Blootstelling aan grondwater kan ertoe leiden dat het metaal en glas dat het afval vasthoudt, afbreken
Nieuwe laboratoriumexperimenten onthullen een potentiële kwetsbaarheid in containers die de Amerikaanse regering van plan is te gebruiken voor het ondergronds opslaan van kernafval, mogelijk onder de Yucca-berg in Nevada (foto).
Containers die de Amerikaanse regering van plan is te gebruiken om gevaarlijk kernafval ondergronds op te slaan, zijn mogelijk kwetsbaarder voor waterschade dan eerder werd gedacht.
Miljoenen liters zeer radioactief afval van het Amerikaanse kernwapenprogramma bevinden zich momenteel in tijdelijke opslageenheden in het hele land. Het plan van de regering om dit materiaal permanent te verwijderen, is om radioactief afval te mengen in glas of keramiek, het in roestvrijstalen containers te verzegelen en diep onder de grond te begraven. Zo’n stortplaats voor kernafval kan worden gebouwd onder de Yucca-berg in Nevada, maar de lokale oppositie heeft het project stopgezet (SN: 16/1/02).
Nu onthullen nieuwe laboratoriumexperimenten een andere potentiële snafu in het schema. Wanneer een verpakking van kernafval wordt blootgesteld aan grondwater, kunnen chemische interacties tussen een roestvrijstalen bus en de inhoud van glas of keramiek ontstaan de materialen iets sneller laten corroderen dan verwacht, rapporteren onderzoekers online op 27 januari Nature Materials. Die corrosie kan het in de container opgeslagen radioactieve afval blootstellen.
Xiaolei Guo, materiaalwetenschapper aan de Ohio State University in Columbus, en collega’s ontdekten dit probleem door stukjes roestvrij staal tegen glas of keramiek te drukken en de materialen onder te dompelen in een zoutwateroplossing, waardoor blootstelling aan grondwater wordt gesimuleerd. Toen water in de grens tussen het roestvrij staal en keramiek of glas sijpelde, gaf het staal ferro-ijzer, ferri-ijzer en andere componenten vrij die een zure omgeving aan het metaaloppervlak creëerden. Die zuurgraad tastte het naburige keramiek of glas aan.
Enige blootstelling aan water wordt als onvermijdelijk beschouwd terwijl kernafval wordt begraven, zegt William Ebert, een onderzoeker van nucleair materiaal bij het Argonne National Laboratory in Lemont, Illinois, niet betrokken bij het werk. Een ondergrondse stortplaats voor kernafval moet immers duizenden jaren veilig afval opslaan. Maar Ebert waarschuwt dat het onderdompelen van metaal, glas en keramiek in zout water in het laboratorium heel anders is dan een zeer kleine hoeveelheid grondwater dat in een stalen bus sijpelt. Het is dus niet helemaal duidelijk hoeveel het nieuw geïdentificeerde corrosieproces het begraven nucleair afval in gevaar zou brengen.
Guo en collega’s onderzoeken materialen om de binnenkant van een stalen bus te coaten die als buffer zou kunnen dienen tussen het metaal en keramische of glazen componenten, voor het geval dat.
