Zoutlagen zijn voornamelijk te vinden in het midden en noorden van Nederland. Deze lagen zijn ondoordringbaar voor water en hebben bovendien een zelfhelend vermogen. Wanneer er breuken ontstaan in het zout, helen deze op natuurlijke wijze zonder dat er menselijk handelen voor nodig is. Zout is vloeibaar, zoals bijvoorbeeld stroop of teer. Dit wordt ook wel kruip genoemd, wat zorgt dat open ruimtes uiteindelijk vanzelf dicht gaan. Bij een eindberging in zout wordt het radioactief afval uiteindelijk volledig ingekapseld door het zout.
Hierdoor kunnen de radioactieve stoffen de oppervlakte niet bereiken: ze zitten als het ware gevangen in het zout. Pas na zeer lange tijd, enkele tot tientallen miljoenen jaren, zouden de stoffen misschien de oppervlakte kunnen bereiken. Tegen die tijd is een groot deel van het radioactieve materiaal vervallen en vormt geen stralingsrisico meer voor mens en natuur.
Een bergingstunnel in de WIPP-faciliteit in de Verenigde Staten. Foto van Dunagan and Nelson (2010).
Het bestaan van 250 miljoen jaar oude zoutlagen toont aan hoe ondoordringbaar en stabiel deze aardlagen zijn.
In Nederland zijn er naast horizontale zoutlagen ook zoutkoepels te vinden. Een zoutkoepel is een enorm zoutlichaam dat zich enkele kilometers kan uitstrekken zowel verticaal als horizontaal. Voor het realiseren van een eindberging wordt specifiek onderzoek gedaan naar een faciliteit in zo’n zoutkoepel. In een zoutkoepel kunnen de positieve eigenschappen van zout, zoals hierboven benoemd, optimaal gebruikt worden.
De uitgevoerde veiligheidsstudie richt zich op het bestuderen en begrijpen van processen die al miljoenen jaren actief zijn in diepe zoutformaties. Door geologische omgevingen te bestuderen die vergelijkbaar zijn met de zoutkoepels die in aanmerking komen voor een eindberging, kunnen we deze processen beter begrijpen. Natuurlijke analogen leveren bewijs van het vermogen van zout om langdurige stoffen in te sluiten: het bestaan van 250 miljoen jaar oud zout alleen al geeft aan dat het materiaal ondoordringbaar is, aangezien elk doorlatend zout al lang zou zijn opgelost door grondwater. Ook andere voorbeelden, zoals het aardgas dat opgesloten ligt onder het Zechstein-zout in Nederland en de CO2 in de Werra/Fulda-zoutlaag in Duitsland, laten zien hoe ondoordringbaar is.
Bovendien is zout erg droog wat tot uitzonderlijke conservering van organische materialen. In de zoutmijnen van Hallstatt zijn artefacten uit de bronstijd, waaronder houten gereedschappen en textiel, bewaard gebleven. Evenzo zijn oude menselijke resten gevonden in de zoutmijn van Chehrabad in Iran, die opmerkelijk goed bewaard zijn gebleven door de droogte van het zout. Het bestuderen van deze natuurlijke analogen is cruciaal, aangezien het inzicht geeft hoe zout zich gedraagt om lange tijdschalen welke laboratoriumexperimenten niet kunnen simuleren.
In de Waste Isolation Pilot Plant (WIPP), een operationele geologische bergingsfaciliteit in zout, in de Verenigde Staten, wordt een container met radioactief afval op een plaatsingsmachine geladen. Deze machine plaatst de container vervolgens in een boorgat in de muur. Bron: WIPP.
Het COPERA-concept voor zout is gebaseerd op het Duitse concept voor het bergen van hoogradioactief afval in zoutkoepels en op de operationele eindberging in zout in New Mexico, VS. Het bouwt ook voort op de eerdere Nederlandse concepten. Er zijn tientallen jaren aan praktische ervaring in zowel de commerciële zoutwinning als in de bouw van een daadwerkelijke bergingsplaats voor radioactief afval.
Geotechnische beoordeling binnen het COPERA-onderzoeksprogramma geeft aan dat een stabiele en robuuste eindberging met twee niveaus kan worden gebouwd en beheerd in een zoutkoepel op een diepte van meer dan 700 meter. Het in COPERA aangenomen eindbergingsconcept heeft niveaus op 750 en 850 meter diepte. Voor de bouw van de eindberging kunnen bestaande zoutwinningstechnieken en -machines worden gebruikt. Internationale studies tonen aan dat er praktische technieken zijn voor het afdichten van tunnels en schachten in een eindberging. Ook is er nu al veel operationele ervaring met berging van radioactief afval in zout en er wordt er verwacht dat de komende 100 jaar meer operationele ervaring met eindberging in zout beschikbaar komt, ruim voordat deze technieken in Nederland hoeven te worden ingezet. Er is ruimte om het technische ontwerp van de eindberging in de komende jaren verder te optimaliseren op basis van opgedane kennis.
Concept voor een eindberging in zout
Het eindbergingsconcept in zout zal naar verwachting volledige insluiting bieden voor ten minste 1 miljoen jaar, maar waarschijnlijk nog veel langer. Na deze periode kan een miniem deel van de zeer mobiele radioactiviteit uiteindelijk, als gevolg van verstoring van de geologische barrière door subrosie (het oplossen van zout door grondwater) of diapirisme (het omhoogkomen van zout) in omliggende geologische formaties terechtkomen. Het zal worden verdund door en verspreid in diepe poriënwateren en grondwateren, wat resulteert in biosfeerconcentraties, die geen veiligheidsrisico’s opleveren en naar verwachting ver onder de natuurlijke niveaus van radioactiviteit in drinkwater liggen.
De berekeningen die in COPERA zijn gehanteerd voor zout zijn compatibel met de berekeningen, die onafhankelijk zijn geschat door andere nationale programma’s en komen overeen met de resultaten van eerdere Nederlandse veiligheidsberekeningen voor zout.
COPERA is geen locatiestudie. Toch is het wel belangrijk om te weten of er in Nederland überhaupt geschikte locaties zouden zijn, als zout zou worden geselecteerd als de gastheerformatie. Zout is in geschikte diktes en op benodigde diepte aanwezig in grote delen van het midden en noorden van Nederland. Maar er zijn nog aanzienlijke onzekerheden in de diepte-dikteverdeling van bepaalde zoutformaties. Ook is de interne structuur van zoutstructuren, met name van zoutkoepels, nog niet goed genoeg bekend. Het uiteindelijke eindbergingsontwerp kan worden aangepast om compatibel te zijn met de specifieke eigenschappen van kandidaatlocaties, waardoor flexibiliteit in diepte en lay-outaspecten mogelijk is. Deze aspecten zijn niet cruciaal voor de veiligheid.
Een eindberging is zout is haalbaar, betaalbaar en veilig.
De opslag van laag- en middelradioactief afval in 200 liter containers in een eindberging in zout.
Een locatiekeuzeprogramma moet bepaalde geologische structuren en kenmerken vermijden. Hiervoor moeten richtlijnen en criteria worden ontwikkeld. Factoren die onder meer in overweging moeten worden genomen, zijn andere activiteiten waarvoor een zoutkoepel is gebruikt, bijvoorbeeld als opslaglocatie van olie en gas, de variabiliteit van de eigenschappen van het zout, de potentie voor diepe glaciale erosie en diapirisme en subrosiesnelheden.