Nieuws

Stabiliteit van radioactief afval - 9 juli 2025

Wanneer materialen ioniserende straling absorberen kunnen hun chemische verbindingen worden verbroken. Bij organische materialen kan dit leiden tot de vorming van radicalen. Radicalen zijn moleculen of atomen met een of meer ongepaarde elektronen, waardoor ze onstabiel zijn en snel reageren met andere moleculen uit de directe omgeving. Hierdoor worden nieuwe moleculen gevormd. Bij organische materialen ontstaan vooral kleinere en vluchtigere moleculen, radiolyseproducten, afkomstig van het radiolyseproces (het ontleden van materiaal met behulp van straling).

Meestal verloopt het radiolyseproces langzaam en hebben de radiolyseproducten weinig gevolgen. Maar bij radioactief afval, dat tientallen jaren in (deels) afgesloten verpakkingen wordt opgeslagen, kan dit proces toch voor problemen zorgen. Een voorbeeld hiervan is de radiolyse van PVC (polyvinylchloride), een veelgebruikte kunststof in nucleaire faciliteiten. PVC werd bijvoorbeeld gebruikt als tafelkleed in hot-cellen om de besmetting van de werkplek te voorkomen of om afval zoals zaagsel of schaafsel makkelijk te kunnen opruimen.

Maar: PVC is gevoelig voor radiolyse. Er ontstaat gasvormig waterstofchloride (HCl), dat – opgelost in water – bekend staat als zoutzuur. Als dit gasvormige HCl in contact komt met het metalen opslagvat, al dan niet gezamenlijk met vocht, kan dit leiden tot de corrosie van het vat.

In de Waste Storage Facility (WSF) in Petten zijn al meerdere gecorrodeerde vaten aangetroffen, waarin PVC was opgeslagen. Om een veilige oplossing te vinden voor de opslag van PVC houdend afval is het belangrijk inzicht te hebben in het onderliggende proces. NRG PALLAS heeft een onderzoeksproject uitgevoerd om dit proces te beschrijven en een voorspelling te maken van dit proces. Er is een model opgesteld dat voorspelt:
- Hoeveel ioniserende straling PVC absorbeert;
- Hoeveel HCl-gas er daardoor ontstaat;
- En hoe dat gas reageert met het metaal van de opslagvaten.

Om dit model te valideren zijn er ook experimenten uitgevoerd.
Met behulp van de voorspellende modellen, gekoppeld met de experimentele validatie, kan de stabiliteit van PVC in radioactief afval onderzocht worden. Zo werken we toe naar een veilige oplossing voor de opslag van dit type afval.

Het onderzoek is gepubliceerd in Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry: Prediction of the radiological stability of organic wastes in low- and intermediate level radioactive waste storage | Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry