Ons onderzoeksprogramma naar vezelbeton voor oppervlakteberging

Waarom is beton essentieel voor de bergingsinstallatie?

De vaten met radioactief afval en het bulkafval zullen met mortel ingekapseld worden in betonnen caissons.

De vaten met radioactief afval zullen met mortel ingekapseld worden in betonnen caissons. Het resultaat noemen we ‘monolieten’. Die zullen naar de bergingssite getransporteerd worden, waar ze in betonnen bunkers (‘modules’) geplaatst worden. Beton en mortel hebben gunstige eigenschappen waardoor ze het afval isoleren en de radioactieve stoffen insluiten: de twee belangrijkste veiligheidsaspecten van de toekomstige bergingsinstallatie.

Wat is vezelbeton?

Vezelbeton wordt gemaakt volgens een specifieke formule, door het homogeen toevoegen van vezels. Het is een verbeterd beton, versterkt dankzij deze vezels die meestal van staal zijn. Conventioneel gewapend beton daarentegen is alleen versterkt door wapening. Veel betonconstructies maken gebruik van een hybride oplossing van gewapend beton en vezelbeton: dankzij de vezels is er dan minder wapening nodig. Maar voor de caissons van de oppervlaktebergingsinstallatie opteren we in dit stadium voor volledig vezelversterkt beton met vezels van roestvrij staal. Als het nodig blijkt, voegen we mogelijk een heel beperkt aantal wapeningen toe.

Waarom hebben we een RD&D-programma voor vezelbeton gelanceerd?

Ons onderzoeks- en demonstratieprogramma heeft bevestigd dat vezelbeton verschillende voordelen biedt, in de eerste plaats qua duurzaamheid en veiligheid.

In een agressief midden, zoals in afval met een hoge concentratie chloriden, heeft de wapening van beton de neiging om mettertijd te corroderen. Dat leidt op termijn tot scheuren in het beton, wat de veiligheid van de installatie in gevaar kan brengen. Onder meer daarom zou kortlevend laag- en middelactief afval met een hoge concentratie chloriden volgens de huidige stand van zaken niet geborgen kunnen worden in de oppervlaktebergingsinstallatie.

Om de bergingsinstallatie te optimaliseren, hebben we een onderzoeks- en demonstratieprogramma gelanceerd. Dat heeft bevestigd dat vezelbeton verschillende voordelen biedt, in de eerste plaats qua duurzaamheid en veiligheid. Zo is vezelbeton beter bestand tegen corrosie, en dus duurzamer. Tests tonen aan dat de effecten van corrosie op vezelbeton trager verlopen en vooral minder invasief zijn dan op gewapend beton. Want gewapend beton scheurt uiteindelijk onder invloed van corrosie en kan afbrokkelen, wat de effecten van corrosie kan verergeren. Vezelbeton biedt ook voordelen op het vlak van veiligheid. Er hoeft geen complexe wapeningskorf gemaakt te worden, wat het risico op fouten en ongevallen tijdens de fabricage vermindert en de kosten drukt.

Tests in laboratoria en in de caissonfabriek

In het laboratorium werden verschillende samenstellingen van vezelbeton ontworpen en getest. Zo kwamen we tot de ideale samenstelling. Laboratoriumtests bevestigden de mechanische sterkte van de gekozen samenstelling en gaven een eerste indruk van de toepassingsmogelijkheden. Deze samenstelling werd vervolgens getest in de fabriek waar de caissons gemaakt zullen worden. Die tests zijn nog aan de gang. De eerste resultaten tonen aan dat de sterkte van vezelbeton, ongeacht of het ter plaatse of in het laboratorium vervaardigd is, vergelijkbaar is. Ze tonen ook de bewerkbaarheid aan van dit materiaal voor het maken van caissons.

Geoptimaliseerde productie

Dankzij dit onderzoek hebben we de productiemethode voor de caissons kunnen optimaliseren. Teneinde de productiekwaliteit te verhogen, hebben we verschillende procedés getest met de Design of Experiments-methode (DoE) om het effect van verschillende productieparameters te kwantificeren. We blijven de fabricage van prototypecaissons volgen om de productiemethode verder te verfijnen.

Als we uiteindelijk kiezen voor vezelbeton, moeten we het veiligheidsdossier voor de bergingsinstallatie in die zin aanpassen en laten valideren door het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC). Op middellange termijn kunnen we dan de industrialisatie van het fabricageproces plannen.