De alkali-silicareactie in vaten met concentraten

Over welke vaten ging het?

Naar aanleiding van deze ontdekking zijn we gestart met een intensief controle- en onderzoeksprogramma. Al snel bleek dat alle vaten die gelvorming vertoonden, geconditioneerd waren in de kerncentrale van Doel. Het ging voornamelijk om vaten met zogeheten evaporatorconcentraten: laagactief vloeibaar afval dat ontstaat tijdens de exploitatie van een kerncentrale en dat men daarna laat verdampen. Het slib dat daarna overblijft, wordt vervolgens gemengd met beton, zodat het een betonblok in het afvalvat vormt. Dat procedé noemen we de conditionering van het afval: het zorgt ervoor dat de radioactiviteit ingesloten wordt.

Hoe is de gel ontstaan?

Al in de eerste fase van ons onderzoek werd duidelijk hoe de gel was ontstaan: door een fysisch-chemische reactie in het beton dat het radioactieve afval bevat. Meer bepaald ging het om een zogeheten alkali-silicareactie (ASR). De alkalische stoffen die sterk aanwezig waren in dit afval, reageerden met de reactieve silica in het betongranulaat. Zo vormden ze een gelachtige substantie in het beton. Die verspreidde zich vervolgens buiten het beton en verder buiten het vat.

ASR is een bekend fenomeen in de bouw, maar daar gaat het om een andere gel dan in vaten met radioactief afval. Het verschil zit met name in de chemische samenstelling van de concentraten.

Wat was de volgende stap?

De volgende stap was een onderzoeksprogramma om de structuur, de eigenschappen en het langetermijngedrag van deze gel te analyseren. Zet de vorming van gel zich door? Kan de ASR gestopt worden? Moeten we bang zijn voor zwellingen (uitzettingen) en/of barsten in de betrokken afvalvaten?

Al in de eerste fase van ons onderzoek werd duidelijk hoe de gel was ontstaan: door een fysisch-chemische reactie in het beton dat het radioactieve afval bevat.

Hoe voerden we dit onderzoek?

We bestudeerden radioactieve gels uit een aantal vaten en vervangers van deze gels in verschillende laboratoria. Zo wilden we hun gedrag onder verschillende omstandigheden leren begrijpen. We maakten ook beton met concentraten die de concentraten uit Doel simuleerden, en bestudeerden vervolgens hoe die zich gedroegen. Momenteel controleren we het expansiegedrag van dat beton en onderzoeken we mogelijke manieren om de ASR te stoppen. Een van de denksporen bestaat erin de relatieve vochtigheid (hygrometrie) in het beton te wijzigen. We brengen de monsters ook in contact met kooldioxide, wat de ASR zou kunnen stoppen. De resultaten van deze analyses worden in 2026 bekendgemaakt.

Veiligheid gegarandeerd

Sinds 2013 volgt Belgoprocess de betrokken vaten op met inspectierondes, cameravisualisaties, monitoring van de omgevingslucht en wrijfproeven. Er worden ook vaten uit de stapel gehaald om ze individueel te inspecteren. Alle waarnemingen bevestigen dat de veiligheid van de tijdelijke opslag gewaarborgd blijft.

Een nieuw gebouw

Hoewel er sinds 2013 weinig veranderd is, worden de betrokken vaten eind 2025 naar een nieuw, tijdelijk opslaggebouw overgebracht. Dat nieuwe gebouw zal afwijken van andere installaties. Zo zullen de vaten er niet piramidaal worden gestapeld, maar verticaal en per vier in metalen frames. Camera's die aan de loopkraan zijn bevestigd, zullen de vaten vanuit verschillende hoeken fotograferen. Bovendien kunnen de vaten gemakkelijker uit de stapel worden gehaald voor nadere inspectie in een speciaal daartoe bestemde zone. De gel kan daar ook verwijderd worden.

Hoewel er sinds 2013 weinig veranderd is, worden de betrokken vaten eind 2025 naar een nieuw, tijdelijk opslaggebouw overgebracht.

Wat is de eindbestemming van deze vaten?

Vaten die (mogelijk) gelvorming vertonen, kunnen niet in deze toestand geborgen worden in de toekomstige oppervlaktebergingsinstallatie in Dessel. We bestuderen verschillende denksporen om de bergbaarheid van deze vaten te garanderen.