De bosbrand in het zout blijkt een onbeduidend strovuurtje

De opslag van radioactief afval in zoutkoepels werd jarenlang belemmerd door de theoretische mogelijkheid van ontleding van zout in vrij natrium en chloor. Deze elementen zouden zich explosief kunnen herenigen. Van gevaar blijkt echter geen sprake.

Zes jaar geleden werd de cyclus 'Universiteit: Bolwerk der Vrijheid?'

van het Leidse Studium Generale ingeluid met een lezing 'Strang en zout' door de fysicus dr. H.W. den Hartog. Zijn betoog, dat bij de opberging van radioactief afval in ondergrondse steenzoutformaties het natriumchloride door straling zou ontleden, werd op het projectiescherm ondersteund door een reeks diagrammen waarin telkens grotere rode vlekken ophopingen van metallisch natrium voorstelden, met daartussenin groeiende slierten chloor, iets realistischer met een groene viltstift ingekend.

Iedere toehoorder kon begrijpen dat deze radiolyse niet onbeperkt kon doorgaan en dat, als de twee elementen zouden reageren, deze reactie zich als een bosbrand door het zout zou verspreiden en daardoor de opberging in gevaar zou brengen.

Voor de discussie meldde zich een dame die vertelde dat ze niet alleen verpleegster was maar ook tegenstandster van kernenergie. Daarom maakte zij zich zorgen over het voornemen van de spreker om deze verschijnselen in zijn Groningse universittslaboratorium te onderzoeken. Daarbij zou immers ook kunnen blijken dat er eigenlijk helemaal geen gevaar was, en zolang niet van tevoren het tegengestelde resultaat vaststond, diende zo'n onderzoek niet plaats te vinden, vond zij.

De organisatoren van het Studium Generale moeten blij zijn geweest met deze discussiante, die zo treffend het vraagteken in 'Universiteit: Bolwerk der Vrijheid? rechtvaardigde. De spreker zelf (die overigens haar visie niet deelde)as namelijk in dat opzicht weinig behulpzaam geweest, want uit zijn woorden was niet gebleken dat zijn vrijheid van onderzoek op enigerlei wijze was beperkt.

Om te begrijpen hoe zijn verhaal dan toch in de cyclus was beland diende men lezer te zijn van het Nieuwsblad van het Noorden. Daarin had wetenschapsredacteur Kees Wiese jarenlang zijn lezerspubliek - dat bovenop de dikste Nederlandse zoutformaties woont - niet alleen deelgenoot gemaakt van de alarmerende enkbeelden van de Groningse onderzoeker, maar ook van diens ergernis dat hij geen subsidie voor zijn onderzoek kon krijgen.

ILONA

Die subsidie moest komen van het Ministerie van Economische Zaken in het kader van het sinds 1981 lopende Integraal Landelijk Onderzoek Nucleair Afval (ILONA). Ten tijde van de Leidse lezing had ILONA al plannen opgeleverd voor de opslag van radioactief afval in installaties boven de grond (zoals die nu door de Centrale ganisatie voor de Verwerking van Radioactief Afval worden verwezenlijkt in het Sloegebied). ILONA kon zich dan verder concentreren op definitieve opberging diep onder de grond.

Daarbij gaat het er vooral om dat de begraven radioactieve stoffen niet door water naar de biosfeer kunnen worden getransporteerd. Hoewel aanvankelijk ook andere mogelijkheden werden onderzocht, keerde men al gauw terug tot het idee gebruik te maken van de Noordeuropese steenzoutformaties, resten van een 200 miljoen jaar geleden opgedroogde binnenzee, die zich tot in Nederland uitstrekken.

Immers, waar al zo lang zout is, kan niet veel water zijn. Bovendien is zout enigermate plastisch, zodat cavernes en boorgaten, nadat die met afval zijn gevuld, onder druk van bovenliggende aardlagen zullen dichtvloeien.

Voordat men kan besluiten tot de aanleg van een mijn voor de opberging van afval in steenzout, dienen enkele vragen te worden beantwoord.

Zoals: zijn er toch geen ondergrondse watestromingen die op den duur tot het afval doordringen? En blijft de zoutformatie wel waar hij nu is? Die vraag geldt vooral voor de zoutkoepels of zoutpijlers: bergen van enkele kubieke kilometers zout die uit de oorspronkelijke zoutlaag zijn opgestuwd, soms tot op honderd meter onder het maaiveld. En wat gebeurt er als toekomstige generaties, onbewust van wat hun voorgangers hebben gedaan, hun eigen zoutmijnbouw zouden gaan plegen?

Daarnaast moet rekening worden gehoudemet effecten van het radioactief afval op het zoutgesteente. Zulke effecten zijn verwaarloosbaar voor het bedrijfs- en sloopafval van elektrische centrales, het afval van laboratoria en ziekenhuizen. Hoewel in volume zeer groot is dit afval zwak radioactief en kan daarom zonder bezwaar worden gestort in cavernes die in de zoutformatie zijn uitgeloogd. Anders is het gesteld met het verglaasde kernsplijtingsafval, waarvan een kerncentrale enkele kubieke meters per jaar oplevert. Dit afval is zo radioactief dat er tot in lengte n jaren een aanzienlijke hoeveelheid warmte uit vrijkomt.

NAKOMENDE KERNENERGIE

Kernsplijtingsafval komt niet rechtstreeks van de kerncentrales , maar van fabrieken waar de uitgewerkte splijtstof van tientallen kerncentrales wordt vergaard. Daar wordt het nog overgebleven uranium (en het ontstane plutonium) voor hergebruik teruggewonnen. Wat overblijft is een zure oplossing van stoffen die bij de splijting van het uranium (en plutonium) zijn ontsta.

De atoomkernen van deze splijtingsprodukten zijn, zoals alle atoomkernen, opgebouwd uit protonen en neutronen, maar in een verhouding die ze instabiel doet zijn. Doordat achtereenvolgens een aantal neutronen in protonen overgaat, waarbij telkens een elektron wordt uitgestoten, ontstaan uiteindelijk stabiele atoomkernen.

Als voorbeeld kan dienen het splijtingsprodukt Cesium-137, de radioactieve isotoop die algemeen bekend werd door de ramp in Tsjernobyl. 82 van de 137 kerneeltjes zijn neutronen en dat is net een teveel. Gaat dit neutron over in een proton (plus wegvliegend elektron) dan ontstaat Barium-137, een normaal bestanddeel van het natuurlijk element barium.

De snelheid van zo'n radioactief vervalproces wordt gekarakteriseerd door de halveringstijd: in dit geval duurt het 30 jaar voordat van een gegeven hoeveelheid Cesium-137 de helft in barium is overgegaan.

De vrijkomende kernstraling heeft voldoende energie om uit de atomen die ze treffen elektronen los te slaan, wat tot emische reacties kan leiden. Dat zulke reacties in levende materie nadelige gevolgen kunnen hebben, is de reden om splijtingsprodukten verre van mensen te houden.

Waar het in dit artikel om gaat, is juist een chemische reactie in dode materie.

Veruit de meeste energie van de straling wordt omgezet in warmte. De ondergrondse, dubbelwandige roestvaststalen vaten waarin bij de opwerkingsfabrieken de zure soep van splijtingsprodukten wordt opgeslagen, zijn dan ook voorzien van koelspiralen. Pas na enkele jaren wordt de vloeistof drooggedampt en het residu opgenomen in een glassmelt, die men laat stollen in roestvast stalen vaten, ongeveer 40 cm in diameter, waarna deze worden dichtgelast.

Van de tientallen oorspronkelijk radioactieve splijtingsprodukten zijn dan de meeste al in een stabiele toestand beland. Niettemin zijn de vaten nog altijd zo radioactief dat ze voorlopig moeten worden opgeslagen in verticale schachten die in een groot blok beton zijn uitgespaard. De beta-straling (in dit stadium vooral van Cesium-137 en Strontium-90) wordt al in het glas afgeremd, waardoor dit warm blijft; de gammastraling (vooral van Cesium-137) deponeert zijn energie deels ook in het beton. Voor de warmteafvoer is de natuurlijke trek van lucht door de schachten voldoende.

Deze koeling vervalt als de vaten definitief een kilometer onder de grond worden opgeborgen in gaten die verticaal in het zout zijn geboord en die daarna al snel dihtkruipen. Dan kan alleen de warmtegeleiding in het zout nog zorgen voor de afvoer van de warmteproduktie die nog te wachten staat: ongeveer 1 kilowattuur voor elke 1000 kilowattuur opgewekte elektriciteit. Het mijnontwerp moet daarvoor de ruimte bieden: zo dient, ter vermijding van ongewenste chemische reacties, de temperatuur aan de wand van de vaten niet langdurig hoger dan 230 C te worden. Verder worden de gaten op enkele tientallen meters van elkaar gebord, ongeveer de afstand waarover in de halveringstijd van 30 jaar de warmte zich vanuit een boorgat verspreidt.

Uiteraard zal door de temperatuurstijging het steenzout uitzetten, en dat heeft in de ILONA-studies aanleiding gegeven tot vragen als: zal de zoutkoepel, met het radioactief afval erin, door de vermindering van de dichtheid versneld opstijgen? Hoeveel zal het maaiveld boven de opbergmijn door de thermische uitzetting omhoogkomen? Zullen er door ongelijkmatige uitzetting geen scheuren ontstaan?

Bij de beantwoording van zulke vragen gaat men er in eerste instantie vanuit dat alle stralingsenergie meteen in warmte wordt omgezet. Wat Den Hartog nu opperde is dat een deel van de stralingsenergie als chemische energie blijft opgeslagen, om later plotseling weer vrij te komen met alle ongewenste gevolgen van dien.

LABORATORIUMPROEVEN

De Groningse groep die - toch geholpen door een ILONA-subsidie - dit vraagstuk ging onderzoeken, kn voortbouwen op werk van vele voorgangers. Al kort na de ontdekking van de rontgenstraling werd waargenomen dat deze straling keukenzout geel kleurt. Dat die verkleuring wordt toegeschreven aan de vorming van F(arb)-centra, verraadt dat hierop reeds werd gestudeerd toen Duits nog de taal der wetenschap was.

Naar de huidige opvatting zijn de F-centra lege plekken in het oorspronkelijk regelmatige kristalrooster, ontstaan doordat een chlooratoom zijn plaats tussen de 6 omringende natriumatomen heeft vrlaten. Bij voortgezette bestraling ontstaan ook complexen van 2 of meer F-centra, gekenmerkt door een diep-blauwe kleur.

De verplaatste chlooratomen zelf, in dit verband H-centra genoemd, kenmerken zich door beweeglijkheid, zeker bij hogere temperatuur. Die kan leiden tot recombinatie met de lege F-centra - waardoor deze weer verbleken - maar ook tot vorming van complexen van H-centra rond reeds aanwezige onregelmatigheden in het kristalrooster. Deze kunnen uitgroeien tot werkelijk uitscheidingen van vrij chloor, net zoals de, zij het minder mobiele, F-centra kunnen samenklonteren tot sub-microscopische natriumdeeltjes.

In Groningen zijn inmiddels duizenden stukjes zout met elektronen bestraald, zowel natuurlijk steenzout als laboratoriumpreparaten, de laatste zowel van zuiver natriumchloride, als met bewust gekozen toevoegingen van elementen die ook in steenzout voorkomen.

Voortbouwend op de klassieke traditie zij de bestraalde preparaten onderzocht met een breed gamma van optische technieken. De resultaten beslaan een goed deel van een proefschrift 'Radiation Damage in NaCl', dat op 19 oktober 1990 werd verdedigd en dat dik genoeg was om J.

Groote en H.R. Weerkamp beiden de doctorstitel te bezorgen, twee leerlingen van Den Hartog, die zelf inmiddels hoogleraar was geworden.

Behalve spectroscopische methoden hebben zij voor de bestraalde zoutpreparaten n andere techniek gebruikt, die in feite relevanter is voor de opberging van radioactief afval. Daarbij wordt de temperatuur van het preparaat geleidelijk verhoogd onder meting van de warmtestroom. Deze is natuurlijk in eerste instantie naar het preparaat toe gericht, maar nadat de temperatuur daarvan de 250 C is gepasseerd, keert de warmtestroom om. Dat komt doordat de vrije natrium en chloor zich weer met elkaar verenigen, waarbij de opgeslagen chemische energie vrijkomt.

Er werd gevonden dat de opgeslagen energie ruwweg evenredig i met de door de straling in het kristal gedeponeerde energie. Het rendement van deze energieopslag is zeer laag. De hoogste waarde voor dit rendement is 0,065%; dit getal werd gevonden bij natriumchloride met een kleine toevoeging van kaliumchloride.

Groote en Weerkamp hebben echter nog meer uit hun thermische methode gehaald. Hun bleek namelijk dat bij opwarmen van sterk bestraalde zoutmonsters een kleine extra toevloed van warmte plaatsvond rond 98 C, het smeltpunt van natrium. Alduswordt bevestigd dat er inderdaad, door voortgaande samenklontering van F-centra, metallisch natrium is gevormd. Uit de opgenomen hoeveelheid warmte kon ook worden geschat hoeveel metallisch natrium aanwezig was, en dat bleek goed te correleren met de opgeslagen chemische energie.

Eenmaal zover gekomen keken Groote en Weerkamp of ze op overeenkomstige wijze elementair chloor konden aantonen. Dat vereiste een aangepaste opstelling, want het smeltpunt daarvan ligt bij -101 C.

En inderdad, bij die temperatuur werd een warmte-effect gevonden, in redelijke overeenstemming met de geschatte mate van ontleding.

Onafhankelijk daarvan is vrij chloor aangetoond nadat enkele van de sterkst bestraalde preparaten bij het opwarmen, kennelijk door de stijgende druk in de chloorgasbelletjes, uiteen waren gespat voordat de reactie compleet was.

VERTALING NAAR DE PRAKTIJK

In de sterkst bestraalde Groningse preparaten bleek ongeveer 1 kilojoule per gram te zijn opgeslagen. Dat voldoende om, bij plotseling vrijkomen, het zout tot zijn smeltpunt van 801 C te verhitten en deels te smelten. Echter, bij opberging van de vaten met radioactief glas zal de stralingsdosis in het zout vlak daartegenaan, zelfs op de zeer lange termijn, niet meer dan ongeveer 20% van de maximale Groningse dosis zijn, en daarmee de temperatuurstijging hooguit 300 C, te weinig om enig risico op te leveren.

e conclusie zou zonder meer gerechtvaardigd zijn, als bij de toekomstige afvalopberging de stralingsintensiteit dezelfde zou zijn als bij de laboratoriumproeven. Die hadden zich dan echter over tientallen jaren moeten uitstrekken. Zeker bij de beperkingen die tegenwoordig aan de duur van de academische promotie worden opgelegd was dat een onmogelijkheid. Dientengevolge is in het Groningse laboratorium enkele duizenden malen zo snel energie in het zout gestraald als in werkelijkheid het geval zou zijn. Dus is een vertaalslag nodig edie vereist een theoretisch model.

Maar ook zonder model is al wel wat te zeggen over de invloed van de bestralingsintensiteit. De aantallen F- en H-centra die paarsgewijs per seconde worden gevormd zullen daarmee evenredig zijn. Als de bestraling eenmaal op gang is kunnen zij verdwijnen enerzijds door te reageren met elkaar, anderzijds met al gevormde ophopingen van natrium of chloor, waardoor die zullen groeien, of juist afkalven.

Alnu de bestralingsintensiteit laag is, hebben alle gevormde F- en H-centra tijd om de tweede weg te kunnen volgen, zodat de fractie opgeslagen chemische energie onafhankelijk zal zijn van de bestralingsintensiteit. Overschrijdt de laatste echter een zekere grenswaarde, dan lukt dat niet meer en neemt de concentratie van de F- en H-centra zodanig toe dat ze overwegend met elkaar gaan reageren, ten koste van de radiolyse. Met een beetje gereken blijkt dat boven die grens de fractie opgeslagen energ omgekeerd evenredig is met de vierkantswortel van de bestralingsintensiteit.

Cruciaal is nu waar die grenswaarde ligt. Zou dat hoger zijn dan bij de Groningse bestralingen, dan waren de resultaten daarvan zonder meer over te dragen op de situatie onder de grond. Was hij daarentegen juist lager dan in die situatie, dan zou het energieopslagrendement in de zoutmijn tot twee ordes groter kunnen zijn dan de gevonden (maximale) 0,065%, dus enkele procenten kunnen bedragen.(EBij de aanvang van het Groningse onderzoek werd gebruik gemaakt van een enigszins aangepast, theoretisch model dat de Britse onderzoekers Jain en Lidiard in 1977 hebben voorgesteld. Aan de hand daarvan werd geconcludeerd dat dicht tegen de vaten ettelijke kilojoules per gram zout zouden kunnen worden opgeslagen, genoeg om bij vrijkomen de temperatuur met duizenden graden te doen stijgen. Daarmee was de grens van het geloofwaardige wel bereikt. Er bestaat een consensus dat niet meer dan 20% van het zout onleed kan worden zonder dat de terugreactie begint, hetgeen overeenkomt met 1,4 kilojoule per gram.

Inmiddels hebben beide Groningse promovendi meer verfijnde modellen ontwikkeld. De structuur daarvan doet verwachten dat de eerder genoemde grenswaarde aanzienlijk groter is dan was aangenomen en inderdaad, de rekenresultaten in hun proefschrift wijzen erop dat deze hoger ligt dan de in Groningen gebruikte bestralingsintensiteiten, zodat de daarmee rkregen resultaten toch overdraagbaar zijn op de situatie onder de grond.

IN HET DUITSE STEENZOUT

Zekerder hiervan zou men hiervan natuurlijk zijn als er meetresultaten beschikbaar zijn, die onder realistische omstandigheden verkregen waren. Nu was, toen Den Hartog in Leiden sprak, zo'n proef al een jaar aan de gang in een zoutkoepel bij Brunswijk: de Brine Migration Test.

In deze zoutkoepel is rond de eeuwwisseling het Salzbergwerk Asse aangelegd, waaruit eerst kaliumzouten,n later gewoon zout zijn gewonnen. Nadat ook dat laatste niet meer lonend bleek is de mijn beschikbaar gekomen voor wetenschappelijk onderzoek, waartoe men ook naar grotere diepte is gegaan.

Voor de Brine Migration Test waren in de vloer van een galerij 800 meter onder maaiveld vier gaten geboord met daarin elektrische verwarmingselementen. In twee ervan bevonden zich bovendien staven Cobalt-60, een bij de radiotherapie gebruikelijke bron van gammastraling.

Zoals de naam zegt moest dit experiment vooral informatie verschaffen over het gedrag van pekel-insluitsels in het zout. Daartoe werd, toen na twee jaar de cobalt-bron was verwijderd, een groot aantal zoutmonsters uitgeboord en onderzocht.

Ook werd naar de radiolyse gekeken. Helaas bleek de stralingsdosis meestal te klein om daarover iets zinnigs te kunnen zeggen. Monsters ver van de bron leverden zelfs het schijnbaar onzinnige resultaat dat meer energie was opgeslagen dan ingestraald. De verklaring is dat de eneieinhoud van het zout ook licht kan toenemen tengevolge van mechanische spanningen, veroorzaakt door boringen en-of temperatuurwisselingen. In een enkele donkerblauw gekleurde zoutkorrel werd een energieinhoud gemeten die, indien geheel toegeschreven aan de bestraling, op een opslagpercentage van ongeveer 10% zou wijzen.

Aldus sluit de Brine Migration Test niet uit dat bij opberging van radioactief afval het energieopslagrendement tientallen malen groter is dan in de Groning laboratoriumproeven, maar het bewijs daarvan heeft deze proef evenmin geleverd.

Ondanks dat valt er uit het experiment veel over het thema straling en zout te leren. Het best doet men dat door in de Asse-mijn te gaan bekijken wat er nog van rest: een zoutwand, met daarin nog ten halve ingebed de stalen buis waarin de cobalt-staven hebben gehangen. Ter weerszijden daarvan is over enkele decimeters het gesteente verkleurd.

Bij nadere besouwing blijkt die verkleuring zeer onregelmatig: tot vlak bij de buiswand zijn hele stukken wit gebleven. De oorzaak is dat het echte steenzout allerminst zuiver natriumchloride is: in de ongekleurde stukken zit veelal anhydriet, een sulfaat. Maar van nog dichterbij blijken ook de blauwe stukken allerminst homogeen en zo gaat het door als de microscoop erbij wordt gehaald. Dan blijkt dat de afzonderlijke kristalkorrels alleen middenin blauw zijn, aan de randen wit. En zitten in zo'n blauwe zone sulfaatinsluitsels, dan zjn die weer omringd door een witte halo.

Dat lijkt gelijk te geven aan een groep die in ILONA-kader aan de Rijksuniversiteit Utrecht werkt en die steeds heeft gewezen op de mogelijkheid van rekristallisatie van het natriumchloride via sporen aanwezig water, in dit geval uitgaande van de kristalgrenzen. Dat proces laat dan in het bestraalde zout de natrium- en chlooratomen weer netjes op hun plaats achter.

Aldus leert een bezoek aan deze blauwe zoutgrot dat de veranderin(JHen die men in het Groningse laboratorium zo mooi in het zout teweeg brengt, in de stille wereld onder de grond het moeten opnemen tegen natuurlijke herstelprocessen die de tijd aan hun zijde hebben. Ook zal de bezoeker, tijdens de ondergrondse autorit van vele kilometers door omhoog spiralende gangen terug naar de liftschacht, betwijfelen of een chemische reactie rond een boorgat een zoutkoepel kan verstoren.

TIJDBOM

Die indruk was wel gewekt, en nu niet alleen door het Nieuwsblad van het Noorden, na de Groningse prmotie. Een persbericht van de Rijksuniversiteit Groningen, waarin sprake was van 'een tijdbom', 'thermische schokgolven' en 'behoorlijke scheuren' in het zout (termen die in het proefschrift niet zijn te vinden), inspireerde de media tot kleurrijke verhalen over exploderend zout en kilometerslange scheuren.

Wie ook nu nog door zulke apocalyptische visioenen wordt gekweld, moet morgen de trein naar Twente nemen. 's Middags verdedigt aan de Universiteit Twente ing. J. Prij zijn proefschrift 'On the Design of a Radioactive Waste Repository'. Promotor is prof.dr.ir. H.H. van den Kroonenberg, algemeen directeur van Energie-onderzoek Centrum Nederland in Petten.

Prij maakt deel uit van een groep die zich daar al jarenlang in ILONA-verband bezighoudt met thermomechanische problemen, zowel door berekeningen als aan de hand van experimenten in Asse.

Slechts een klein deel van het proefschrift gaat over de stralingsbeschadiging. Het doel daarbij is te bepalen tot welke afstand van het opgeslagen kernsplijtingsafval scheuren in het zout kunnen ontstaan als de opgeslagen chemische energie plotseling zou vrijkomen. Aangenomen is dat vlak aan het boorgat het zout voor 20% ontleed is.

De hamvraag is natuurlijk hoe snel de energie vrijkomt. Veiligheidshalve neemt Prij aan dat dit even snel gaat als bij een nucleaire explosie en daarvan is er in 1964 inderdaad een teweeggebrach in een zoutpijler in Mississippi. Aan de hand van de toen gedane waarnemingen wordt berekend dat scheuren vanuit het boorgat tot 3,6 m in het zout zouden doordringen. Uiteraard is dit een grove overschatting, omdat het vrijkomen van de opgeslagen energie in werkelijkheid begrensd wordt door de snelheid waarmee een temperatuurstijging zich kan voortplanten.

DE BOSBRAND GEBLUST?

Als de Groningse en Twentse dissertaties ede uitkomsten van de Brine Migration Test bijeen worden genomen, blijft er van de radiolyse weinig meer te vrezen voor de veiligheid van de opberging van kernsplijtingsafval in steenzout. Die conclusie was overigens al te trekken uit een in 1985 verschenen artikel van drie ECN-medewerkers, die voorrekenden dat significante energieopslag alleen in een nauwe zone rondom de boorgaten op zou treden, zodat de bosbrand hoogstens in een boomsingel zou kunnen woeden.

Dat doet niets af aan de waarde van het Groningse onderzoek voor het wetenschappeijk onderwijs en de kennis van de verschijnselen die in vaste stoffen kunnen optreden.

Welke chemicus in de Leidse collegezaal had destijds willen geloven dat je in het laboratorium natriumchloride, zonder elektroden aan te brengen, voor meer dan 5 procent kunt ontleden? Alleen de verpleegster heeft toen echt voorzien wat er ging gebeuren.

foto: Een laag atomen in een zoutkristal: kleine cirkels natrium, grote chloor. Door bestraling hebben drie chlooratomen hun plaatsen verlaten en H-centra gevormd (gearceerd). Door samenvloeien daarvan kunnen belletjes chloor ontstaan. De lege roosterplaatsen, waarin een elektron (e-) is achtergebleven, zijn de F-centra. Twee naast elkaar (midden) vormen de aanet tot de vorming van een natrium-uitscheiding.

tekening: Fig. 2.

Opberging van radioactief afval in een zoutpijler. Licht- en middelactief afval wordt vanaf galerijen op 600 m diep in holten gestort. Het verglaasde kernsplijtingsafval wordt vanaf 900 m onder de grond in boorgaten neergelaten. Galerijen en toegangsschachten worden uiteindelijk weer met zout opgevuld.

grafiek: Fig. 3.

Opslag van stralingsenergie in natriumchloride, met een kleine toevoeging van kaliumchloride, naar het proefschrift an Groote en Weerkamp. Horizontaal is uitgezet de door bestraling met elektronen per gram zout gedeponeerde energie (in kilojoule). Verticaal wat daarvan als chemische energie is opgeslagen (in joule).

De meetpunten zijn verkregen door de bij opwarming van bestraalde preparaten vrijkomende warmte te meten. Het sterkst bestraalde preparaat spatte daarbij, toen pas energie (a) was vrijgekomen, uit elkaar, waarbij het resterende chloor ontweek. Dr ook de hoeveelheid warmte te bepalen die nodig was om het in de brokstukken nog aanwezige natrium te smelten, kon de oorspronkelijke energie-inhoud (b) worden gereconstrueerd.

De tussen de meetpunten door getrokken rechte wijst uit dat 0.065% van de ingestraalde energie wordt opgeslagen. Bij opberging van radioactief afval zijn, over een veel langere tijdsduur, stralingsdoses in het gearceerde gebied te verwachten. De weergegeven laboratoriumresultaten zoudenaarop alleen dan overdraagbaar zijn als ze onafhankelijk waren van de bestralingsintensiteit. Het feit dat deze tot een factor 5 verschilde en de meetpunten niettemin redelijk op een lijn liggen wijst erop dat dit inderdaad zo is.

foto: Fig. 4a.

Overblijfsel van de Brine Migration Test in Salzbergwerk Asse. Links en rechts van de stalen buis waarin oorspronkelijk de stralingsbron en verwarmingselementen zaten is het zout verkleurd in een varen-achtig patroon. (foto L.H. Vons)

foto:

Foto van tijdens de Brine Migration Test in Salzbergwerk Asse door bestraling verkleurd zout. Daaroverheen getekend (wit) een doorsnede van de bestralingsinrichting; (blauw) lijnen van gelijke stralingsdosis (1000 Gray = 1 joule per gram); (rood) lijnen van gelijke temperatuur. (Institut fur Tieflagerung, Braunschweig)

foto: Fig. 5.

Microfoto van zout verkleurd tijdens de Brine Migration Test. Ter weerszijden van de korrelgrenzen is geen verkleuring te zien (Institut fur Tieflagerung, Braunhweig).