Att sanera radioaktiva ämnen KARL ÖSTLUND, LUNDS UNIVERSITET Presentationen, ämnen, begrepp mm. • Vad är viktigt att sanera. • Orsaker till att det blir utsläpp – förutsättningarna. • Två snabba exempel, Ukraina och Japan. • Vad är ”det som kommer ut”, vad är det för något. • Hur beter sig utsläppet. • Saneringens syfte, samt prioriteringar. • Varför är det så svårt att sanera bort radioaktiviteten. Vad vi ”menar” med utsläpp från kärnteknisk anläggning • Det är när radioaktiva ämnen kommer ut ur reaktorn, ut ur inneslutningen så att vi tappar kontrollen över den radioaktivitet vi har i härdmaterialet. • Det kan ske exempelvis genom utsläpp till: – Atmosfären, nedfall på land. – Inom anläggningen. – Marken (under jord). – Vattendrag och hav. Härdskador och dess betydelse för utsläppet. • Resteffekten är problemet när man stannat reaktorn, den måste kylas länge efter stoppet. • Förlorar man kylförmåga uppstår ofta skador på bränslestavarna. Det kan vara: – Sprickor på rören kutsarna ligger i. – Att dessa rör delvis eller helt smälter. – Härden förlorar all kylning och smälter helt. – Extrema händelser. • Då frigörs radionuklider inne i reaktorinneslutningen. Härdskador… • Sprickor på rören med bränsle: – Ädelgaser och ämnen med låg kokpunkt kommer ut. » Xenon, Jod osv… • Om härden överhettas: – Rören med bränsle smälter helt eller delvis: – Ämnen med låg och medelhög kokpunkt kommer ut. » Ädelgaser, Jod, Cesium, Tellurid, Rubidium osv… • Härden förlorar all kylning: – Bränslet smälter, kan fatta eld, smälter igenom tank och inneslutning osv. » ”Allt” kan komma ut, temperaturberoende, svår olycka. Exempel 1 - Chernobyl • Explosion i reaktorhärden. • Kastade upp och ut radioaktivt material i atmosfären och i miljön. • Utsläpp mitt under drift av reaktorn. – Alla kortlivade nuklider fanns kvar. – Härdmaterial spreds över hela reaktorområdet i både stora och mikroskopiska fragment, – Brand utbröt i härden som varade i veckor. – Hettan gjorde att explosionsmolnet steg till flera kilometers höjd omgående och transporterades bort med vinden. – Tur att molnet steg högt och att det inte regnade… Chernobyl – 26 april 1986 Helikopterpiloterna fick ~ 1 Sv i dos för varje passage över och igenom brandröken. Exempel 2 - Fukushima Daiichi • Utsläpp pga. skalvskador och tsunamiskador på kylningen och inneslutningen. • Reaktorn var redan stannad. • Resteffekten: – Gjorde så att vattnet kokade bort i härden. – Det blev övertryck i reaktorn. – Vattnet trycktes ut ur reaktorerna genom skador från jordbävningen. – Man tvingades flera gånger släppa ut radioaktiv ånga för att minska trycket och få in mer vatten. Fukushima – Sprängskiss • Pumpade in 120 l/sekund och reaktor när de havererade, dygnet runt. • Många utrymmen fylldes helt med vatten. • Pumpningen ”tvättade ur” reaktorn på lös radioaktivitet med saltvattnet och läckte ut även till turbinhallar mm. Skalvskador i Fukushima. Radioaktivt vatten som strömmar ut via kulvertar. Vid vilken temperatur frigörs de olika ämnena? oC 4000 3000 2000 1000 Nb 4782° Tc 4877° Zr 4377° Mo 4612° Mycket svårflyktiga ° ° ° Np 3902 Rh 3727 Ru 3900 La 3454° Nd 3127° Pr 3212° Pu 3232° Ce 3257° Co 2870° Am 2607° Svårflyktiga Sb 1750° Ba 1640° Sr 1384° Te 990° Lättflyktiga Cs 678°Rb 688° Ädelgaser, I 184° Mycket lättflyktig Utsläppskaraktäristik- ofiltrerat utsläpp • Det är stor skillnad mellan ett filtrerat och ofiltrerat utsläpp. • Ofiltrerat utsläpp: – Ädelgaserna kommer alltid ut. – Kommer ut i atmosfären som varm ånga, partiklar eller gas. – Följer med vinden tills det svalnat och ”ramlar ned”. – Regn kan komma att tvätta ur det radioaktiva molnet. – Beläggningen kan ha olika innehåll på olika avstånd från den trasiga reaktorn. – Det blir eventuellt livshotande situation för de som bor 0 - 3 km från reaktorn om de inte utrymts innan. Utsläppskaraktäristik - filtrerat utsläpp • Filtrerat utsläpp: – Ädelgaserna kommer fortfarande ut, med fördröjning. – De sönderfaller ev. i luften och faller till viss del ned som beläggning. – 99% eller mer av allt annat blir kvar i filtret. Katastrofen uteblir. – Åtgärderna blir begränsade och betydligt mildare för de som drabbats. Utsläppskaraktäristik - i naturen. • De radioaktiva ämnena fastnar på växter, jord, ytor, överallt… • De kan fastna hårt på utsidan, ramla av, falla till marken med löv och blad… • Mossa, svamp och lav på tak och i naturen tar upp radioaktivitet. • I marken kan kan växter ta upp ämnena eller, • Så binder radioaktiviteten till jorden eller, • Så vandrar radioaktiviteten sakta nedåt. • Radioaktiviteten flyttas med erosion, djur, växter, vind, väta, snö. Saneringsåtgärder introduktion, vad man kan göra åt situationen. • Man måste vara tydlig med att man inte kommer kunna göra helt rent igen. • Vi kan välja att: – Flytta på radioaktiviteten, spola av, gräva bort, blästra, dvs förflytta kontaminationen. – Vänta ut beläggningen, dvs aktiviteten på marken klingar av, halveringstiden styr detta. – Låta invånare och användandet av tätbebyggelse sanera städerna. Varför sanerar vi? Vad är isåfall viktigt att sanera? Saneringens syfte Exempel. • Att folk kan bo kvar i sin stad och sina hem efter en händelse som inkluderar spridning eller nedfall. • Att behålla funktioner som samhället behöver tills man har mer kunskap om läget. • Att invånarna kan återinflytta efter utrymning/evakuering. • Reducera doserna till befolkningen där de anses för höga. • Dämpa oro hos befolkningen, ”någon gör någonting för att det ska bli bättre”. • Återta produktion och näringslivsfunktioner likt innan utsläppet. ”motsatsen” • Vad som inte är syftet är att befolkningen mår sämre efter åtgärd än de hade gjort om man inte gjort något alls! – Då kan de lika gärna » Bo kvar. » Få gå till jobbet. » Ligga kvar på sjukhuset. » …. Förberedelser innan olycka och start av sanering • En grundläggande prioritering för vad som skall saneras bör vara klar innan olyckan sker. • Målet ska fastläggas och vara realistiskt samt ekonomiskt sett genomförbart. (strategiskt). • Avfallsplanen bör planerats innan arbetet påbörjas, kan göras i förväg. • Tillvägagångssätt bör fastställas map. hur man avser att börja med saneringsåtgärder. • Vem som ska genomföra detta – ledning och praktiskt. Dessa punkter är bra att ha arbetat igenom i förväg, Exempel - Japan tvingades välja strategi efter olyckan skett i ett pressat läge. Usel utgångspunkt för argumentation. Initialt – utmaningen att bevara förtroendet hos befolkningen. ”Hur känns det?” • Oro – och rädsla för både för hälsa och för ekonomiska effekter. • Oro för framtiden. • Kärnkraft - Ilska, ingen acceptans för fördelarna man haft av att ha god tillgång till bra billig ström. • Beslutsfattare kommer tvingas till beslut på otillräcklig info och pressat läge. • Man måste agera, annars är risken att den enskilde agerar självständigt. Hur gör vi åtgärderna? - Planeringsstöd och faktaunderlag • MSB ger stöd via sin handbok i skapandet av saneringsstrategi (Under revision). – Planeringsstöd för länsstyrelser inför en kärnteknisk olycka, december 2007. – Saneringshandboken, ny utgåva. Ska komma 2017/2018. • Andra länder har bra material, Euranos Recovery Handbook (EU planeringsstöd för EU-länder 330 sidor), UK Recovery Handbook (tre delar), USA, Frankrike, Tyskland m. fl. • Uppbyggda på olika sätt. Utländska planeringsstöd hjälper direkt att bygga åtgärdsprogrammet. Upplägg för sanering - målbild, åtgärder, planering • Det måste finnas ett tydligt mål, dvs en målbild – dvs dit hela ”kampanjen”, ex. sanering ska leda. – Det kan ta tex. 2 månader att nå målet men också 30 år. • Det måste finnas en plan (saneringsplan) som inkluderar alla åtgärder. • Min uppfattning är att man behöver försäkra sig om att allmänheten förstår målet, innan man diskuterar planen och åtgärder. – Åtgärder och beslut i planeringen måste kunna läggas till och ändras utan att förändra målbilden. – Man måste vara otroligt noga när man lägger fram sin målbild, med att berätta att åtgärder kan komma att förändras och bytas ut. Forts. målbilden med sanering • Det är främst kort/långsiktig ”bibehållen hälsa och funktion som” vi är ute efter. • Var/ Vad är viktigast att sanera? • Årsdos/livstidsdos är begränsande faktor. • Ett mål kan vara 1 extra mSv per år från olyckan. – Om vi väntar ut beläggningen, kan vi nå målet den vägen. – Väljer vi att flytta radioaktiviteten, når vi målet i ett valt område snabbare. Målet måste inte vara kopplat till en tidpunkt I stort sett allt detta går att förbereda innan en olycka. Mätningar i Japan Japans utsläpp och nedfall sett i stora mått Fordonsmätningar runt verket i Fukushima 2013 Nedfallet i mindre skala - rastplats utanför skola. • Orörda ytor, 15 uSv/h ~ 130 mSv/år. • Hot spots. • Ska man gräva av hela denna yta? Nedfallet i mindre skala - parkering med grusplan och asfalt Ett praktiskt Japanskt saneringsexempel • Vi fick chans att återbesöka mätplatser som vi mätt tidigare, varav två blivit sanerade. Exempelvis Yamada Baseball field. (Jordskalv) Före – Efter vetenskapligt genomfört saneringsprojekt Utgångsvärde på dosrat var 25 uSv/h