Welke impact zouden verstoringen door de gasproductie hebben op diepe berging?
In een diepebergingsinstallatie voor radioactief afval kan gas ontstaan. Het overgrote deel van dat gas is waterstof. Dat ontstaat door corrosie van metalen die aanwezig zijn in het afval, in de verpakking ervan en in de kunstmatige barrières. Zulke gasproductieprocessen verlopen over het algemeen erg traag. Toch is het essentieel om na te gaan of het gas het gesteente rond de bergingsinstallatie niet zal beschadigen.
We willen begrijpen hoe gassen zich verspreiden, meer bepaald in klei. Daarom voeren we talrijke laboratoriumexperimenten en modelleringen uit.
Diffusief transport
Het geproduceerde gas lost op in het poriënwater van de materialen die aanwezig zijn in een installatie en verspreidt zich vervolgens van de ene porie naar de andere. Via deze transportwijze, ook ‘diffusief transport’ genoemd, kan het gas worden afgevoerd zonder de kunstmatige barrières en de klei te verstoren. Ze geniet daarom de voorkeur in een bergingsinstallatie.
Afvoer via breuken
Als diffusief transport niet volstaat om het geproduceerde gas af te voeren, hoopt het zich op en wordt de gasdruk in de installatie verhoogd . Wanneer een bepaalde druk wordt bereikt, baant het gas zich een weg uit de installatie, via breuken in de kunstmatige barrières en/of de klei. De afvoer van het gas via de vorming van dergelijke breuken moet vermeden, worden omdat deze breuken de werking van de installatie kunnen verstoren.
Een aangepaste architectuur
Om de verstoringen door de productie en afvoer van gas te beperken, wordt de algemene architectuur van de installatie in de meeste bergingsconcepten aangepast. Het doel? Voldoende vacuüms in de kunstmatige barrières creëren, zodat het gegenereerde gas continu kan worden afgevoerd door oplossing en diffusie, waardoor overmatige druk wordt vermeden.
Het Europese EURAD 1-programma
EURAD 1, dat gefinancierd wordt door de Europese Unie, was het eerste gezamenlijke Europese programma voor het beheer van radioactief afval (2019-2024). In de roadmap van EURAD 1 kreeg de productie en afvoer van gassen hoge prioriteit toebedeeld voor RD&D (Research, Development & Demonstration). De EURAD-GAS-werkgroep, geleid door wetenschappers van NIRAS, heeft onder meer het vertrouwen helpen versterken en de wetenschappelijke basis voor de fundamentele principes van gastransport in kleimaterialen verstevigd. Ze bevestigde dat die fundamentele transportmechanismen vergelijkbaar zijn, ongeacht het soort klei.
EURAD-GAS stelde ook documenten op voor de agentschappen die belast zijn met het beheer van radioactief afval, om ze te helpen hun bergingssysteem optimaal te ontwerpen en zo de impact van gas en/of de onzekerheden in verband met het transport ervan te verminderen.
HADES: een internationaal erkend ondergronds onderzoekslaboratorium
HADES is een ondergronds onderzoekslaboratorium in Mol, op een diepte van 225 meter in de Boomse Klei. Het helpt ons het ‘in situ’-gedeelte van ons RD&D-programma uit te voeren met het oog op de diepe of geologische berging van hoogactief en/of langlevend afval.
Welke thermische verstoringen kunnen invloed hebben op het gastgesteente van een diepebergingsinstallatie?
Hoogactief afval geeft warmte af, waardoor het gesteente rond een bergingsinstallatie tijdelijk opwarmt. Om het effect hiervan te meten bij klei, lanceerden we het grootschalige verwarmingsexperiment PRACLAY in het ondergrondse laboratorium HADES.
Welke hydromechanische verstoringen kunnen invloed hebben op het gastgesteente van een diepebergingsinstallatie?
Om een diepebergingsinstallatie te bouwen, worden er galerijen uitgegraven. Ons RD&D-programma moet aantonen dat we de effecten voor de langetermijnveiligheid van deze hydromechanische verstoringen op het gastgesteente en de bergingsinstallatie goed begrijpen.
Ondergronds laboratorium HADES blaast 40 kaarsjes uit
Onderzoek
HADES vormt al 40 jaar de bakermat voor onderzoek naar geologische berging in België. Marc Demarche, directeur-generaal van NIRAS, gaat in dit interview dieper in op het ontstaan en de rol van het ondergrondse laboratorium.
Lees meerLaatst aangepast 22/04/2025