klyvningsprodukter: 3.7 %
Plutoniumoxider: 0.8%
Radioaktiva klyvningsprodukter: 0.4%
Oxider av andra transuraner: 0.1%

Det som gör att vi måste förvara avfallet så jäkla länge är plutonium och de andra transuranerna. Urandioxiden är inte särskilt radioaktivt, de stabila klyvningsprodukterna är som sagt stabila, de radioaktiva klyvningsprodukterna är alla kortlivade(förutom Tc-99) med halveringstider på högst 30 år. De är alltså ofarliga på runt 300 år.
Om vi separerar bort uranet, plutoniumet och de andra transuranerna från avfallet så har vi alltså bara kvar 4% av avfallet och den delen behöver bara förvaras i 300 år. Hur lätt som helst.

Då är vi tillbaka till uranet och transuranerna. Vad ska vi göra med dom? Nu kommer vi in på lite rolig kärnfysik igen.

Uranet består nästan enbart av Uran-238. Som de flesta(förhoppningsvis) vet så är det Uran-235 som vi klyver i dagens lättvattenreaktorer. Uran-238 är i dessa reaktorer mest ivägen. Men om man beskjuter Uran-238 med neutroner så kan den fånga en av neutronerna och bilda Uran-239, detta är ostabilt och sönderfaller fort till Plutonium-239. Nu är ju plutonium för det mesta förknippat med vapen. Men det är även utmärkt bränsle i reaktorer. Om man ska snacka svengelska så breedar(föder, tillverkar) vi plutonium från uranet.

Detta sker hela tiden i alla reaktorer och det är därför vi överhuvudtaget har plutonium i avfallet. Designen på lättvattenreaktorer och neutronekonomin(hur många neutroner du har över i princip) i dessa är dock inte optimerad för detta syfte. Man kan bygga reaktorer som är helt och hållet anpassade för att breeda plutonium från uranet och därmed så producerar man faktiskt mer bränsle än man använder i dom. Detta överflödiga plutonium kan givetvis matas in som bränsle i andra reaktorer. Eller så kan man balansera reaktorn så att den bränner lika mycket bränsle som den producerar. I slutändan innebär det att man kan omvandla i princip allt Uran-238 till plutonium som i sin tur fissioneras och producerar energi. Allt det uran som vi tänker gräva ner kan alltså användas som bränsle i reaktorer! Givetvis gäller desamma för den 0.8% av avfallet som är plutonium.

Vad gör vi då med den lilla mängen transuraner som vi har kvar i avfallet? Det kan man på likadant sätt som ovan breeda till andra isotoper som i sin tur kan fissioneras. Kallas kort och gott transmutation(ändra en atomkärna till en annan).

Allt som blir kvar av detta är fissions produkter som blir ofarligt på 300 år. Det löser därmed hela slutförvaringsproblemet och vi får på köpet ut mycket mycket mer energi ur uranet vi gräver upp ur backen. Istället för att endast använda de 0.7% som är Uran-235 i naturligt uran så kan vi använda allt. För att läsa mer om det här se referenser /4,5,6/.

Vad är haken då? Hittils har man bara använt sig av dessa metoder i forskningsreaktorer. Det återstår att utveckla det i stor industriell skala. Det finns inget som tyder på att vi inte kan göra det! Det kanske tar 30-40 år men det finns ingen anledning att ha bråttom!

Ett problem återstår dock. Plutoniumet kan användas i kärnvapen. Detta är i mina ögon främst ett politiskt problem och på FN's bord. Men det är värt att nämna att för att plutonium ska vara värt att ha i kärnvapen så ska det vara väldigt rent Plutonium-239. I en civil reaktor så breedas även en hel del Plutonium-240 och 241. Man bygger en plutonium bomb genom att forma plutoniumet som ett skal. Runt detta skalet så sätter man vanliga sprängmedel och när man spränger dessa sprängmedel så komprimeras plutoniumet till en viss punkt då fissions kedjereaktionen kan inledas vilket i sin tur leder till kärnexplosionen. I själva bomben har man en liten neutronkälla som ser till att det finns neutroner som kan inleda reaktionen vid rätt ögonblick.

Men eftersom Pu-240 och 241 har hög spontan fissions aktivitet innebär det att det alltid flyger runt en massa neutroner. Detta gör att det är stor risk att kedjereaktionen startar långt före allt plutonium komprimerats tillräckligt. Vad som då händer är att det antingen inte smäller alls eller att det blir en väldigt klen explosion. Alla kärnvapenstater har löst detta genom att låta bränslet ligga inne i specialbyggda reaktorer endast en kort period så att endast Pu-239 hinner breedas. Visst går det i teori att bygga en bomb av Pu-240 eller Pu-241, men att bygga en pålitlig sådan är en så stor teknisk utmaning att det är långt bortom terroristorganisationers förmåga.


1 King et al, 2001. Copper corrosion under expected conditions in a deep geologic repository. SKB TR-01-23, Svensk Kärnbränslehantering AB.
2 http://www.skb.se/upload/publications/pdf/Barriärer.pdf
3 Douglas G. Brookins, Environmental Geology, volume 4, numbers 3-4, september 1982
4.M. Salvatores Nuclear Engineering and Design, Volume 235, Issue 7, March 2005, Pages 805-816
5.M. Cometto et al Annals of Nuclear Energy, Volume 31, Issue 4, March 2004, Pages 413-429
6 http://www.gen-4.org/