Grönarealisten

För att fortsätta lite om det jag skrev i senaste inlägget, dvs vad de naturliga reaktorerna i Oklo kan säga oss om säkerheten vid en slutförvaring. Det intressanta är att se hur de långlivade isotoperna har migrerat från reaktorområdena. 

Vi måste komma ihåg att Oklo verkligen är ett extremexempel, här har vi naturliga reaktorer som rullat på i hundratusentals år i ett cykliskt beteende. Vatten har runnit ner i marken där urandioxidkristaller har bildats, när vattnet rinner in så fungerar det som neutronmoderator och startar reaktorn. Efter ett tag kommer temperaturen bli så hög att vattnet förångas vilket innebär att reaktorerna blir omodererade och stannar av. Ett perfekt exempel på passiv säkerhet via negativ void koefficient, dvs när ånga bildas så stannar den av. Precis som med moderna lättvattenreaktorer. Naturen byggde helt enkelt en perfekt självreglerande reaktor! 

En riktigt intresant detaljt för vetenskapsnördar som mig är att man genom att studera olika Xenon isotoper i Aluminium fosfater runt reaktorn har kunnat visa exakta tiderna för det cykliska beteendet, reaktorn var igång 30 minuter följt av en 2,5 timmes avkylningsperiod innan vatten återigen trängde ner och startade den. Hur fantastiskt är inte det att vi idag 2 miljarder år senare kan lista ut hur reaktorn rullade ner till minuten? /1/

Något väldigt viktigt att påpeka är att Oklo verkligen är ett extremt exempel, under hela sin driftsperiod så klövs ungefär 5 ton uran-235 vilket innebär att ungefär 5 ton fissionsprodukter skapades/2/. Det mostvarar ungefär några procent av de fissionsprodukter som skapats av drift av svenska reaktorer. En hel del plutonium bildades givetvis också tillsammans med americium, curium och alla andra tyngre aktinider som bildas vid drift av moderna reaktorer. Avfallet var identiskt med avfall från vilken svensk reaktor som helst. Under hela sin driftperiod så varierade temperaturen från upp till 600 grader ner till 100 grader och vatten pressades kontinuerligt genom reaktorn. En nästintill perfekt situation för att sprida vidare diverse ämnen. Förhållanden i en mänskligt byggd slutförvaring kan aldrig bli så extrema så Oklo sätter på sätt och viss en övre gräns för hur radionuklider kan spridas, iallafall om geologin är hyffsat liknande den vid Oklo.

Eftersom det var två miljarder år sen som avfallet bildades så har naturligtvis allt sönderfallit ner till den stabila isotopen som avslutar sönderfallskedjan. Men olika isotoper har olika ändpunkter så därför kan man rekonstruera förhållandena vid tiden under och efter reaktorerna var i drift. Tabellen nedan ger en översikt hur olika radionuklider transporterats/3/.



Uraninites är urandioxidkristallerna där reaktionen skedde, de grundämnen som är markerat med svart under uraninites har stannat i själva uranformationen under de 2 miljarder åren som gått sen reaktorerna bildades. Det är i princip exakt likadant som en modern avfallsförvaring är alla avfallsprodukter är inuti urandioxid. Cesium, Rubidium och Barium har migrerar en liten bit men för det mesta stannat runt reaktorn.  Xenon och krypton har lämnat området/4/.

Technetium som är ett huvudbry för avfallsförvaring på grund av sin långa halveringstid på över 200 000 år har inte spridits mer än maximalt 10 meter från reaktorn/4/. Allt uran och allt plutonium har stannat i uraniniten. Eftersom alla aktinider har snarlika kemiska egenskaper så kan man även anta att americium, neptunium och curium har stannat i uraniniten. Med andra ord så har alla långlivade problematiska radionuklider, technetium och aktiniderna, helt och hållet bevarats på platsen de bildats trots konstant vattenflöde och temperaturer på upp till 600 grader under en period av flera hundra tusen år. Ett mer extremt bevis på att de inte rör sig kan man nog inte hitta.

Det kanske finns lite tveksamheter att direkt applicera resultaten från Oklo på en svensk slutförvaring på grund av skillnader i geologi. Men man kan iallafall känna sig trygg i att naturen visat att de långlivade isotoperna kan slutförvaras säkert helt utan några specialdesignade avfallsbehållare eller andra skyddsbarriärer. Naturen har därmed klart och tydligt visat att vi visst vet vad vi ska göra av avfallen från kärnkraft.


 1. A. P. Meshik et al, Record of Cycling Operation of the Natural Nuclear Reactor in the Oklo/Okelobondo Area in Gabon, Physical Review Letters, Volume 93, Number 18, 2004.
2. F. GAUTHIER-LAFAYE et al, Natural fission reactors in the Franceville basin, Gabon A review of the conditions and results of a "critical event" in a geologic system, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 60, No. 23, 1996
3. François Gauthier-Lafaye 2 billion year old natural analogs for nuclear waste disposal: the natural nuclear fission reactors in Gabon (Africa), C. R. Physique 3 (2002).
4. D. G. Brookins. Radionuclide behavior at the Oklo nuclear  reactor, Gabon. WASTE MANAGEMENT. Vol. 10. pp. 285-296, 1990