Brukt kjernefysisk brensel er i hovedsak et politisk spørsmål

Dekommisjonering og håndtering av brukt kjernefysisk brensel (feilaktig omtalt som atomavfall) problematiseres om igjen og om igjen i debatten i Norge. Det samme skjer i en rekke andre land, men overalt er det en fellesnevner – politikk. Politikken rundt lagring av brukt kjernefysisk brensel (atomavfall) har nådd nærmest mytisk høyder i en del samfunnslag. Fakta er at det finnes knapt et avfall som er bedre forstått enn brukt kjernefysisk brensel.

Opphavet til det brukte brenselet er at fisjonen i en reaktor blir aldri fullkommen av økonomiske- og praktiske grunner. Tradisjonelle reaktorer (LWR) henter ut kun fem prosent av energien og inntil åtte prosent i noen tilfeller på grunn av sikkerhetskrav. Til tross for denne lave effektiviteten i tradisjonelle reaktorer, blir mengden strøm produsert enorm og mengden avfall overraskende liten.

ytring

Er berekraft ut og krise det nye?

I bildet under ser vi Zwilag-anlegget i Sveits, som er sammenlignbart med hva kjernekraft i Norge kanskje kunne ha blitt. Dette er det sentrale mellomlageret for de fem kjernekraftverkene i Sveits (med nå fire operative reaktorer). Innen 2075 forventer man 92.000 kubikkmeter av radioaktivt materiale totalt, hvorav 99,5 prosent av radioaktiviteten finnes i 10,2 prosent av materien eller 9.200 kubikkmeter! I 2018 var situasjonen omtrent som i bildet – det vil si omtrent 2.355 kubikkmeter materiale. Det viktige er at fra dette hadde Sveits produsert 2.667 terawattimer (nesten 20 års produksjon for hele Norge) ved utløpet av 2018.

Det interessante er dog at over 95% av restenergien er bevart i det brukte brenselet. Det betyr at det vi ser på bildet er i realiteten en stor energibank som inneholder teoretisk sett over 53.000 TWh med elektrisitet hvis brenselet reprosesseres eller brukes i flere typer Generasjon IV reaktorer. Dette tilsvarer over 300 år av Norges totale kraftproduksjon.

Zwilag brukes til mellomlagring, men hva med endelig lagring? Endelig lagring av en energibank er noe merkelig begrep fordi vil man egentlig lagre dette endelig når restenergien er så stor? Uansett, slike løsninger finnes også.

Det store lageret i Finland over 450 meter under bakkenivå, vist i bildet under, har kostet 1 mrd euro. Det har kapasitet til 120 års drift av kjernekraftverkene (6500 tonn uran) – eller en totalproduksjon på anslagsvis 4100 TWh – og det kan garantere 100,000 års lagring. Gjennom hele levetiden vil driftskostnadene bli på ca 4-5 mrd euro. Som energibank inneholder den hele 83,000 TWh, eller norsk kraftproduksjon i 500 år. Kostnaden blir bare 0,07 øre/kWh.

To kjernekraftverk (Pilgrim og Oyster Creek) i USA dekommisjoneres og avfallet håndteres for til sammen under 20 mrd kroner med til sammen omtrent 1500 tonn brukt kjernebrensel pluss enda mer mellom- og lavradioaktivt avfall. Hvordan vi i Norge skal bruke over det dobbelte på 3 tonn radioaktivt materiale er ubegripelig. Det er 1100 ganger høyere kostnad per tonn materiale!

Det er dog en rekke interessante utviklinger internasjonalt. Den ene er dypt borehull teknologi, som vil redusere kostnadene betraktelig, men vil i lite grad kunne fungere som energibank. Deep Isolation med flere utvikler denne teknologien.

Ytring

- NTNU-forskerens bok fornyer energidebatten

Den andre er bruken av TRi-strukturell ISOtropisk (TRISO) brensel, som egner seg godt i kombinasjon med dypt borehull teknologi. Dette er verdens mest robuste brensel. En enkel TRISO partikkel på 1,7 mg kan generere 3,6 kWh i en moderne reaktor. Kulen under i figuren, på størrelse med en golfball, har omtrent 15 MWh med energi i seg – nok til å drive en husholdning i ett år.

TRISO brenselet tåler opp til 2800°C, men det tåler over 1670°C i lang tid noe som gjør at selv om en reaktor mister kjølingen vil brenselet ikke frigi radioaktive isotoper. Det har en rekke andre interessante egenskaper. I NuProShip prosjektene og SFI SAINT jobber vi aktivt med dette brenselet i flere former – kuler og pellet – fordi det muliggjør sivile, nukleære skip.

Det mest interessante er kanskje det faktum at TRISO-brensel ved lagring vil holde på de radioaktive isotopene i titusener til millioner år avhengig av miljøet og graden av påkjenning. Dette brenselet er med andre ord mer eller mindre klart for lagring ved produksjon, og da vil det ikke utsettes for slike påkjenninger noe som betyr at det vil vare ekstremt lenge.

TRISO koster 35 øre/kWh i laboratorieproduksjon – altså før storskalaproduksjon begynner, men man får en sikkerhet som ingen annen kraftproduksjon kan tilby. Med de læringskurvene man har sett på andre teknologier vil kostnadene reduseres sannsynligvis mer enn 10 ganger.

Ytring

- Kan bli like viktig som da de fossile skipene erstattet seilskipene

Brukt kjernefysisk brensel er med andre ord hverken vanskelig, farlig eller noe annet. Man må selvsagt ha stor respekt for radioaktiv stråling utover trygge doser og håndtere slikt materiale profesjonelt, og det gjøres i dag av alt slags atomavfall. Dette handler kun om politikk og den bør løses med fakta.