Hantering och slutförvaring av använt bränsle och radioaktivt avfall En internationell utblick Hans Forsström, SKB International presenterad vid ELFORSK konferens Förutsättningar för ny kärnkraft 25 januari 2011 1 2010
Kärnkraft i världen Vid årsskiftet 2010/11 var: 441 reaktorer i drift (375 000 MW e ) i 30 länder 66 reaktorer under byggnad (63 000 MW e ) i 16 länder Ca 60 länder intresserade av kärnkraft (Källa IAEA) 2 2010
Globala utmaningar för ny kärnkraft Säkerhet och tillförlitlighet (tillgänglighet) Ekonomi och finansiering Acceptans Tillgång på utbildad personal och industriell kapacitet Urantillgångar Hantering av använt bränsle och radioaktivt avfall Icke-spridning och security Infrastruktur 3 2010
Slutförvaring förutsättning för ny kärnkraft? Nja!! Har gått upp och ner 4 2010
Använt bränsle och radioaktivt avfall från kkv 20 25 ton/år använt bränsle (~10 m 3 /år) högaktivt (kräver kylning) långlivat (kräver geologisk slutförvaring). kan upparbetas och återcyklas 200 400 m 3 /år låg-och medelaktivt avfall från driften kortlivat (kan slutförvaras på eller nära markytan) 5000 10 000 m 3 låg- och medelaktivt avfall från rivning huvudsakligen kortlivat och en stor del nästan inaktivt Ca 100 m 3 långlivat (kräver geologisk slutförvaring) 5 2010
Hantering av låg- och medelaktivt avfall Hela kedjan från behandling och konditionering till slutförvaring existerar industriellt Slutförvar finns eller är under byggnad i de flesta länder med kkv Även icke-kärnkraftanknutet avfall behöver tas om hand 6 2010
Slutförvaring av LoMA industriell SFR 7 2010
Centre de l Aube, France 8 2010
Disposal Chamber 2010 9 9
Centre de la Manche, France Final Covering of the Low Level Waste Disposal Facility at Centre de la Manche (France) 10 2010
SFR - Bergsal 11 2010
Rivning av kärnkraftverk Tekniken finns och tillämpas Ett 10-tal kraftreaktorer rivna Bra med tidig planering för rivning Yankee Rowe NPP Viktigt att bränsle- och avfallshanteringen är genomtänkt och existerar Viktigt att finansiering finns Gott internationellt informationsutbyte 12 2010
Hantering av använt bränsle - Bränslecykeln Natural Uranium Disposal 13 2010
Hantering av använt bränsle - alternativ 1. Direktdeponering bränslet lagras ca 40 år och deponeras därefter i geologiskt slutförvar 2. Återcykling bränslet upparbetas, U och Pu återcyklas som bränsle i LWR eller snabba reaktorer högaktivt och långlivat avfall deponeras i geologiskt slutförvar 3. Vänta och se skjut på beslutet Mellanlagring viktig komponent. Troligen för många tiotals år. 14 2010
Mellanlagring Industriell verksamhet 15 2010
Upparbetning av använt bränsle Använt bränsle Kemiska och mekaniska processer U Pu Avfall Kommersiell upparbetning sker bara I ett fåtal länder Ca 15 % av allt bränsle upparbetas 16 2010
Syfte med upparbetning Bättre utnyttjning av naturresursen uran genom återcykling av uran och plutonium i nytt bränsle (speciellt i snabba reaktorer, ca 60ggr) Ta bort material som ställer krav på safeguard av slutförvaret (men ökar mängden känsligt material i omlopp) Minska den långsiktiga farligheten hos avfallet. Kan förenkla slutförvaringen. Geologiskt slutförvar krävs dock Minska värmeavgivningen i avfallet. Ökar slutförvarets kapacitet Ger möjlighet att ta ut andra värdefulla ämnen ur bränslet 17 2010
Inställningen till upparbetning har varierat -70-talet Upparbetning och återcykling i snabba reaktorer 80 90 talet Många länder ändrar strategi till direktdeponering Orsaker: minskade kärnkraftplaner, billigt uran, problem med snabbreaktorutvecklingen, miljöfrågor kring upparbetning, spridningsrisker... 00-talet Förnyat intresse för upparbetning och snabba reaktorer Orsaker: förnyat intresse för kärnkraft (ekonomi, energioberoende och miljöfrågor), oro för urantillgång, långsiktig hållbarhet för kärnkraft, avfallsdiskussioner... 10-talet??? Beror på utvecklingen av kärnkraft och snabba reaktorer, samt politiska beslut 18 2010
Strategi för använt bränsle (idag) Upparbetning Frankrike, Holland, Japan, Indien, Kina, Ryssland(?), UK(?), Korea(?) Direktdeponering Sverige, Finland, Tyskland, Kanada, USA(?) Vänta och se lagra De flesta länder Oberoende av vilken väg som väljs kommer ett geologiskt slutförvar att krävas Klok strategi: Utveckla både upparbetning och snabba reaktorer, och direktdeponering av bränsle och högaktivt avfall 19 2010
Geologisk slutförvaring Geologisk slutförvaring kommer att behövas oberoende av vald strategi Internationellt samförstånd att tekniska lösningar finns och att säkerheten kan visas (IAEA, NEA) Inget slutförvar för använt bränsle eller högaktivt avfall har byggts De flesta länder med kärnkraft har ett program för slutförvar. Samma principer tillämpade i alla program (passiv säkerhet, flera barriärer) även om olika geologiska medier Positiv utveckling i Finland, Frankrike och Sverige. Förseningar eller ändrade planer i många andra program. 20 2010
Geologisk slutförvaring planer i olika länder Sverige, Finland Deponering av använt bränsle enligt KBS-3 i kristallint berg. Platser valda. Driftstart 2020-25 Frankrike Deponering av högaktivt avfall i en lerformation på 500 m djup. Område utpekat. Platsval pågår. Driftstart omkring 2025. Tyskland Deponering av högaktivt avfall och använt bränsle i en saltformation. Undersökningar på en plats (Gorleben) genomförda sedan 1980-talet. Efter ett 10- årigt moratorium har undersökningarna nyligen återupptagits. 21 2010
Geologisk slutförvaring planer i olika länder USA Deponering av civilt använt bränsle och högaktivt avfall från det militära programmet planerades i Yucca Mountain i Nevada på ca 300 m djup. Ansökan lämnades in 2008, men drogs tillbaka förra året av president Obamas administration. En kommitte har satts upp för att studera alternativa vägar framåt. Kanada Hade tidigt ett avancerat program för deponering av använt bränsle i kristallint berg. En miljöstudie som genomfördes 2002 konstaterade att tekniken var bra, men att man inte hade uppnått social acceptans. Nu pågår konsultationer med olika kommuner. KBS-3 -förvar. Ryssland Är i ett tidigt utvecklingsskede av djupförvar i kristallint berg i anslutning till en befintlig kärnanläggning. 22 2010
Geologisk slutförvaring planer i olika länder Japan Tidigt igång med bl.a. berglaboratorium. Svår lokaliseringsprocess. Korea, Indien, Kina, UK Är i tidiga utvecklingsskeden av djupförvar baserat på erfarenheter från övriga länder, t.ex. Sverige. Belgien, Ungern Har utvecklat koncept för deponering i lerformationer. Ungern har påbörjat platsundersökningar. Spanien, Holland Beräknas lagra avfallet ca 100 år. Begränsade aktiviteter nu. Övriga Begränsade program för att utveckla kunskaper och bedöma geologiska möjligheter i landet. 2010 23
Internationellt samarbete IAEA Administrerar Joint Convention för bränsle- och avfallssäkerhet Sätter upp Safety standards med säkerhetskrav Arrangerar peer reviews Stimulerar kunskapsöverföring till utvecklingsländer EU Planerar ett avfallsdirektiv som ställer krav på planering av avfallsprogram, samt gör IAEA Safety Standards legalt bindande Finansierar och stimulerar forskningssamarbete (Teknisk platform) OECD/NEA Organiserar informationsutbyte och gemensamma projekt Arrangerar peer reviews WENRA Samarbete mellan Europas säkerhetsmyndigheter. Utarbetar bl.a. en gemensam kravprofil 24 2010
Internationellt samarbete EDRAM Samarbete mellan de mest avancerade avfallsorganisationerna i världen Bilaterala avtal Många bilaterala avtal om FoU-samarbete samt erfarenhetsutbyte ERDO Samarbete mellan några (främst centraleuropeiska länder) för att studera möjligheterna och formerna för ett gemensamt slutförvar Ryssland med flertal länder Avtal om återtagande av använt bränsle till Ryssland ( fuel leasing ) SKB International (och motsvarande i andra länder) Konsultverksamhet för överföring av kunskap och erfarenheter 25 2010
Slutord De flesta länder med kärnkraftverk: har eller bygger slutförvar för låg-och medelaktivt avfall, och har ett program (i olika utvecklingsstadier) för geologiskt slutförvar De första geologiska slutförvaren beräknas vara i drift omkring 2025 Alla program bygger på liknande principer: deponering i stabil geologisk miljö med flera barriärer (avfall, kapsel, lera, berg) Många program har blivit fördröjda pga bristande acceptans och/eller politiska beslut Upparbetning eller direktdeponering viktig fråga. Utgången beror av utvecklingen av snabba reaktorer. Viktigt att studera båda vägarna 26 2010
Slutord (forts) Lång mellanlagring ger möjlighet att vänta och se, men är detta politiskt och moraliskt acceptabelt Svenska, finska och franska arbetet med geologiskt slutförvar viktigt för beslut om ny kärnkraft. Visar att det går och att det finns flera vägar Utveckling av nationella slutförvarssystem tycks inte vara avgörande längre för beslut om ny kärnkraft Svårt att intressera nya länder som planerar kärnkraft för att tidigt planera avfallssystemet Viktig uppgift för länder med kunskap och det internationella samfundet att verka för tidig planering. 27 2010