Nieuw keramiek voor verwerking van radioactief afval

Onderzoekers van het energie-onderzoekscentrum in Karlsruhe hebben een nieuwe keramiek (KAB 78) ontwikkeld voor de opslag van radioactief afval. Op dit moment wordt hoog actief afval verpakt in beton of zogeheten glascilinders die ondergronds in stabiele zoutkoepels of bovengronds in speciale betonnen containers worden opgeslagen. Van de thans beschikbare insluitingsmaterialen is glas het beste, met name borosilaatglas. Glazen zijn echter thermodynamisch instabiel en kunnen door verhitting uitkristalliseren.

Om chemische vermenging te voorkomen mag slechts 15 tot 25 procent van het gewicht van het afval worden ingesloten. Hoewel de huidige verpakkingsmethoden relatief veilig worden geacht, is de afgelopen tien jaar veel onderzoek gedaan naar thermodynamisch stabiele materialen, zoals keramiek, koolstof, geperst en gempregneerd beton en synthetische titanaat- en zirconaat mineralen (synroc). In Karlsruhe wordt het radioactief afval na een chemische behandeling vermengd met water en de keramische elementen kaolien (porseleinaarde), bentoniet (kleigesteente) en korund (gekristalliseerd aluminiumoxyde; robijn en saffier zijn vormen van korund). De cilindervormige tabletten worden 20 minuten lang verhit bij een temperatuur van rond de 1300 graden Celsius, waardoor zij zich verdichten. De interne roosterstructuur verschilt daarbij wezenlijk dan die van glaskristallen. Hierdoor kan driemaal zoveel radioactief afval worden ingesloten als bij glas.

Keramiek biedt ook goede garanties tegen contact met zoutlagen. Tot nu toe is geexperimenteerd met Plutonium 238. Die heeft een korte halfwaardetijd en dus een grotere activiteit. Zelfs na langdurige straling traden er geen structuurwijzigingen in de keramiek op. De verpakkingsmethode is ook geschikt voor andere schadelijke stoffen.