Radioaktivt avfall fra kjernekraft

All kjernekraft skaper farlig radioaktivt avfall som må håndteres forsvarlig. Det innebærer sikker lagring i flere tusen år. Dette er teknisk mulig, men veldig kostbart. På tross av at vi har hatt kjernekraftverk siden 50-tallet, er det ingen land som har satt i drift et permanent lager for slikt avfall. Finland har kommet lengst, og er i ferd med å bygge et permanent lagringsanlegg. Det er ikke regnet på hva det vil koste å lagre radioaktivt avfall fra et eventuelt nytt norsk kjernekraftverk.

Håndtering av avfall

Finske myndigheter beskriver håndteringen brukt atombrensel slik¹:

Brukt atombrensel inneholder betydelige mengder radioaktive stoffer. De radioaktive stoffene brytes ned og produserer stråling og varme. Derfor må brukt atombrensel kjøles ned selv etter at det er fjernet fra reaktoren og effektiv strålingsbeskyttelse må være på plass under håndteringen. Brensel som har vært brukt i Finland flyttes fra reaktoren til et basseng med vann for å kjøles ned i noen år. I bassenget synker radioaktiviteten iløpet av ett års tid til en hundredel av nivået da det ble fjernet fra reaktoren. Etter nedkjølingsfasen, flyttes brenselet i transportbeholdere til et mellomlager som ligger på kraftverksområdet for å vente på permanent underjordisk lagring. Mellomlagringstiden er vanligvis på titalls år.

Andre land kan ha andre modeller, hvor reprosessering av avfallet inngår.

Kostnader for tidligere norske reaktorer

I Norge ble det aldri satt av penger til opprydding eller håndtering av atomavfall. Regningen for tidligere reaktorer ble skjøvet over på kommende generasjoner. De fire (veldig små) reaktorene Norge har hatt etterlater seg 16,5 tonn brukt reaktorbrensel. I følge Norsk Nukleær Dekommisjonering vil demontering av reaktorene, håndtering av brenselet og etablering av lager koste ca. 24 mrd. kr.Inflasjonsjustert fra 2020 til 2023. Det er stor usikkerhet om kostnadene. Et anlegg for endelig oppbevaring av avfallet ventes å være ferdig i 2070². Den største regningen for å rydde opp etter gamle reaktorer får trolig Storbritannia. Eksperter har anslått kostnaden til 3 794 mrd. kr.Inflasjonsjustert fra 2022 til 2023. Valutakurs per 1. juli 2024. og arbeidet er ventet å ta over 100 år³.

Hvordan finansieres opprydding og avfall i andre land

Flere land har valgt å opprette fond som skal håndtere kommende håndtering av avfallet. I noen tilfeller finansieres fondene med et påslag på strømprisen som kjernekraftverkene leverer. Påslaget varierer fra land til land, i tråd med forventede langsiktige kostnader.

• Lagringskostnadene i Sverige ble nylig anslått ⁴ å være 120 mrd. kr.Valutakurs per 1. juli 2024. høyere enn anslått for 20 år siden. Det betyr kraftig økte påslag ifølge Riksgälden, som mener tidligere anslag har vært subjektive og systematisk undervurdert. I Sverige varierer påslaget mellom reaktorene. Forslagene for 2024 varierer fra 0,049 kr.Valutakurs per 1. juli 2024. per kWh for Formark til 0,093 kr.Valutakurs per 1. juli 2024. per kWh for Ringhals.
• I Spania har lagringskostnaden økt fordi det ikke har vært mulig å bli enige om ett mellomlager. I stedet må det etableres anlegg for mellomlagring ved hver reaktor, noe som øker kostnadene⁵. Prisen som legges til hver kWh er derfor foreslått økt fra 0,091 kr.Valutakurs per 1. juli 2024. til 0,130 kr.Valutakurs per 1. juli 2024. Forslaget har imidlertid ført til protester fra bransjen. I april sendte regjeringen et moderert forslag på høring, hvor satsen er redusert til 0,119 kr.Valutakurs per 1. juli 2024. per kWh⁶.

I en rapport fra IEA/NEA (2020)⁷ angis kostanden for håndtering av brukt brensel i Japan og Russland til hhv. 0,069 kr.Inflasjonsjustert fra 2018 til 2023. Valutakurs per 1. juli 2024. og 0,012 kr.Inflasjonsjustert fra 2018 til 2023. Valutakurs per 1. juli 2024. per kWh. Det lave tallet for Russland gjør det naturlig å stille spørsmål om avfallshåndteringen og/eller om kostnader skyves over på kommende generasjoner.

Avfall fra små modulære reaktorer (SMR)

Enkelte akademiske studier har konkludert med at avfallsmengden per kWh elektrisitet fra SMRSmå modulære reaktorer. Det er ingen fast definisjon, men kjennetegnes av at størrelsen typisk er 300MW eller mindre, passive sikkerhetssystemer og bruk av moduler skal kunne bygges i fabrikker og fraktes til byggeplassen for montering. vil være langt høyere enn for konvensjonelleBrukes gjerne om reaktorer av generasjon III eller III+. Det vil si kjent teknologi som er bygget ut i kommersiell sammenheng de siste tiår. Moderne konvensjonelle reaktorer er gjerne store (>1000 MW) og enten trykkvanns- eller kokvannsreaktorer. kjernekraftverk⁸. Leverandørene har imidlertid avvist dette, og uttalt at avfallsmengdene ikke vil øke⁹. Ontario Power Generations SMR-prosjekt i Canada oppdaterte sin miljøkartlegging etter at valget av SMR-teknologi ble tatt (BWRX-300). Endringen, sammenlignet med OPGs forventede avfallsmengde (også fra SMR), beskrives slik¹⁰:

Avfall produsert av BWRX-300 i fast form inneholder litt mer radioaktivitet sammenlignet med EA [Environmental Assessment] fordi andelen radionuklider har endret seg. Det genereres imidlertid et lavere volum fast avfall per år. Derfor, til tross for en høyere radioaktivitet per volum totalt sett, genereres mindre radioaktivitet. Håndteringsutstyr for avfallsbeholdere vil bli designet for den høyere radioaktiviteten, og tyngre fat vil bli brukt for å gi tilstrekkelig strålingsskjerming. Transportveiene på stedet som fører til avfallslageret vil bli oppgradert tilsvarende.

Avfall fra generasjon IV reaktorer

De SMR kjernekraftverk som er aktuelle for kommersiell utbygging i overskuelig fremtid er basert på teknologi som betegnes som generasjon III+. Dette er varianter av reaktorer som er bygget de senere årene. Generasjon IV inkluderer reaktorer med en del andre egenskaper. Det er uttrykt håp om at noen av disse konseptene vil kunne løse kjernekraftens avfallsproblem. Den tyske myndigheten for håndtering av radioaktivt avfall har i en omfattende studie (2024) kartlagt syv generasjon IV-konsepter. De oppsummerer sine funn slik¹¹:

Utviklingstilstand: Alle konseptene som diskuteres tilhørende begrepet generasjon IV har vært under utvikling i flere tiår, i noen tilfeller siden 1950-tallet, og har ennå ikke nådd markedsmodenhet. Det er fortsatt et betydelig behov for forskning og utvikling. Hvis de tekniske hindringene og sikkerhetsproblemene kan løses, vil videre utvikling mest sannsynlig ta flere tiår. På denne bakgrunn kan vi ikke anta at slike reaktorkonsepter vil bli brukt i relevant skala ved midten av dette århundret. Særlig viser studier for enkeltland at et systemskifte fra lettvannsreaktorer til alternative reaktorkonsepter klare for serieproduksjon ikke er i sikte.

Avfallsgenerering: De alternative reaktorene vil fortsatt generere høyaktivt atomavfall, hvorav noen vil være svært forskjellig fra avfallet fra lettvannsreaktorer, for eksempel fordi avfallet ikke vil være tilstede som fast brenselelementer, men som smeltet salt. Dette vil gjøre avfallsbehandlingen mye vanskeligere, ettersom gjeldende depotplaner generelt ikke er laget for denne typen avfall. Volumet av høyaktivt atomavfall vil kunne reduseres i forbindelse med reprosesseringsteknologier, men volumet av middels- og lavaktivt atomavfall vil øke betydelig.

Transmutasjonsegenskaper: Noen av reaktorkonseptene som er studert kan i teorien brukes til å splitte (transmutere) individuelle deler av det eksisterende høyaktive atomavfallet. Dette vil innebære stor innsats over lang tid. Den påregnelige effekten av disse tiltakene vil imidlertid bare gi et relativt lite bidrag til å redusere plassbehovet til et depot og til dets langsiktige sikkerhet. Dette skyldes særlig at de stoffene som har størst innvirkning på sikkerheten (langlivede fisjonsprodukter) er vanskelige å omdanne, og derfor ikke er beregnet for dette formålet.

Regelverk: Regelverket til internasjonale organisasjoner (f.eks. IAEA) og nasjonale regelverk (USA, Canada og Storbritannia) som er undersøkt i denne studien, inneholder noen ganger svært detaljerte, teknologispesifikke bestemmelser basert på flere tiår med driftserfaring med lettvannsreaktorer. Disse forskriftene er derfor ikke direkte anvendelige for de alternative reaktorkonseptene som er undersøkt. Det pågår for tiden revisjoner, men på grunn av et betydelig lavere nivå av driftserfaring, vil tiden som kreves for å produsere et tilsvarende velbegrunnet regelverk sannsynligvis være svært lang.

Konklusjon: Forventningen uttrykt både i offentlig debatt og av utviklere om at de alternative reaktorkonseptene kan gi et betydelig bidrag til å løse dagens problemer innen kjernefysisk teknologi, kan ikke anses som realistisk med tanke på utviklingsnivået konseptene befinner seg på i dag og faktisk utprøvde og forventede fordeler og ulemper ved de enkelte konseptene.

Kilder

1: Arbeits- och näringsministeriet, besøkt 9. februar 2024
2: Norsk Nukleær Dekommisjonering, besøkt 5. februar 2024
3: The Guardian: UK\’s nuclear waste cleanup operation could cost £260bn, besøkt 23. mars 2024
4: SVT, besøkt 5. februar 2024
5: El Periódico de España, besøkt 5. mars 2024
6: El Periódico de España: Ribera suaviza la subida de tasas a las nucleares con un alza del 30% tras la presión de Endesa e Iberdrola, besøkt 24. april 2024
7: IEA/NEA: Projected Costs of Generating Electricity - 2020 Edition, besøkt 2. april 2024
8: Stanford-led research finds small modular reactors will exacerbate challenges of highly radioactive nuclear waste, besøkt 23. mars 2024
9: Small modular reactor firms cast doubt on nuclear waste study, besøkt 23. mars 2024
10: Government of Canada: Darlington New Nuclear Project public summary, besøkt 23. mars 2024
11: BASE study: Alternative reactor concepts do not solve the repository problem, besøkt 23. mars 2024

• larsoy@munin.no