NOU 2001: 30

Vurdering av strategier for sluttlagring av høyaktivt reaktorbrensel

Til innholdsfortegnelse

3 Status for lagring og deponering av høyaktivt avfall i andre land

Denne oversikten viser situasjonen i et utvalg av land som har reaktorer. Oversikten er delt inn i land som har kommersielle kjernekraftreaktorer og land som kun har kun forskningsreaktorer 1.

Land med kjernekraft

Sverige

I Sverige finnes det i dag 11 kjernekraftreaktorer med en total brutto kapasitet på 9811 MW. I 1999 stod disse reaktorene for 46,8 % av den svenske el-produksjonen. Den svenske riksdagen har besluttet at de svenske reaktorene skal legges ned før år 2010, og til nå er en reaktor, Barsebäck 1, stengt. Den nødvendige kapasiteten til et deponi for svensk høyaktivt avfall er beregnet til å ca. 30.000 tonn. Av dette vil ca 8000 tonn være brukt brensel og resten vil være sterkt radioaktivt materiale fra kjernekraftverkene og andre kjernetekniske anlegg (SOU, 1999).

Svensk Kärnbränslehandtering AB (SKB) har ansvaret for å ta hånd om alt radioaktivt avfall i Sverige, også brukt reaktorbrensel. Dette inkluderer også ansvaret for forskningen rundt håndtering og deponering av radioaktivt avfall. SKB eies av de fire svenske kraftselskapene som eier kjernekraftanleggene i Sverige.

SKB's arbeid med brukt reaktorbrensel er konsentrert i Oskarshamn. Her finnes Centralt mellanlager för använt kärnbränsle (CLAB), Kapsellaboratoriet og Äspölaboratoriet. I SKB's forskningsprogram for deponering av radioaktivt avfall deltar mer enn 20 land.

CLAB, det sentrale mellomlageret for brukt reaktorbrensel i Sverige, ble satt i drift i 1985. Hit kommer brukt reaktorbrensel fra alle reaktorene i Sverige, etter at det har hatt en kortere kjøletid ved det reaktorområdet det har vært brukt. Anlegget har en lagringskapasitet på 5 000 tonn brukt reaktorbrensel, og kan ta i mot 300 tonn brukt brensel i året. Byggekostnadene for anlegget var 1,7 milliarder SEK (cirka 1,6 milliarder NOK), kostnadene for drift og investeringer er ca. 100 millioner SEK/år. I CLAB lagres brenselet som det mottas, ikke i de endelige kopperkapslene. Brenselet skal lagres i CLAB i minst 30 år.

I Kapsellaboratoriet utvikles beholderne som skal brukes til det brukte reaktorbrenselet. Beholderne består av en støpejernsinnsats som vil bli plassert i en ca. 5 cm tykkvegget kopperkapsel. Kopperkapselen vil være korrosjonsbestandig i det oksygenfrie grunnvannet på 500 m dyp i fjellet, og skal utgjøre en tett barriere mot omverdenen. I Kapsellaboratoriet utvikles teknikker med elektronsveis for å feste lokket til kopperkapselen og for å kontrollere at sveisene er tette. Ca. 2 tonn brensel skal plasseres i hver kapsel, og vekten av en ferdig kapsel vil være 25-30 tonn. Kapsellaboratoriet ser ikke bort i fra at denne teknologien vil kunne gjøres kommersielt tilgjengelig for andre land.

I Äspölaboratoriet studeres problemstillinger rundt et deponi på 500 m dyp for brukt reaktorbrensel. Laboratoriet er en 3 600 m tunnel som går ned til ca. 460 m dyp. Laboratoriet ble lagt til et område med sprekker i fjellet, og forundersøkelsene i berggrunnen følger et program som for et faktisk deponi. Eksempler på nåværende forskningsprosjekter er undersøkelser av forbruket av oksygen i fjellets grunnvann, mikroorganismer i fjelldypet, langtidstester av bentonitt-leiren og teknikker for håndtering av kapslene med brukt brensel.

Deponeringen av brukt brensel skal etter planen starte i 2010. Det vil i første omgang deponeres omkring 10% av totalmengden, det vil si ca. 400 kapsler. Etter en innledende driftsfase på mellom fem og ti år vil deponiet gjennomgå en grundig evaluering. Hvis denne gir et positivt resultat vil en søke om å starte vanlig drift slik at de resterende kapslene kan deponeres. Denne ordinære driftsfasen vil sannsynligvis holde på i mellom 20 og 30 år. I det endelige deponiet i Sverige vil det plasseres ca. 4 000 kapsler med brukt reaktorbrensel, med én kapsel i hvert hull, omsluttet av bentonitt-leire. Det vil bli plassert 1 kapsel/dag i deponiet, og i driftsperioden vil arbeidet beskjeftige ca. 220 personer. Alle tunneler i deponiet vil til slutt fylles igjen og deponiet vil forsegles.

Prosessen for lokalisering av det svenske deponiet er godt igang. Valget skal baseres på forstudier i 5-10 kommuner, plassundersøkelser på minst to steder og detaljundersøkelser på minst ett sted. De kommunene som berøres av lokaliseringsprosessen har en særstilling i beslutningsprosessen, og en avgjørelse kan ikke tas uten innsyn og demokratisk medvirkning fra kommunene.

Seks kommuner i Sverige har vært gjenstand for forstudier og sluttrapporter foreligger for kommunene Nyköping og Östhammar (oktober 2000) samt för Oskarshamn (desember 2000). I tillegg foreligger foreløpige rapporter fra kommunene Tierp (februar 2000) samt Älvkarleby og Hultsfred (april 2000). To kommuner har latt SKB gjøre forstudier (Malå og Storuman), men etter en folkeavstemning har disse besluttet at SKB ikke skal få fortsette sin virksomhet.

Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) presenterte i november 2000 sitt forslag til kommuner de ønsker skal gjennomgå plassundersøkelser inklusive prøveboringer. Disse er Oskarshamn, Östhammar og Tierp. I SKBs planer inngår også å nærmere utrede forutsetningene for en lokalisering i Nyköping kommune, men prøveboringer er der ikke aktuelle. SKB håper å være ferdig med lokaliseringsprosessen i løpet av andre halvdel av inneværende tiår.

Kostnadene til å finansiere avfallshåndteringen i Sverige tas fra et fond som er bygget opp av en avgift på all kjernekraftsprodusert elektrisitet. Dette fondet har i dag ca. 23 milliarder SEK. SKB antar at de totale fremtidige utgiftene for avfallshåndtering (bla. demontering av kraftverkene og utbygging av det endelige deponiet) vil være ca. 48 milliarder SEK og at disse vil spres over mer enn 50 år (SKB, 1999).

Finland

Finland har i dag fire reaktorer, med en installert total effekt på 2 656 MWe (to 488 MWe trykkvannsreaktorer i Lovisa og to 840 MWe kokvannsreaktorer i Olkiluoto). Lovisareaktorene eksporterte frem til 1994 sitt brukte brensel til det tidligere Sovjet, men finsk lovgivning forbyr i dag eksport og import av brukt reaktorbrensel. Alt det brukte brenselet skal nå deponeres i Finland.

I Finland er Posiva Oy ansvarlige for håndteringen av det høyaktive avfallet og til å avsette midler til et deponi. Selskapet er eid av de to kjernekraftprodusentene Teollisuuden Voima Oy (TVO) og Fortum Power and Heat Oy (tidligere Imatran Voima Oy). Posiva organiserer prosessene rundt arbeidet med deponiet, og skal senere også bygge, drive og stenge deponiet. I tillegg til forsknings- og utredningsarbeid skal Posiva også skape forutsetninger for samarbeid mellom forskningsinstitusjoner og befolkningen.

Etter uttak fra reaktorene lagres brenselet for kjøling i vannbassenger i reaktorbygningen. Etter noen års kjøletid transporteres brenselet til mellomlagre på reaktorområdet, der brenslet skal oppbevares frem til et endelig deponi er satt i drift. Den årlige tilveksten av brukt brensel er cirka 70 tonn, og etter 40 års drift av reaktorene er det forventet at det vil være behov for å deponere 2 600 tonn brukt reaktorbrensel.

Finland har valgt en teknisk løsning for deponering som er tilsvarende den som Sverige har valgt. Brenslet skal settes inn i en indre beholder av stål som deretter kapsles inn med 5 cm kopper. Kapselen skal plasseres i et deponi i fjell 500 m under jordoverflaten og omgis av bentonittleire. På grunn av forskjellig lengde på brenselsstavene i reaktorene vil det bli to ulike typer kapsler; en som er 4,8 m lang med vekt 25,1 tonn, og en 3,6 m lang med vekt 19,2 tonn. Begge typene vil ha en diameter på 1,052 m.

Det er i år foretatt et prinsipielt valg av Olkiluoto i Eurajoki, som allerede har et kjernekraftanlegg, som sted for det finske deponiet. Denne beslutningen beror imidlertid på at det ikke under de videre geologiske undersøkelsene avdekkes forhold som tilsier at dette stedet likevel er uegnet. Det gjenstår en periode på anslagsvis 10 år med forskning og utredninger, og deretter følger 10 år med bygging og kommisjonering av deponiet. Etter planen kan deponiet være i drift i ca. år 2020.

Kostnadene for det finske deponiet er beregnet til ca. 4,6 milliarder FIM, hvorav byggekostnadene for anlegget er ca. 1,2 milliarder FIM (Posiva, 1999). Dette er dekket på forhånd av en avgift på strømmen som kjernekraftanleggene produserer. Byggingen av deponiet vil beskjeftige omtrent hundre personer, og omtrent hundre personer vil være sysselsatt ved deponiet med ulike drifts-, vedlikeholds-, overvåknings- og håndteringsoppgaver.

USA

USA har i dag 105 kjernekraftverk i drift, med en installert total effekt på 96 871 MWe. Ingen nye kjernekraftanlegg er under bygging. I tillegg til det brukte brenselet fra den sivile kraftproduksjonen må USA ta hånd om det høyaktive radioaktive avfallet fra forskning og militær virksomhet, slik som ubåtbrensel og avfall fra våpenproduksjon.

I 1998 ble Yucca Mountain i staten Nevada anbefalt av Department of Energy's Office of Civilian Radioactive Waste Management som et egnet sted for å bygge et deponi for det høyaktive avfallet. Det er utarbeidet et Civil Radioactive Waste Management System (CRWMR) som styrer og koordinerer arbeidet med godkjenning, transport, lagring og deponering av brukt brensel og høyaktivt radioaktivt avfall.

Deponiet i Yucca Mountain, som benevnes som det første "Monitored Geological Repository" i USA, er designet for å motta 70 000 tonn med avfall. Av dette vil ca. 90 % komme fra den sivile kraftproduksjonen og 10% fra militær virksomhet. Deponiet vil ligge minst 200 m under bakken. Det brukte brenselet og annet høyaktivt avfall vil bli plassert i sylinderformede beholdere der ytterbeholderen er av karbonstål og innerbeholderen av korrosjonsbestandig stål med høyt nikkel-innhold. Størrelsen på beholderne kan tilpasses innholdet. Beholderne vil bli plassert liggende etter hverandre i åpne, betongkledde tunneler. Deponiet er designet med mulighet for å hente ut igjen avfallet. Denne muligheten skal holdes åpen i 100 år, deretter skal det taes en beslutning om eventuelt å fylle igjen det åpne volumet i deponiet. Designkriteriet er at ikke mer enn 1% av beholderne vil lekke i løpet av de første 1000 årene. Videre skal ingen person som oppholder seg 20 km fra deponiet kunne motta en dose fra det som er deponert på mer enn 0,25 mSv/år i løpet av de første 10 000 årene. Et overordnet designmål er å begrense denne dosen til under 0,25 mSv/år over en 10 000 års periode.

Kostnadene for Yucca Mountain prosjektet blir hovedsakelig dekket av en avgift på bruk av strøm fra kjernekraftanleggene. Disse pengene blir satt inn i et fond. I tillegg blir det overført midler for å betale for avfall fra den militære virksomheten. Frem til september 2000 er det brukt 6,7 milliarder USD på deponeringsprogrammet for høyaktivt avfall. Av disse er 3,6 milliarder USD benyttet i forbindelse med Yucca Mountain og 2,8 milliarder USD til undersøkelser ved andre potensielle lokaliteter. Det resterende beløpet er benyttet av forskjellige myndighetsorganer. Resultatene av forundersøkelsene i Yucca Mountain prosjektet skal være avsluttet i 2001. Hvis de nødvendige tillatelser foreligger etter dette, forventes byggestart for deponiet i løpet av 2004 og drift i 2010.

Storbritannia

Storbritannia har i dag 35 kjernekraftverk i drift, med en installert nettoeffekt på 12.968 MWe. Operatørene av disse kraftverkene er British Energy og British Nuclear Fuels PLC. I 1999 representerte kjernekraft ca. 28% av den totale kraft produksjonen i Storbritannia.

Det lavaktive avfallet blir i dag deponert ved Drigg (Sellafield) i nord England, mens det mellomaktive avfallet blir lagret på forskjellige steder rundt i landet; hovedsakelig i Sellafield og ved kjernekraftreaktorene. Sellafield er stedet for landets reprosesseringsanlegg som drives av British Nuclear Fuels PLC. Hvis et deponi for det mellomaktive avfallet ikke blir tilgjengelig i løpet av 15-20 år, regner en med at rundt 20 nye moderne mellomlagre vil være nødvendig. Brukt reaktorbrensel blir ikke definert som høyaktivt avfall i Storbritannia da dette kan bli sendt til reprosessering for å gjenvinne uran og plutonium. Dagens høyaktive avfall er derfor det flytende avfallet fra reprosessering som blir vitrifisert (bundet i silicatsmelte) og deretter lagret i Sellafield.

I 1982 etablerte den britiske regjeringen NIREX (Nuclear Industry Radioactive Waste Management Executive) som fikk i ansvar å finne og utvikle et kombinert deponi for lav- og mellomaktivt avfall. Regjeringens policy for høyaktivt avfall var på denne tiden at det skulle lagres i minst 50 år. Etter dette fulgte flere år med lokaliseringsundersøkelser og samfunnsdebatter. I 1992 la NIREX frem sitt forslag om å konsentrere seg om Sellafield og om å bygge et dypt forskningslaboratorium (Rock Characterisation Facility) for å gjøre nærmere undersøkelser av geologi og hydrologi. I 1994 søkte de om byggetillatelse for dette prosjektet. Denne søknaden ble derimot avslått i 1997 på bakgrunn av motstand fra den lokale kommunen samt en meget kritisk regjeringsrapport rundt planleggingsprosessen og lokaliseringen av laboratoriet.

Storbritannia har ikke lengre noen konkrete planer for den endelige håndteringen av sitt radioaktive avfall. Landet jobber derfor med å utvikle en ny strategi for håndtering av både lagret radioaktivt avfall og fremtidig tilvekst av radioaktiv avfall. I 1994 var det totale volumet lagret radioaktivt avfall i Storbritannia ca. 1 million m3 (lavaktivt-, mellomaktivt- og høyaktivt avfall). Innen 2030 har en beregnet at dette vil stige til ca. 2 millioner m3(POST, 1997). Dette vil bestå av ca. 1,5 million m3 mellomaktivt avfall og 0,25 million m3 lavaktivt avfall. En regner med at det vil være ca 2.600 m3 høyaktivt avfall i fast og flytende form.

Frankrike

Frankrike har et kjernekraftprogram med 59 kraftreaktorer med en installert nettoeffekt på ca. 63.000 MWe. I 1999 representerte kjernekraft ca. 75% av den totale kraft produksjonen i Frankrike. Det brukte reaktorbrenselet blir reprosessert ved Cogema’s anlegg i La Hague.

ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) er det ansvarlige franske organ for behandling av radioaktivt avfall. I 1997 la ANDRA frem forslag til lokalisering av dype forsknings laboratorier i tre forskjellige geologiske formasjoner.

Det er iverksatt prosesser i Frankrike for å bestemme lokalisering av et fremtidig deponi. To alternative geologiske formasjoner skal undersøkes, leire og granitt, og det er iverksatt bygging av et laboratorium for leirstudier i 490 m dybde i Meuse/Haute-Marne. Lokaliseringen av et laboratoriet for studier av deponering i granitt er under utredning.

Canada

Canada har i dag 14 reaktorer i drift fordelt på 6 ulike kjernekraftverk.

Atomic Energy of Canada Ltd, AECL, har hovedansvaret for et program for deponering av brukt reaktorbrensel med fire faser: forskning, metodevurdering, lokalisering og bygging av et deponi. Forskningsfasen og en fase med utredninger av miljøkonsekvenser er avsluttet. En periode med vurdering av sosiopolitiske spørsmål, teknikk og lokale høringsrunder på forskjellig steder i Canada ble avsluttet i 1998. Konklusjonen fra panelet som ledet dette arbeidet var at teknisk sett var de foreslåtte løsningene akseptable, men lagringsprogrammet manglet støtte i befolkningen, noe som hindret videre lokaliseringsundersøkelser. Av panelets anbefalinger for å arbeide frem bredere støtte i befolkningen kan nevnes granskning av myndighetenes krav, utarbeide en plan for å inkludere allmennheten i arbeidet, utvikle en prosedyre for etiske og sosiale vurderinger og utvikle og sammenlikne med andre alternativer for å ta hånd om det brukte reaktorbrenselet. Lokaliseringsvalget skal basere seg på frivillighet fra den kommunen som får deponiet.

Canada har foreslått en løsning for deponering av sitt brukte reaktorbrensel der brenselet skal kapsles inn i metallkapsler, omsluttes av bentonittleire og deponeres 500 m under jordoverflaten i granitt.

Tyskland

I Tyskland er 19 kjernekraftverk i drift, med en installert effekt på 22 GW. Dette dekker 34 % av landets etterspørsel etter elektrisitet. Fra begynnelsen av sekstitallet frem til i dag er det akkumulert 6 700 tonn med brukt reaktorbrensel. Tyskland har tidligere valgt en løsning med reprosessering av det brukte brenselet og forglassing av det høyaktive avfallet. I dag ønsker tyske myndigheter direkte deponering fremfor reprosessering, noe som medfører midlertidig lagring av brenselet på eller nær reaktorene. Dette utsetter og reduserer antall transporter. Det har vært betydelig sivil uro i forbindelse med transporter av brukt brensel i Tyskland.

Tidlig på sekstitallet besluttet Tyskland at kjerneavfallet skal plasseres i dype geologiske deponier. Nær byen Gorleben har undersøkelser foregått siden 1979 i dype saltformasjoner. Undersøkelser rundt geologiske og hydrologiske forhold i og rundt saltformasjonene pågår for å kunne gi en tillatelse for deponering. Gorleben skal inneholde alle typer radioaktivt avfall. Deponiet skal ligge 880 m under bakkenivå. Dersom ikke uforutsette problemer dukker opp, er det forventet at Gorleben-deponiet vil få lisens for deponering i 2005. Estimert kostnad for perioden frem til lisensiering som deponi er 4,62 milliarder DEM.

I dag er det to anlegg for mellomlagring av høy-aktivt avfall i Tyskland, i Gorleben og i Ahaus. Et tredje er under bygging i Greifswald. Et pilotanlegg for demonstrasjon av innkapsling og omdanning av det høyaktive avfallet til glass vil snart bli tatt i bruk.

Deutsche Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH (DBE) er ansvarlig for bygging og drift av de tyske deponiene.

Tyskland har besluttet at landets kjernekraftverk skal være nedlagt innen år 2032.

Land med forskningsreaktor

Australia

Australia har i dag forskningsreaktoren High Flux Australian Reactor (HIFAR) og planlegger en erstatning for denne. De australske myndigheters strategi for behandlingen av det brukte brenselet, både fra HIFAR og erstatningsreaktoren, er å reprosessere brenselet utenlands. På denne måten overføres det til en form der kan lagres som langlivet, middels aktivt avfall, det vil si med varmeproduksjon mindre enn 2 kW per m3. Deretter kan det bli plassert i et deponi på et avsidesliggende sted.

Argumentene for reprossesering av det brukte brenselet er følgende:

  • Brenselskapslingen er av aluminium, som har dårlig korrosjonsbestandighet i et lengre tidsperspektiv. Dette vil medføre at brenselet uansett vil kreve en form for behandling før deponering, og overføring til et annet materiale vil bedre motstanden mot korrosjon.

  • Internasjonale kriterier for sikkerhet og fysisk sikring ved direkte deponering av brukt brensel fra forskningsreaktorer finnes ikke. Australia ser dette som et hinder, uten at landet ser bort fra dette alternativet for all fremtid.

Australia har et ønske om å bruke Synroc-teknologien, med borsilikatglass, som et alternativ for det reprosesserte avfallet. Volumet av det mest problematiske avfallet vil med denne løsningen kunne reduseres betydelig i forhold til ubehandlet brukt brensel. Samlet volum med langlivet, middels aktivt avfall etter 40 års drift av forsøksreaktorer i Australia vil kun være 4 m3 dersom Synrock eller forglassing velges. Dersom lagringmaterialet hadde vært sement av typen «Dounreay cement type waste» ville volumet med langlivet, middels aktivt avfall fra HIFAR bli 6 m3 per år og fra erstatningsreaktoren 9-12 m3 per år.

Australias regjering har uttalt at det ikke er aktuelt å motta radioaktivt avfall fra andre land.

Forskningsreaktoren HIFAR gjør bruk av høyt anriket brensel med 60% uran 235. Denne reaktoren genererer 7,3 kg med brukt brensel per år. Halvparten av brenslet kommer fra USA, resten har sitt opphav i Storbritannia. Brenslet fra USA vil bli returnert dit frem til år 2006. Det vil ikke bli returnert avfall fra USA til Australia fra dette brenselet. Det britiske brenslet har hittil blitt reprosessert i Dounreay i Skottland, men brenselet vil nå bli sendt til La Hague, der det franske selskapet COGEMA vil reprosessere det. Avfallet fra Dounreay vil bli returnert til Australia innen 2021. Avfallet fra La Hague vil også bli returnert og deponert som langlivet, middels aktivt avfall i Australia.

Den nye forslåtte erstatningsreaktoren vil ha under 20% anriket brensel, mest sannsynlig 19,75%.Brenselet vil sannsynligvis få samme type kapsling som HIFAR-brenselet, nemlig aluminium. Reaktoren vil generere mellom 43 og 57 kg brukt brensel per år.

Australia tar sikte på reprosessere dette avfallet i La Hague i Frankrike. Etter reprosessering vil avfallet bli returnert og deponert som langlivet, middels aktivt avfall i Australia.

Danmark

Danmark har en kontrakt med USA som løper frem til 2009. I denne perioden kan Danmark sende sitt brukte brensel fra reaktorene tilbake til USA.

Det arbeides med en plan for dekommisjonering av en eldre reaktor, DR1. Det høyaktive avfallet fra denne reaktoren, samt noen mindre mengder fissilt materiale med annet opphav, faller ikke inn under avtalen om tilbakesending til USA. Hva som skal skje med dette avfallet er ikke avgjort.

Fotnoter

1.

Informasjon om kjernekraftreaktorene i forskjellige land er blant annet hentet fra IAEA PRIS (Power Reactor Information System), http://www.iaea.or.at/programmes/a2/

Til dokumentets forside