SCK•CEN: ”Afbraak kerncentrales is belangrijke toekomstmarkt”

Doordat het gros van de Europese kerncentrales dateren van de jaren ’70 en ’80 en door de Duitse kernuitstap zijn er vandaag verschillende kerncentrales aan het einde van hun levensloop.

Trefwoorden: #afbraak kerncentrales, #kernuitstap, #radioactief, #SCK•CEN, #straling, #studiecentrum voor kernenergie

Lees verder

Magazine

Download het artikel in ENGINEERINGNET.BE - Deze centrales zijn dus in principe wachtende op hun afbraak. Ook Doel 1 en 2 komen in principe volgend jaar in deze fase, tenzij er in de komende periode vooralsnog anders over beslist wordt.

Om een beeld te krijgen van wat zo’n afbraak inhoudt, sprak Engineeringnet met Vincent Massaut, deputy director Business Development & Support en voormalig hoofd van het departement Ontmanteling, en met Jérôme Dadoumont, verantwoordelijke Dismanting & Decontamination van SCK•CEN in Mol.

Hoewel Doel 1 en 2 de eerste commerciële nucleaire centrales in België zijn die zouden verschroot worden, is dergelijke afbraak vandaag geen onbekende materie niet meer. Er werd met tal van proefprojecten reeds heel wat kennis opgebouwd om dergelijke klussen te klaren. Ook België - en dan spreken we vooral van het SCK•CEN (Studiecentrum voor Kernenergie) in Mol - heeft over de afgelopen 20 jaar heel wat ervaring opgedaan met afbraak van kerncentrales.

Zij stond in voor de ontmanteling van haar eigen BR3-reactor in Mol en zorgde ook voor de afbraak en voor het verwijderen van de studie-installatie Thetis aan de Universiteit van Gent. Zij zal – als studiepartner – dan ook meewerken aan de toekomstige afbraak door Electrabel van Doel 1 en 2. Hierrond is een samenwerking met beide partijen in onderhandeling.

Schetsen radioactief kader
In de eerste plaats toch even het kader scheppen: volgens de wet is de uitbater - en dus niet de overheid - verplicht en is ze verantwoordelijk voor de ontmanteling van de nucleaire site. Elke site vergt het nodig studiewerk om de methodes uit te werken waardoor alles op een veilige en economisch verantwoorde werkwijze kan ontmanteld en afgebroken worden.

Hij mag ‘vrij’ de methodes en onderaannemers kiezen, maar de toezichthoudende overheid – bij ons gaat dat om het FANC (Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle) - volgt via haar technisch filiaal BEL-V het geheel van zeer nabij op. Ze moet dan ook de gekozen afbraak- en zuiveringsmethodes (inclusief de meetmethodes) goedkeuren en de bekomen resultaten van de gereinigde materialen – gesteund op goedgekeurde meetmethodes - verifiëren.

Tweede opmerking: men kan reinigen tot het stralingsniveau onder de veiligheidsnorm is. Men zal en kan niet reinigen tot niveau nul becquerel. Gewoon omdat elk product van nature een zekere radioactiviteit heeft. De hoeveelheid natuurlijke radioactieve stoffen in het menselijk lichaam is zo'n 120 Bq/kg, een kilo aardappels straalt 150 Bq uit.

Per jaar krijgt een Belg - door de natuurlijke straling van de aarde en omgeving - een stralingsdosis van ongeveer 0.35 mSv/jaar tot 0,75 mSv/jaar (milliSievert/jaar: geabsorbeerde dosis over een jaar). Een piloot krijgt gemiddeld een jaar van 1,37 mSv/jaar door zijn vliegtuigreizen, met pieken tot over de 4,6 mSv/jaar (gegevens van 3.311 personeelsleden van luchtvaartmaatschappijen, bron FANC).

Vanaf het begin in het onderzoek aanwezig
De eerste nucleaire installaties zijn gebouwd tussen 1950 en 1960. Het gaat niet enkel om elektrische centrales, ook om researchreactoren. Een aantal ervan - in Europa zijn dat er 6 - zijn reeds ontmanteld en afgebroken of in volle afbraakfase. Ook BR3 in Mol, één van de onderzoeksreactoren van het SCK•CEN, in 1962 in gebruik genomen en stilgelegd in 1987 - is één ervan.

Bij het stilleggen van BR3 was er binnen Europa heel weinig ervaring met het ontmantelen van dergelijke nucleaire installaties. Daarom werd in 1989 een studieproject gestart. BR3 werd trouwens opgenomen als één van de vier pilootontmantelingsprojecten van het toenmalig EG-vijfjarenprogramma 1989-1993. In die studie werd een diepgaande inventaris, onderdeel per onderdeel, gemaakt van de sterkte en het type van contaminatie.

Er werd bekeken wat de mogelijke scenario’s waren om de gecontamineerde delen veilig en op de meest economische wijze te reinigen, of hoe ze best gedemonteerd en verpakt werden. Voor de te reinigen delen werd bepaald wat na reiniging de veilig toegelaten restwaarden mochten zijn...

Een belangrijk onderzoeksdomein was ook het opstellen van de meest betrouwbare meetmethodes, zowel voor het meten van de startcontaminatie als het meten van het materiaal na decontaminatie. Deze studieperiode heeft geduurd tot bijna 2000, maar voor de meetmethodologieën van bepaalde componenten en structuren is deze periode eigenlijk nog lopende. Het is een continu verbeteringsproces.

Op basis van deze studie konden dan de eigenlijke werken starten. Vooraleer men kan overgaan tot afbraak van de site moet de installatie vrij gemaakt worden van hun brandstof. Eerst werden de brandstofstaven uit de stockage dock gehaald en opgeslagen in droge containers die nadien naar Belgoprocess getransporteerd werden voor langdurige stockage.

Direct daarna begon men met de eigenlijke ontmanteling van de installatie. Er is maar een klein deel van het materiaal dat echt hoogradioactief en niet te reinigen is. Dat is het midden van de reactorkuip (boven en onderaan werden de delen veel minder blootgesteld aan straling) en de interne delen in de kuip (deze bevonden zich zeer dicht bij het splijtstofmateriaal). Deze materialen moeten veilig gedemonteerd worden zodat de werknemers bij de verwijdering niet worden blootgesteld aan straling.

Bij BR3 was er rond en boven het reactorvat een beschermende betonnen kuip en muur, en er werd geopteerd om deze kuip geheel met water te vullen. Het reactorvat en bijhorende nucleair geactiveerde installaties werden dan in deze kuip ‘onder water’ met behulp van op afstand bestuurbare manipulatoren in stukken gezaagd.

Dat bleek een veilige methode te zijn omdat het water de straling zeer effectief tegenhoudt en ook omdat hierdoor het radioactief stof niet rond kan dwarrelen. Het water zelf kan achteraf vrij gemakkelijk gedecontamineerd worden. Bij Doel 1 en 2 kan mogelijk een gelijkaardige methode toegepast worden.

In situ ontdoen van radioactiviteit
In de loop van 2001 was de ontmanteling van de reactor volledig voltooid en startte de verdere decontaminatie en afbraak van de site. De rest van de materialen die in contact zijn geweest met besmetting - zijnde metalen onderdelen en betonnen vloeren en wanden direct rond het reactorvat - worden ‘in situ’ gereinigd.

Dat reinigen bestaat er in om de gecontamineerde oppervlaktelaag af te schrapen zodat het geheel vrij is van radioactiviteit. Dat afschrapen gebeurt chemisch voor vooral roestvast staal dat in oppervlakte is gecontamineerd (tot max.15-20 µm). Voor de andere metalen volstaat meestal een goede zandstraalbeurt, voor beton wordt het oppervlak tot de noodzakelijke diepte (gemeten in cm) met diamantschijven en andere gereedschappen verwijderd.

Dat afgeschraapt materiaal is laagradioactief en wordt volgens de norm verpakt en opgeslagen in opslagruimtes voor laagradioactief afval (in België bouwt NIRAS een dergelijke bergingsruimte in Dessel). Het restmateriaal heeft een stralingsniveau dat onder de veiligheidsnorm ligt en kan dan verder afgebroken worden.

En eens buiten de ‘radioactief besmette’ zone, gaat het om een ‘gewone’ afbraak van een industriële site. Slotsom is dat 90% van wat als ‘afval’ bij dergelijke afbraak wordt bekomen hoogwaardig metaalschroot of ‘gewoon’ bouwafval is en dat minder dan 10% bij het radioactieve afval zal terecht komen.

Ervaring en veel meettechnische kennis
SCK•CEN deed het onderzoekswerk en het projectmanagement voor zowel BR3 als voor het Gentse Thetis-project. Veel van de afbraakjob is uitgevoerd met onderaannemers. Vele van de gekozen en specifiek ontwikkelde oplossingen - zoals de aangepaste afstandsbediende manipulatoren - zijn vandaag reeds in tal van sites in gebruik.

Maar SCK•CEN heeft met dit project wel veel ervaring opgebouwd rond het in kaart brengen van risico’s, rond bepalende factoren om tot de best practice keuzes te komen. Ook het praktisch toepassen van gepaste meetmethodieken is opgebouwde kennis die vandaag ter beschikking staat van de markt.

En alhoewel Electrabel beroep kan doen op engineeringbureau's (zoals bijvoorbeeld Tractebel) en op in nucleaire wereld gekende onderaannemers (zoals bijvoorbeeld Tecnubel), is de ervaring vanuit het studiecentrum belangrijk. Het gaat in zijn onderzoek verder dan ‘veilige en werkende’ methodes op punt stellen.

Het centrum doet vergelijkende studies rond methodes en verricht meer fundamenteel onderzoek, indien nodig. Daarom ook dat Electrabel - naast de reeds (lang) bestaande punctuele studieopdrachten die SCK•CEN voor Electrabel en voor de groep Suez uitvoert - ook een breder raamakkoord onderhandelt rond de afbraak en decontaminatie van de nucleaire installaties van Doel 1 en 2.


(foto's: © SCK•CEN)
Door Alfons Calders, Engineeringnet