Nieuw gebouw voor onderzoek naar verwerking radioactief materiaal geopend in Mol: "Nieuwe formules vinden is een beetje zoals brood bakken"

We bevinden ons in een grote loods waar schoolkinderen uit het vijfde leerjaar vier verschillende opdrachten uitvoeren aan evenveel tafels. Onder de opdrachten: 'verpak een rauw en hardgekookt ei zo veilig mogelijk', of nog: 'onderzoek eieren en maak er een paspoort voor'.   

De opdrachten geven op een laagdrempelige manier weer waar het nucleaire onderzoekscentrum mee bezig is, en hoe het de komende jaren verder gaat inzetten op het verwerken van radioactief afval, en op de ontmantelings- en ontsmettingsactiviteiten van nucleaire sites. Concreet gaat het om 4 dingen: 

• Tijdelijke opslag: het centrum biedt een tijdelijke opslagplaats voor radioactief afval voor verdere behandeling en transport naar Belgoprocess - die site ligt vlakbij, aan de andere kant van het kanaal. 

• Karakterisatie: in het MaT gaan wetenschappers van SCK CEN binnenkomend radioactief materiaal identificeren en een paspoort geven. Ze willen de technieken daarvoor verder op punt zetten via een speciaal ontwikkel- en testplatform. Het is de bedoeling om nog nauwkeuriger te meten, zodat bewerkt afval zeker voldoet aan de eisen voor latere berging.

• Behandeling: besmet materiaal wordt ontsmet, versneden of gezandstraald om de hoeveelheid radioactief afval te verminderen en het ontmantelde materiaal maximaal te kunnen hergebruiken. 

• Conditionering: onderzoekers ontwikkelen manieren om radioactief afval 'vast te zetten' en veilig te verpakken. Dat laatste kan onder meer door cementering. Afval wordt volgens een bepaald 'recept' gemengd met een mortel op basis van cement, zodat het veilig kan worden opgeslagen. Maar daarover later meer.   

In België worden 5 van de 7 kernreactoren ontmanteld, maar daar stopt het niet bij. Europa staat aan de vooravond van een grote ontmantelingsgolf van nucleaire sites en nucleair materiaal. Er is sprake van ongeveer 100 kernreactoren en 200 medische cyclotrons (deeltjesversnellers die nucleair materiaal produceren voor o.a. de opsporing en behandeling van tumoren, red.) tegen 2045.

"Die problemen mogen we niet verschuiven naar de volgende generaties", vertelt Nele Weyens, specialist Decommissioning (ontmanteling) bij het SCK CEN. Enter: het 1.440 vierkante meter grote Material Treatment-gebouw, kortweg MaT.

Bij de voorstelling vandaag was het nog behoorlijk kaal vanbinnen, maar de inrichting is een kwestie van tijd. Tegen de zomer moet het operationeel zijn.  

De onderzoekssite in Mol wil de opgebouwde ervaring en expertise verder ontwikkelen en uitdragen, ook internationaal. 

"Het is zeker niet de bedoeling om al het (ontmantelde) materiaal naar hier te halen en hier te behandelen," vertelt Nele Weyens. "Wij gaan ons concentreren op verder onderzoek en een adviserende rol vervullen, ook voor Engie bijvoorbeeld (de uitbater van de Belgische kerncentrales, red.). We hebben immers de unieke ervaring van de ontmanteling van BR3. Het is dan aan Engie om te beslissen welke technieken ze gaan toepassen." 

Nucleair afval of materiaal van een ontmanteling is niet altijd even makkelijk te behandelen. Net daarop probeert SKC CEN een antwoord te geven. Een berging is moeilijk en vraagt heel wat tijd. De procedures en veiligheidseisen zijn hoog.

Gelukkig gaat de techniek vooruit, zegt Weyens, en kunnen sommige processen al iets vlotter: "Voor de karakterisatie kunnen we nu AI en machine learning inzetten. Daardoor kunnen we accurater en efficiënter meten. Je kan een betere technologie gebruiken voor een groot deel van het materiaal dat uit de ontmanteling komt, waardoor je veel tijd kan winnen."

Toch blijven de uitdagingen groot, bijvoorbeeld voor het hoogradioactieve deel van een kernreactor. Voor de echte kern bieden nieuwe technologieën nog geen betere oplossing. Het schild errond (het bio shield, red.) bevat gigantisch veel beton. Dat is voor een deel radioactief, en voor een deel minder radioactief. 

Voor de kleine BR3 gaat het om gewapend beton van 1,2 meter dik en 15 meter hoog, goed voor 2.200 ton beton. "Daar kan je het verschil maken. Wij hebben concreet onderzocht hoe je dat kan karakteriseren. We deden dat door stalen te analyseren, waarna je de radioactieve delen eruit kan halen", zegt Weyens. 

"Dan ga je kijken of je het materiaal dat overblijft en heel laag radioactief is, al niet conditioneel kan vrijgeven. Dat betekent dat je eerst een studie doet over de mogelijke impact. Voor BR3 is er zo'n 1.000 ton naar een conventioneel afvalstort kunnen gaan, zonder dat het impact zal hebben op mens en milieu."

Het meten is dus heel belangrijk om de veiligheid te garanderen én om mens en milieu zekerheid te bieden. Het is daar dat het centrum in Mol nog in wil groeien. Dat kan bijvoorbeeld ook in de nieuwe niet-radioactieve 'conditioneringsruimte', waar op iets grotere schaal dan in het lab wordt uitgetest of afval dat vermengd wordt met cement, veilig kan worden opgeslagen. 

Het is voor dat mengsel zoeken naar de juiste formule, het juiste recept. "Er bestaat niet zoiets als een wiskundige formule. Het is een beetje zoals koken, of een brood bakken", zegt specialist conditionering Elie Valcke. Dingen uitproberen en ervaring opbouwen, als het ware. Dat uittesten van een bepaalde nieuwe formule kan makkelijk 2 jaar duren. 

"We mengen het afval met de mortel in het afvalvat en gebruiken hiervoor een grote planetaire mixer (met 2 mengstaven die ronddraaien en zelf om hun as draaien, red.). Vergelijk het met een keukenrobot. Het is ook zo dat verschillende soorten afval telkens een andere aanpak vragen." Het toont opnieuw het belang van het precies meten van wat er in het afval zit. 

Vervolgens kan het mengsel uitharden en nadien worden geanalyseerd. "We gaan het vat met het uitgeharde product na 28 dagen bijvoorbeeld doorsnijden om te zien of het afval goed gemengd is met de mortel en niet te veel scheurtjes vertoont", zegt Valcke. Als het eindproduct stabiel genoeg is, kan het worden opgeslagen.  

Ook dit is een arbeidsintensief project dat tijd vraagt. De kleine reactor BR3 in Mol - maar een klein broertje in vergelijking met de grote kerncentrales van Doel en Tihange - is in 1987 uit dienst genomen. Nu zitten we aan de laatste fase van de ontmanteling, de reden ook waarom de uitbreiding met het MaT nodig was. 

Het reactorvat, de koelcircuits en de machinekamer zijn al geruime tijd verwijderd. Onlangs is ook het biologische schild afgebroken. Nu richt het SCK CEN zich op de ontmanteling van de ateliers zelf. Het MaT moet daarom een nieuwe innovatiehub worden, met het oog op de toekomst. Omdat symbolisch in de verf zetten, werd vandaag dus een speciaal evenement opgezet met kinderen uit het vijfde leerjaar.