Ontmanteling kernreactoren wordt langstlopende werf van België

Zelfs nu de federale regering beslist heeft om twee kernreactoren open te houden, moeten er nog altijd vijf worden afgebroken. De ontmanteling van de koeltorens is daarbij zeker niet de grootste uitdaging.

“Elk mooi verhaal verdient een mooi einde”, is het motto waarmee Peter Vyvey, de decommissioning program manager van Electrabel, zijn medewerkers motiveert. Minstens vijf van de zeven Belgische kernreactoren – vier in Doel, drie in Tihange – worden tegen eind 2025 stilgelegd. Het hadden er zelfs acht kunnen zijn, maar de grondwerken voor Doel 5, een centrale die met 1.400 megawatt (MW) de grootste zou zijn geweest, werden in 1988, twee jaar na de kernramp in Tsjernobyl, stopgezet. De sluitings- en ontmantelingsoperatie wordt een industrieel project van de eerste orde. De afbraak van de koeltorens is zeker niet de grootste uitdaging. Het verwijderen van de nucleaire brandstofstaven, het decontamineren van het reactorvat en de aanpalende onderdelen, en het voortdurend scheiden van nucleair en klassiek afval zijn de klussen die het meest tijd zullen vergen.

Om de planning van dat complexe kluwen vast te leggen, hoeft Vyvey niet blind te varen. Er zijn al afbraakoperaties aan de gang of voltooid in Duitsland (Stade, Neckarwestheim en Obrigheim), Frankrijk (Chooz, Fessenheim en Mühleberg), Zweden (Ringhals) en Spanje (José Cabrera). De eerste reactor die buiten gebruik werd gesteld, was zelfs een Belgische: Belgian Reactor 3 (BR3), de eerste drukwaterreactor in West-Europa, werd stilgelegd in 1987. De onderzoeksreactor werd gebruikt om ontmantelings- en decontaminatietechnieken te optimaliseren. Al is de schaal niet vergelijkbaar. BR3 was een reactor van 10,5 megawatt. Doel 3 is met zijn 1.006 megawatt bijna honderd keer groter.

Fase 1: Voorbereiding

De ontmanteling wordt bijzonder tijdrovend. “In principe sluiten vijf van de zeven kernreactoren in één jaar tijd”, zegt Vyvey. “Voor de organisatie was het eleganter geweest als dat iets meer in de tijd was gespreid, maar technisch maakt dat niet zoveel uit. Elke reactor moet door het hele traject van definitieve stopzetting, ontmanteling, afbraak en bodemsanering. Doel 3 en Tihange 2 fungeren als proefprojecten. De lessen die we daaruit trekken, nemen we mee naar de andere reactoren.”

Nu de overheid beslist heeft twee kerncentrales alsnog open te houden, zal de planning voor de ontmanteling volledig opnieuw moeten worden bekeken. Vyvey: “Een deel van de mensen zou dan bezig moeten blijven met projecten voor de uitbatingsverlenging en de uitbating van de centrales. Dat zou een enorme impact op de manier van werken hebben.”

De eerste stappen voor de stopzetting zijn al gezet. Enkele tientallen Electrabel-medewerkers, ondersteund door zo’n 150 ingenieurs van het zusterbedrijf Tractebel, bereiden de definitieve stopzetting voor. “De eerste maand doen we hetzelfde als wat we doen bij de jaarlijkse onderhoudsbeurt: de reactor wordt stilgelegd en leeggemaakt, de veiligheidssystemen worden aangepast aan de modernste standaarden en alle onderdelen worden gescreend. Het verschil is dat er nadien geen heropstart komt.”

De periode 2023-2025 belooft niet de meest eenvoudige te worden voor de centrales in Doel en Tihange. Het wordt een gemengde toestand: sommige medewerkers zullen dagelijks bezig zijn met de uitbating van de overige eenheden, anderen met de stillegging van Doel 3. “De activiteiten van die laatste groep nemen al toe. Dat is een andere mentaliteit dan de dagelijkse productie. Wellicht gaan we die groepen ook wat scheiden. Dat zal veel vergen van de organisatie, want we willen niet dat de ontmanteling afbreuk doet aan de nucleaire productie.”

Fase 2: Definitieve stopzetting 3,5 tot 5 jaar

Op 1 oktober start voor Doel 3 de definitieve stopzetting. Die fase neemt drieënhalf tot vijf jaar in beslag. In die periode worden alle splijtstof en andere gevaarlijke stoffen uit de centrales verwijderd. Tegelijkertijd wordt op de site een nieuwe materiaalverwerkingsfabriek gebouwd. “Eigenlijk is afbraak niet het juiste woord voor wat we doen”, zegt Vyvey. “We halen de reactor deeltje voor deeltje uit elkaar, zoals je een Lego-gebouw blokje voor blokje uiteenhaalt. Die blokjes meten we op radioactiviteit, om ze netjes te sorteren.”

Enkele onderdelen zijn besmet door ruim veertig jaar werking. Denk bijvoorbeeld aan de primaire kring, waar het water dat de stoomgeneratoren aandrijft door de reactor vloeit. Die kring wordt tijdens de fase van de definitieve stopzetting gevuld met water, waaraan een zuur is toegevoegd. Dat zuur vreet de eerste laag van het materiaal weg, waarna het wordt gefilterd. Het residu wordt opgevangen in harsen en belandt bij het nucleaire afval. “Het principe is dat je alles scheidt wat je kunt scheiden, om het volume nucleair afval maximaal te beperken.”

Aan sommige afvalstromen, zoals de honderden kilometers kabel, zal wellicht nog een cent kunnen worden verdiend. Dat geldt niet voor het nucleaire afval. De ontmanteling van de zeven kernreactoren zal ongeveer 85.000 kubieke meter kernafval opleveren. De overgrote meerderheid, 70.000 ton, behoort tot categorie A, het laagradioactief afval. Ongeveer 10.000 ton, waaronder de harsen, zit in categorie B, en 5.000 ton, voornamelijk de splijtstoffen, is hoogradioactief. Voor de laatste twee categorieën kijkt het Niras, de Nationale Instelling voor Radioactief Afval en verrijkte Splijtstoffen, naar langdurige geologische berging.

Zodra de centrale stilligt, is de splijtstof niet meer actief en is de kettingreactie gestopt. Al is het ‘natuurlijk verval’ nog heel hoog: de brandstofstaven – 20 centimeter diameter en 3,5 tot 4 meter lang – blijven flink wat warmte produceren, ettelijke megawatturen zelfs. Daarom worden de staven in een dok gestopt met zeer zuiver water en met warmtewisselaars om de hitte af te voeren. Mocht dat niet gebeuren, dan zouden ze ultiem vanzelf beginnen te smelten.

Na die natte opslagfase worden de staven per twaalf of veertien in speciale containers geplaatst. Die containers komen in een speciaal daarvoor ontworpen, beveiligd magazijn terecht. Die gebouwen – twee in Doel, één in Tihange, met een kostprijs van een kleine 100 miljoen euro per stuk – zullen het enige restant van de kerncentrales zijn dat na de volledige afbraak nog op het terrein aanwezig blijft. Daar blijven ze tot ze ondergronds worden opgeslagen, al duurt dat nog een tijdje. Niras verwacht dat de bouw van die opslagruimte pas in 2050 begint en pas klaar is in 2070.

Tijdens de fase van de definitieve stopzetting worden ook al beslissingen genomen over de volgende fase. Bijvoorbeeld over hoelang de koeltoren van Doel 3 in gebruik blijft. Omdat die ook een stuk koelt voor Doel 2, is dat zeker tot in 2025. Alleen vergt zo’n gebouw onderhoud, en dat kost geld. Dus moet er een afweging worden gemaakt wanneer de afbraak mogelijk is.

Lees verder onder de tabel

Fase 3: Ontmanteling 12 tot 13 jaar

Alle activiteiten die tijdens de definitieve stopzetting plaatsvinden, vallen onder de huidige uitbatingsvergunning. Zodra de site echt wordt ontmanteld, is een andere vergunning nodig. “Die is in voorbereiding”, legt Vyvey uit. “We moeten daarvoor een melding van stopzetting doen. Dat betekent niet alleen dat we zeggen dat we stoppen, maar ook hoe we dat gaan doen, steeds met de veiligheid als prioriteit. De gesprekken met de Belgische toezichthouder van de nucleaire sector, het FANC, lopen. De vergunning is pas nodig vanaf 2026.”

Een van de gespreksonderwerpen is of en in welke mate er al ontmantelingsactiviteiten kunnen plaatsvinden tijdens de definitieve stopzetting. Dat is technisch geen probleem, maar juridisch zou je dan met twee licenties op dezelfde eenheid zitten. Vyvey verwijst naar het voorbeeld van enkele Duitse centrales om aan te geven dat het kan. Maar hij is de eerste om erop te wijzen dat niet alle te sluiten reactoren in 2025 tegelijk zullen worden aangepakt. “We zullen een bepaalde sequentie volgen. Het is bijna onmogelijk op twee nucleaire eenheden tegelijk te werken, eenvoudigweg omdat voor sommige specifieke operaties niet voldoende apparatuur op de markt is.”

Bij die ontmanteling gaan alle nucleaire en niet-nucleaire installaties voor de bijl. Het gaat bijvoorbeeld over het reactorgebouw met daarin het reactorvat, de stoomgeneratoren en het betonnen schild rond het reactorvat. Toch is maar liefst 98 procent van het afval conventioneel bouwafval, dat onmiddellijk kan worden afgevoerd. Het reactorvat bijvoorbeeld is een enorme structuur: 330 ton zwaar, 4 meter breed, 6 meter hoog, met 20 centimeter dikke wanden. Veel van de radioactiviteit aan de binnenwanden is al weggevreten door het zuur tijdens de vorige fase. Tijdens de ontmanteling wordt de radioactiviteit bij wijze van spreken per vierkante centimeter gemeten, en waar nodig weggeschraapt. Het restant, het leeuwendeel van het gebouw, is klassiek afval.

Toch blijft de relatieve snelheid van de ontmanteling opmerkelijk. De kernreactor in het Franse Chooz, net over de Belgische grens, werd in 1991 stilgelegd. Deels door de geologische omstandigheden werd pas in 2007 met de eigenlijke afbraak begonnen, al waren de zwaarste radioactieve materialen daarvoor al verwijderd. In het schema dat Electrabel momenteel hanteert, kan Doel 3 tegen 2037 worden ontmanteld. “België heeft gekozen voor een directe ontmanteling”, zegt Vyvey. “Het zal niet gemakkelijk zijn dat effectief binnen de vijftien jaar te doen. Bij zulke grote projecten gebeuren altijd wel zaken die je niet verwacht. Maar op basis van internationale ervaringen lijkt dat een haalbare planning.”

Fase 4: Afbraak en bodemsanering 2 jaar

Als de kerncentrale is ontmanteld, rest nog slechts de klassieke afbraak van de gebouwen op het terrein. Logischerwijze zal dat niet gebeuren door de gebouwen met dynamiet op te blazen, zoals veelal het geval is bij de sloop van een gascentrale of andere grote gebouwen. De koeltorens zullen worden gesloopt door een kraantje dat bovenaan rondjes rijdt en zich langzaam een weg naar beneden baant.

Met uitzondering van het opslaggebouw voor de containers met splijtstof en het andere hoogradioactief afval, is het terrein dan leeg. Na de nodige bodemsaneringen kunnen de gronden, die eigendom zijn van Electrabel, een nieuwe bestemming krijgen, weliswaar met veiligheidsbeperkingen, gezien de aanwezigheid van de gebruikte splijtstof. De ligging in Doel zal zeker logistieke en havenbedrijven interesseren. Maar hoe dat concreet in zijn werk zal gaan, is nog verre toekomstmuziek.

Ondanks de ervaring en de kennis die de ontmanteling zal opleveren, heeft Electrabel beslist zich niet te storten op de markt van de afbraak van nucleaire reactoren. Die wordt geraamd op honderden miljarden euro’s. Al wijst Vyvey erop dat je voor elke ontmanteling telkens in een andere context werkt. “De wetgeving is in elk land anders. Hier heeft de uitbater bijvoorbeeld een spaarpot aangelegd voor de ontmanteling, in andere landen doet de overheid dat”, legt hij uit. “Je kunt dus niet overal hetzelfde procedé gebruiken. Maar we willen het tot de laatste dag professioneel aanpakken.”