211service.com
De zaak voor het verplaatsen van Amerikaanse kernbrandstof naar droge opslag
Een van de minder bekende feiten van de kernramp in Fukushima - waarbij het verlies van koelvloeistof in de splijtstofdokken heeft geleid tot massale vrijlating van straling - is dat een deel van de brandstof in de fabriek werd opgeslagen in zogenaamde droge vaten, en deze vaten overleefden de 11 maart aardbeving en tsunami intact.
Droge opslag: Opslagvaten bij de kerncentrale Diablo Canyon in Californië. Krediet: Nuclear Regulatory Commission
Dit feit zal waarschijnlijk leiden tot nieuwe oproepen om wat verbruikte splijtstof uit waterbassins op reactorlocaties in de Verenigde Staten - waar het dichter opeengepakt is dan de brandstof in de getroffen Japanse poelen - en naar droge buitenvaten te verplaatsen, zeggen experts.
Wat waarschijnlijk zeer snel zal gebeuren, is dat de [Nuclear Regulatory Commission] en nutsbedrijven tot een consensus zullen komen dat het verplaatsen van brandstof naar droge opslag moet worden versneld om zoveel mogelijk verbruikte splijtstof zo snel mogelijk uit de bassins te krijgen, zegt Ron Ballinger , een nucleair ingenieur van het MIT. In Japan, zegt hij, hebben de droge opslagvaten de aardbeving en tsunami zonder problemen doorstaan.
Tot nu toe hebben Amerikaanse regelgevers besloten dat het veilig is om brandstof in zwembaden te bewaren - en zelfs om de brandstof dichter op elkaar te laten zitten. De meeste Amerikaanse kernreactoren hebben luchtgekoelde, droge opslag voor sommige reactorafval, maar over het algemeen is dit alleen omdat de zwembaden niet meer passen. Ouder afval dat een paar jaar de kans heeft gekregen om in zwembaden af te koelen, kan worden verplaatst naar droge vaten.
De VS is de thuisbasis van minstens 65.000 ton kernreactorafval, meer dan in enig ander land, en dit cijfer groeit elk jaar met ongeveer 2.200 ton.
Over het algemeen hebben Amerikaanse reactoren veel meer brandstof in hun splijtstofbassins dan de reactoren in Fukushima, zegt Richard Lester , hoofd van de afdeling Nuclear Science and Engineering aan het MIT. Als een gebeurtenis op Fukushima-schaal een typische brandstofpool van een Amerikaanse kerncentrale zou treffen, denk ik, denk ik dat je potentieel een slechtere situatie zou hebben, simpelweg omdat er meer brandstof is - veel meer brandstof in het geval van de zwembaden aan de Amerikaanse reactoren.
Gebruikte uraniumreactorbrandstof genereert grote hoeveelheden warmte, zelfs nadat deze uit de kern van een reactor is verwijderd. Om die reden moeten gebruikte hengels meerdere jaren worden ondergedompeld in diepe plassen circulerend water om ze voldoende af te koelen. Maar na enkele jaren worden droge vaten een haalbare opslagoptie. De vaten - over het algemeen tonvormige constructies van staal en beton die 6 meter hoog zijn en buiten zitten - hebben alleen passieve luchtkoeling nodig.
In een zwembad daarentegen veroorzaakt de nabijheid van brandstofstaven bij elkaar warmte-ophoping waardoor water continu moet worden gecirculeerd. Zoals Fukushima heeft aangetoond, kunnen pompen en hun back-upsystemen falen, en kan water in splijtstofdokken weglekken of wegkoken.
In de afgelopen drie decennia hebben vertragingen bij het openen van een permanente opslagplaats voor verbruikte splijtstof in de Verenigde Staten ertoe geleid dat de U.S. Nuclear Regulatory Commission heeft toegestaan dat bestaande splijtstofbassins worden herschikt om de dichtheid van de staven erin te vergroten.
Van de 84 huidige of voormalige reactorlocaties in de VS die verbruikte splijtstof bevatten - een aantal dat enkele locaties met meer dan één energiecentrale omvat - hebben 63 al droge vaten, 10 hebben een aanvraag ingediend om ze te bouwen en 11 hebben nog geen plannen aangekondigd, volgens Nuclear Gegevens van de regelgevende commissie.
Verbruikte brandstof: In de Verenigde Staten hebben 63 huidige en voormalige kernreactorlocaties (inclusief elektriciteitscentrales en overheidsfaciliteiten) al opslagfaciliteiten voor droge vaten. Nog eens 10 hebben een aanvraag ingediend om ze te bouwen, en 11 hebben nog geen plannen aangekondigd om dit te doen. Maar deze vaten houden alleen gelijke tred met nieuw gegenereerd afval. Op de meeste locaties zitten de vloeistofbassins voor het vasthouden en koelen van brandstof nog vol met afval, en in veel gevallen zijn deze bassins dichter op elkaar gepakt dan het geval is bij de getroffen Fukushima-reactoren.
Als er een ongeluk met koelvloeistof gebeurt, krijgt u grote problemen, vooral met deze rekken met een hoge dichtheid en de zwembaden die zwaar worden geladen - en nog meer als er toevallig vers geloosde brandstof in het zwembad is, zegt Allison Macfarlane , een geoloog en universitair hoofddocent milieuwetenschap en -beleid aan de George Mason University, die een van de vele co-auteurs was van een rapport uit 2003 dat waarschuwde voor het gevaar van dichte reracking. Veel van deze poelen bevinden zich in de bovenste verdiepingen van de energiecentrale, wat betekent dat openingen of scheuren het water kunnen laten weglopen. Als er waterverlies is, kan er veel meer radioactiviteit vrijkomen dan in Tsjernobyl, omdat er veel meer brandstof in het zwembad zit dan in de kern van de reactor.
Vorig jaar annuleerde president Obama plannen om de ondergrondse brandstofopslagplaats Yucca Mountain te openen, 90 mijl ten noordwesten van Las Vegas, en benoemde hij een commissie om met alternatieven te komen. De commissie, die haar rapport in juni moet uitbrengen, heeft geen uitspraken gedaan over Fukushima. Macfarlane, een commissielid, zegt dat ze de mogelijke suggesties niet kon bespreken. Het lichaam zal echter op 13 mei in Washington in een openbare zitting bijeenkomen.
De 2003 rapport zei dat in het geval van koelvloeistofverlies in een dicht opeengepakt zwembad, luchtkoeling niet voldoende zou zijn. De temperatuur zou binnen een uur kunnen stijgen tot 600 °C, waardoor de zirkoniumbrandstofbekleding zou scheuren en vervolgens zou stijgen tot 900 °C, waarna de bekleding zou verbranden, wat zou resulteren in enorme hoeveelheden vrijgekomen radioactief materiaal, aldus het rapport.
Het rapport stelde voor om onmiddellijk terug te keren naar poolconfiguraties met een lagere dichtheid, waarbij meer gekoelde brandstof in droge vaten wordt gedaan en naar centrale locaties wordt verplaatst. In losser verpakte zwembaden zou volgens het rapport alleen de luchtstroom voldoende kunnen zijn om brand te voorkomen in het geval van koelvloeistofverlies. Het zei dat dit zou kunnen worden gedaan voor niet meer dan $ 7 miljard op nationaal niveau, wat zou neerkomen op een stijging van de groothandelsprijs voor elektriciteit van 0,06 cent per kilowattuur opgewekt uit de brandstof.
Deze stappen zijn niet uitgevoerd. een volgende Rapport van de National Research Council zei ook dat de brandscenario's meer onderzoek vereisten, en stelde andere maatregelen voor terwijl dichte configuraties intact bleven. Het lijkt haalbaar om de kans op een brand met een zirkoniumbekleding te verkleinen door de splijtstofelementen in het bassin te herschikken en te voorzien in watersproeisystemen die de splijtstof kunnen koelen, zelfs als het bassin of het bovenliggende gebouw ernstig beschadigd zou zijn, aldus het rapport. Brandstofherschikking en back-upkoeling van zwembaden worden geïmplementeerd, zegt een woordvoerder van de Nuclear Regulatory Commission.
Als de Amerikaanse regering zich had gehouden aan haar toezegging uit 1982 om een opslagplaats voor verbruikte splijtstof te openen - en de daaropvolgende contracten met nutsbedrijven om in 1998 te beginnen met het verwijderen van de splijtstof - zou de druk op de Amerikaanse splijtstofdokken zijn verlicht, zegt Lester. Er waren schema's die beschreven hoe het DOE [Department of Energy] de brandstof zou verplaatsen en welke brandstof zou worden verplaatst, zegt hij. Ik denk dat we op basis van dat alles kunnen zeggen dat de bassins lang niet zo vol zullen zijn als ze nu zijn.
Hij zegt dat het cruciaal was om te beginnen met het opzetten van centrale locaties voor de opslag van droge vaten als onderdeel van een alomvattend plan voor de opslag en verwijdering van afval, wat volgens hem Yucca Mountain niet mag uitsluiten. Een mogelijk gebruik van de site is voor tijdelijke opslag, zegt Lester.