Synthese van het veiligheidsrapport voor de oppervlaktebergingsinrichting van categorie A-afval in Dessel
NIROND-TR 2012-17 N – december 2012
NIRAS NIROND-TR 2012–17 N Versie 1
CATEGORIE A
Synthese van het veiligheidsrapport voor de oppervlaktebergingsinrichting van categorie A-afval in Dessel
Datum: 07 December 2012
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
iii
Dit rapport is geschreven door W. Wacquier (NIRAS), op basis van inputs van het volledige NIRAS team categorie A. Dit rapport werd nagezien door W. Cool (NIRAS), E. Vermariën (NIRAS), P. De Preter (NIRAS), R. Bosselaers (NIRAS), J.-P. Minon (NIRAS). Dit rapport werd goedgekeurd door R. Bosselaers (NIRAS) Contactpersoon bij NIRAS: Wacquier Wacquier w.wacquier@nirond.be
Goedkeuring NIRAS
Datum
Handtekening
Auteur: William Wacquier Verificatie: Wim Cool Goedkeuring: Rudy Bosselaers
NIRAS
Kunstlaan 14 BE- 210 Brussel www.nirond.be
De gegevens, resultaten, conclusies en aanbevelingen in dit rapport zijn eigendom van NIRAS. Dit rapport mag worden geciteerd mits bronvermelding. Dit rapport wordt beschikbaar gesteld op voorwaarde dat het niet voor commerciële doeleinden wordt gebruikt. Voor commercieel gebruik ervan, waaronder tevens het vervaardigen van kopieën of heruitgave, is voorafgaande schriftelijke toestemming van NIRAS vereist.
iv
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Documentinformatie Synthese van het veiligheidsrapport voor de oppervlaktebergingsinrichting van categorie A-afval in Dessel Series
Categorie A
Documenttype
NIROND-TR
Versienummer
1
Status
Open
Documentnummer
NIROND-TR 2012-17 N Versie 1
Publicatiedatum
07 December 2012
Niet van toepassing
Aantal pagina’s
156
NIRAS ISBN
Sleutelwoorden: Categorie A afval, berging, oppervlakteberging, Dessel, veiligheidsrapport, veiligheidsargumentatie, veiligheidsdossier
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
v
vi
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Inhoudsopgave
Inleiding en doelstelling
1
1
Hoofdstuk 1: Organisatie van het dossier en algemene informatie [HS-1]
3
1.1
Inleiding en doelstellingen
3
1.1.1
3
1.2
Engagement van de exploitant
Algemeen overzicht van het oppervlaktebergingsproject
3
1.2.1
Berging
3
1.2.2
De fundamenten van het veiligheidsconcept voor berging aan de oppervlakte
4
1.2.2.1 Passieve insluiting en afzondering door de bergingsinstallatie
5
1.2.2.2 De bijdrage van de bergingslocatie aan de passieve insluiting en afzondering 5 1.2.2.3 De beperking van radioactieve bronterm
6
1.2.2.4 De controles van en het toezicht op de bergingsinstallatie en de onmiddellijke omgeving 1.2.3
8
1.3
Regelgevend kader en fasering
1.4
Institutioneel kader
10
1.5
Algemene informatie over de bergingsinrichting en de site
10
1.5.1
10
1.6 2
Algemeen overzicht van het bergingsprogramma voor het categorie A-afval
6
Doelstellingen van de bergingsinrichting
Structuur en leesgids van het veiligheidsdossier en het veiligheidsrapport niveau 2
8
10
Hoofdstuk 2: Veiligheidsbeleid, veiligheidsstrategie en veiligheidsconcept [HS-2]
12
2.1
Inleiding en doelstellingen
12
2.2
Veiligheidsbeleid en veiligheidsstrategie
12
2.3
Bestaande gegevenheden
13
2.3.1
Reglementaire vereisten
13
2.3.2
Aanbevelingen
13
2.3.3
Overige bestaande gegevenheden
13
2.4
Veiligheidsdoelstelling en strategische veiligheidsoriĂŤntaties
14
2.4.1
Basisprincipes
14
2.4.2
Veiligheid- en stralingsbeschermingsprincipes
14
2.5
Beheerstrategie
15
2.6
Veiligheidsevaluatiestrategie
16
2.7
Ontwerpstrategie
17
2.8
Veiligheidsconcept
18
2.9
Risicoanalyse
20
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
vii
2.10
Synthese van argumenten die het vertrouwen in de veiligheid ondersteunen – conclusies
3
Hoofdstuk 3: Beheersysteem [HS-3] Inleiding en doelstellingen
23
3.2
Geïntegreerd beheersysteem van NIRAS
23
3.2.1
De opdracht van NIRAS als afvalbeheerder
23
3.2.2
NIRAS als nucleair exploitant
23
3.2.3
Integratie van NIRAS als afvalbeheerder en nucleair exploitant
24
Globale organisatie
25
3.3.1
Veiligheidsbeheer
26
3.3.2
Kwaliteitsbeheer
27
3.3.3
Waarden
27
3.3.4
Middelen
27
3.3.5
Meting, evaluatie en verbetering
27
3.4
Processen
27
3.5
Organisatiestructuur tijdens de voorbereiding van vergunningen
29
3.5.1
29
3.6 3.7 3.8
viii
23
3.1
3.3
4
21
Rol en verantwoordelijkheden
Organisatiestructuur tijdens de bouw
29
3.6.1
29
Rol en verantwoordelijkheden
Organisatiestructuur tijdens de inbedrijfstelling
30
3.7.1
30
Rol en verantwoordelijkheden
Organisatiestructuur tijdens de exploitatie
31
3.8.1
31
Rol en verantwoordelijkheden
Hoofdstuk 4: Karakteristieken van de site en haar omgeving [HS-4]
32
4.1
Inleiding en doelstellingen
32
4.2
Inplanting van de site en installaties
33
4.3
Geografie, demografie en huidige en voorziene menselijke activiteiten
33
4.3.1
Fysische geografie
33
4.3.2
Menselijke geografie (demografie en menselijke activiteiten)
33
4.4
Meteorologie en klimatologie
34
4.5
Geologie en seismologie
34
4.6
Hydrologie en hydrogeologie
37
4.7
Geotechnische karakteristieken
38
4.8
Geochemische karakteristieken
38
4.9
Natuurlijke rijkdommen
39
4.10
Algemene beschrijving van de biosfeer
39
4.11
Transport processen in geosfeer en biosfeer
39
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
4.12 5
Beschrijving van de referentietoestanden van de site en haar omgeving
Hoofdstuk 5: Kennis van de fenomenologie van de technische barrières in hun omgeving [HS-5] Inleiding en doelstellingen
41
5.2
De afdekking
41
5.2.1
Rol, eigenschappen en verwacht gedrag
41
5.2.2
Degradatie en veroudering: oorzaken en processen; compatibiliteit en levensduur
43
5.2.3
Resterende onzekerheden
44
5.2.4
Performantie-indicatoren
44
Cementgebaseerde materialen
45
5.3.1
Rol, eigenschappen en verwacht gedrag
45
5.3.2
Degradatie en veroudering: oorzaken en processen, compatibiliteit en levensduur
47
5.3.3
Resterende onzekerheden
50
5.3.4
Performantie-indicatoren
51
Hoofdstuk 6: Afval [HS-6] Inleiding en doelstellingen
53
6.2
Classificatie van het afval
54
6.3
Beschrijving van het afval-acceptatiesysteem van NIRAS
54
6.4
Beschrijving van de afvalfamilies bestemd voor oppervlakteberging en voorlopige
Hoofdstuk 7: Ontwerp en constructie van de bergingscolli [HS-7]
56 61
7.1
Inleiding en doelstellingen
61
7.2
Veiligheidsfuncties en andere functies
61
7.3
Beschrijving van de bergingscolli
62
7.4
Ontwerp
63
7.4.1
Ontwerp en constructieregels
63
7.4.2
Ontwerpbasis
63
Productie van de bergingscolli
64
7.5.1
Kwaliteitsborging en kwaliteitscontrole
65
7.5.2
Afwijking en correctieve acties
65
7.5
8
53
6.1
inventaris van het afval 7
41
5.1
5.3
6
40
Hoofdstuk 8: Ontwerp en constructie van de berging [HS-8]
66
8.1
Inleiding en doelstellingen
66
8.2
Algemene beschrijving
66
8.2.1
66
8.3
Inrichting van de site
Input voor het ontwerp en de ontwerpvereisten
68
8.3.1
Ontwerpinputs en ontwerpvereisten
68
8.3.2
Ontwerpevenementen en referentieongevallen
68
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
ix
8.4
Algemene ontwerp- en constructieregels
69
8.5
Ontwerp en beschrijving van de berging
70
8.5.1
Beschrijving van het ontwerp
70
8.5.1.1 Funderingen
70
8.5.1.2 Modules
71
8.5.1.3 Inspectiegalerij en drainagesysteem
71
8.5.1.4 Stalen dakconstructie en betonnen sokkels
73
8.5.1.5 Multilagen afdekking
73
8.5.1.6 Manutentiewerktuigen
73
8.5.1.7 Afschermingsplaten
75
8.5.1.8 Nucleaire uitrustingen en bijgebouwen
75
8.5.2 8.5.3
8.6
76
Belastingsgevallen en resultaten
79
8.5.3.1 Funderingen
79
8.5.3.2 Modules
79
8.5.3.3 Inspectiegalerij en drainagesysteem
80
8.5.3.4 Stalen dakconstructie en betonnen sokkels
80
8.5.3.5 Multilagen afdekking
81
8.5.3.6 Manutentiewerktuigen
82
8.5.3.7 Afschermingsplaten
82
8.5.3.8 Diversen
82 83
8.6.1
Funderingen
83
8.6.2
Modules (met inbegrip van de betonnen sokkels)
84
8.6.2.1 Beschrijving
84
8.6.3
Inspectiegalerij en drainagesysteem
85
8.6.4
Stalen dakstructuur
85
8.6.4.1 Beschrijving
85
Multi-lagen afdekking
86
8.6.5.1 Beschrijving
86
Manutentiewerktuigen
86
8.6.6.1 Beschrijving
86
Monolieten en afschermingsplaten
86
8.6.6 8.6.7
x
door het veiligheidsconcept
Constructie van de berging
8.6.5
9
Langetermijnveiligheidsfuncties en nucleaire operationele veiligheidsfuncties vereist
8.7
Conformiteitscriteria
87
8.8
Kwaliteitsborging en kwaliteitscontrole
87
Hoofdstuk 9: Uitbating [HS-9]
88
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
10
11
12
9.1
Inleiding en doelstellingen
88
9.2
Uitbatingsfilosofie
88
9.3
Uitbatingsactiviteiten en procesbeschrijving
89
9.3.1
Precommissioning- en commissioning testen
89
9.3.2
Verificatie en aanvaarding van monolieten
90
9.3.3
Transfer van monolieten van IPM tot in de modules
90
9.3.4
Opvulstrategie
91
9.3.5
Behandeling van secundaire afvalstromen
92
9.3.6
Afdichting van de modules
93
9.3.7
Plaatsing van de eindafdekking
93
9.3.8
Interface tussen bouwactiviteiten en exploitatieactiviteiten
93
9.3.9
Onderhoud van installaties en uitrustingen
94
9.3.10
Opvolgingsactiviteiten en verouderingsbeheer
94
9.4
Maatregelen bij abnormale uitbatingsomstandigheden
95
9.5
Uitbatingsprocedures
95
9.6
Noodplan
95
9.7
Naspeurbaarheid en behoud van geheugen
96
9.8
Beheerssysteem en totaal kwaliteitssysteem
96
9.9
Bepaling van uitbatingslimieten
96
9.10
Rapportering
97
Hoofdstuk 10: Sluiting van de berging [HS-10]
98
10.1
Inleiding en doelstellingen
98
10.2
Beschrijving van de finale configuratie
98
10.3
Sluitingsplan
99
10.4
Argumentatie die de beslissing tot sluiting ondersteunt
Hoofdstuk 11: Maatregelen na sluiting (controlefase) [HS-11]
100 101
11.1
Inleiding en doelstellingen
101
11.2
Activiteiten tijdens de nucleaire reglementaire controlefase
101
11.2.1
102
Beheersysteem
11.3
Overgang van de actieve naar de passieve maatregelen
102
11.4
Argumentatie tot opheffing van de oprichtings- en exploitatievergunning
103
Hoofdstuk 12: Stralingsbescherming [HS-12]
104
12.1
Inleiding en doelstellingen
104
12.2
Reglementair kader
104
12.3
Stralingsbeschermingsprincipes
104
12.4
Stralingsbeschermingsbeheer
104
12.5
Benadering van operationele stralingsbescherming
105
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
xi
12.6
12.7 13
14
Operationele limieten
105
12.5.2
Radiologische risico’s
105
Ontwerp en praktijken van operationele stralingsbescherming
106
12.6.1
Zonering en toegang
106
12.6.2
Ventilatie
107
12.6.3
Radiologische monitoring
107
12.6.4
Afschermingpraktijken
108
Doses
109
Hoofdstuk 13: Veiligheidsevaluatie – operationele veiligheid [HS-13]
111
13.1
Inleiding en doelstellingen
111
13.2
Gebeurtenissen
111
13.2.1
Bedrijfs- en ongevalsomstandigheden
111
13.2.2
Identificatie van de gebeurtenissen
112
13.3
Analyse onder normale uitbating
112
13.4
Analyse van gebeurtenissen van interne oorsprong
112
13.5
Analyse van gebeurtenissen van externe oorsprong
115
13.6
Conclusie
117
Hoofdstuk 14: Veiligheidsevaluatie – langetermijn veiligheid [HS-14]
118
14.1
Inleiding en doelstellingen
118
14.2
Aanpak van de evaluatie van de veiligheid op lange termijn
118
14.2.1
Ontwikkeling en beschrijving van scenario’s
118
14.2.2
Beoordelingscriteria en indicatoren
121
14.3
Wetenschappelijke en technische basis voor de evaluatie
122
14.4
Screening van radionucliden
122
14.4.1
Modellen
122
14.4.2
Hypothesen
122
14.4.3
Radiologische impact
122
14.5
14.6
xii
12.5.1
Radiologische impact onder het likely evolution scenario (LES) voor geleidelijke uitloging
122
14.5.1
Modellen
122
14.5.2
Hypothesen
122
14.5.3
Radiologische impact
123
Radiologische impact onder het referentiescenario (RS) voor geleidelijke uitloging
124
14.6.1
Modellen
124
14.6.2
Hypothesen
124
14.6.3
Radiologische impact
124
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
14.7
Radiologische
alternatieve
referentiescenario’s
(ARS)
14.7.1
Modellen
126
14.7.2
Hypothesen
126
14.7.3
Radiologische impact
127
Gevoeligheids- en onzekerheidsanalysen voor hypothesen en parameters in het EES en 127
Radiologische impact onder intrusiescenario’s (HIS)
128
14.8.1
Modellen
128
14.8.2
Hypothesen
128
14.8.3
Radiologische impact
128
Radiologische impact onder penaliserende scenario’s (PS)
129
14.9.1
Modellen
129
14.9.2
Hypothesen
129
14.9.3
Radiologische impact
129
14.10
Essentiële parameters
129
14.11
Performantieanalyse
130
14.11.1 Insluitingsvermogen
130
14.11.2 Afzonderingsvermogen
131
14.12
Afleiding
van
operationele
criteria
op
basis
van
de
langetermijn
veiligheidsevaluatie 15
voor 126
AES
14.9
onder
geleidelijke uitloging
14.7.4 14.8
impact
Hoofdstuk 15: Conformiteitscriteria voor bergingscolli [HS-15] 15.1 15.2
15.3
15.4
131 133
Inleiding en doelstellingen
133
15.1.1
133
Methodologie voor de afleiding van conformiteitscriteria
Mechanische conformiteitscriteria
134
15.2.1
Mechanische criteria met betrekking tot de caisson
134
15.2.2
Mechanische criteria met betrekking tot de afdichting van de caisson
134
15.2.3
Mechanische criteria met betrekking tot de immobilisatiematrix
135
15.2.4
Mechanische criteria met betrekking tot het ingebracht radioactief afval, of de monoliet in zijn geheel
135
Fysische conformiteitscriteria
135
15.3.1
Fysische criteria met betrekking tot de caisson
135
15.3.2
Fysische criteria met betrekking tot de afdichting van de caisson
135
15.3.3
Fysische criteria met betrekking tot de immobilisatiematrix
135
15.3.4
Fysische criteria met betrekking tot het ingebracht radioactief afval
136
15.3.5
Fysische criteria met betrekking tot de monoliet in zijn geheel
136
Chemische conformiteitscriteria
136
15.4.1
136
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
Cellulosehoudende stoffen
1, 07 December 2012
xiii
15.4.2
Chloriden
137
15.4.3
Excessieve gasontwikkeling
137
15.4.4
Chemische
15.4.5
bindings-
en
uithardingsproces
van
de
immobilisatiemortel
137
Gevaarlijke stoffen
138 138
15.6
Radiologische conformiteitscriteria
138
Radiologische criteria met betrekking tot de caisson, de afdichting van de caisson, of de immobilisatiematrix
138
15.6.2
Radiologische criteria met betrekking tot het ingebracht radioactief afval
138
15.6.3
Absolute inhoud aan langlevende radionucliden (X-criterium)
138
15.6.4
Inhoud aan langlevende radionucliden met betrekking tot de totale radiologische bergingscapaciteit (Y-parameter)
139
15.6.5
Radium/thoriumhoudendheid
139
15.6.6
Radiologische criteria met betrekking tot de monoliet in zijn geheel
139
15.7
Conformiteitscriteria met betrekking tot de kritikaliteit
139
15.8
Andere conformiteitscriteria
140
15.8.1
Erkenningen door NIRAS
140
15.8.2
Overeenstemming met vergunningen
140
Hoofdstuk 16: Monitoring [HS-16]
141
16.1
Inleiding en doelstellingen
141
16.2
Strategie voor het ontwerpen van het monitoring en toezichtsprogramma
141
16.2.1
Doelstellingen
141
16.2.2
Gehanteerde principes
142
16.2.3
Op te volgen kritieke parameters m.b.t. langetermijnveiligheid
142
16.4 16.5 16.6
Beheersysteem met betrekking tot monitoring en toezicht
143
16.3.1
GeĂŻntegreerd databeheer
144
16.3.2
Kwaliteitsborging
144
16.3.3
Rapportering
144
Beschrijving en justificatie van het radiologische monitoring programma
144
16.4.1
145
Referentietoestanden
Beschrijving en justificatie van het fysiek toezicht en structurele monitoring
146
16.5.1
147
Referentietoestanden
Beschrijving en justificatie van de monitoring van het drainagewater
147
16.6.1
147
Referentietoestanden
Hoofdstuk 17: Technische specificaties [HS-17] 17.1
xiv
het
Biologische conformiteitscriteria
16.3
17
met
15.5
15.6.1
16
interferentie
Inleiding en doelstellingen
148 148
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
17.2
Uitbatingslimieten en voorwaarden
148
Referenties
152
Lijst van acroniemen
154
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
xv
Inleiding en doelstelling Dit rapport bevat een samenvatting van alle 17 hoofdstukken uit het niveau 2 veiligheidsrapport voor de oppervlaktebergingsinrichting van categorie A-afval in Dessel. De synthese wordt gegeven volgens de structuur van de hoofdstukken en secties van het niveau 2 veiligheidsrapport zoals door het FANC bepaald [R-1]. Dit rapport vormt, samen met het rapport NIROND-TR 2012-18 N V1 [R-2], het Niveau 1 Veiligheidsrapport. Het rapport NIROND-TR 2012-18 N bevat een samenvatting van de sleutelargumenten die aantonen dat het voorgestelde bergingssysteem zowel uitvoerbaar, als geoptimaliseerd, robuust en veilig is. De twee rapporten zijn zo opgebouwd dat ze los van elkaar kunnen worden gelezen, afhankelijk van de invalshoek die de lezer wenst. Dit veiligheidsdossier ondersteunt de aanvraag tot oprichtings- en exploitatievergunning voor de inrichting, die conform de vigerende wetgeving van het Algemeen Reglement voor Bescherming tegen Ioniserende Stralingen een klasse I inrichting is (ARBIS, Koninklijk Besluit van 20/07/2001, artikel 3). De aanvraag tot oprichtings- en exploitatievergunning dient ingediend te worden bij het FANC. Het veiligheidsdossier is daarom voornamelijk gericht aan het FANC, maar is ook van belang voor andere belanghebbenden zoals de lokale stakeholders, de regering, NIRAS personeel en experts die betrokken zijn bij het Belgische bergingsprogramma van categorie A afval. Het veiligheidsdossier is als volgt opgebouwd:
een niveau 1 veiligheidsrapport dat een overzicht geeft van de belangrijkste veiligheidsargumenten (NIROND-TR 2012-17 N V1en NIROND-TR 2012-18 N V1), een niveau 2 veiligheidsrapport met de veiligheidsargumenten en de essentiële elementen ter staving ervan. Het veiligheidsrapport niveau 2 is samengesteld uit 17 hoofdstukken en werd als volgt gestructureerd (Zie Figuur 1): ►
Deel I bevat de evaluatiecontext. Dit deel is opgebouwd uit drie hoofdstukken: Hoofdstuk 1 beschrijft de organisatie van het dossier en geeft algemene informatie [HS-1], Hoofdstuk 2 behandelt het veiligheidsbeleid, de veiligheidsstrategie en het veiligheidsconcept [HS-2] en Hoofdstuk 3 beschrijft het beheersysteem [HS-3].
►
Deel II bevat de evaluatiebasis. Dit deel bevat de basisinformatie waarop de veiligheidsevaluaties worden gebaseerd. De evaluatiebasis is op zijn beurt verder opgedeeld in twee delen: de wetenschappelijke basis (Deel II-A) en de technische basis (Deel II-B) voor de veiligheidsevaluaties.
De wetenschappelijke evaluatiebasis is de fenomenologische basis voor zowel de ontwikkeling van het ontwerp als de ontwikkeling van de veiligheidsevaluaties. De fenomenologische basis wordt verder onderverdeeld in drie verschillende disciplines: de kenmerken van de site en haar omgeving (Hoofdstuk 4 [HS-4]), de fenomenologie van de technische barrières met inbegrip van de afdekking en de barrières op basis van cement (Hoofdstuk 5 [HS-5]), en de kenmerken van het afval (Hoofd-
stuk 6 [HS-6]). De technische evaluatiebasis omvat de ontwikkeling van het ontwerp en de constructie van de monolieten (Hoofdstuk 7 [HS-7]) en van de bergingsinrichting (Hoofdstuk 8 [HS-8]), de exploitatie (Hoofdstuk 9 [HS-9]), de sluiting (Hoofdstuk 10 [HS-10]) en de maatregelen na sluiting (Hoofdstuk 11 [HS-11]).
►
Deel III bevat de veiligheidsevaluatie. Dit deel is gebaseerd op zowel de evaluatiecontext als de evaluatiebasis, en is samengesteld uit de volgende hoofdstukken: Hoofdstuk 12 handelt over stralingsbe-
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
1
scherming [HS-12], Hoofdstuk 13 [HS-13] geeft een overzicht van de operationele veiligheidsevaluaties en Hoofdstuk 14 [HS-14] geeft een overzicht van de langetermijn veiligheidsevaluaties. ►
Deel IV bevat de operationele condities. Dit deel beschrijft de omzetting van de veiligheidsargumenten tot operationele condities bij exploitatie. Deze operationele condities omvatten:
Conformiteitsvereisten voor het afval dat geborgen zal worden (Hoofdstuk 15 [HS-15]), Monitoring en toezicht (Hoofdstuk 16 [HS-16]), en Technische specificaties van de bergingsinstallaties en randinfrastructuur (Hoofdstuk 17 [HS-17]).
ondersteunende documenten van niveau 3 en 4 ter staving van niveaus 1 en 2. De niveau 3 documenten beschrijven en onderbouwen de methodologieën voor de ontwikkeling van het ontwerp en de veiligheidsevaluaties. De toepassing van de methodologieën is gedocumenteerd in niveau 4. Het rapport NIROND-TR 2011-84 E V2 [OD-241] beschrijft de inhoud van de technische ondersteunende documenten.
II. Evaluatie basis I. Evaluatiecontext 1 Context
2 Veiligheidstrategie 3 Beheersysteem
II-A. Wetenschappelijke evaluatie basis 4 Site
6 Afval
5 Kunstmatige barrières
III. Veiligheidsevaluaties
IV. Operationele condities
12 Stralingsbescherming
15 Conformiteits criteria
II-B. Technische evaluatie basis
13 Operationele veiligheid
16 Monitoring
14 Langetermijnveiligheid
17 Technische specificaties
7 Monoliet 8 Berging
9 Uitbating
10 Sluiting
11 Maatregelen na sluiting
Figuur 1: Structuur van het veiligheidsrapport niveau 2.
2
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
1
Hoofdstuk 1: Organisatie informatie [HS-1]
1.1
Inleiding en doelstellingen
van
het
dossier
en
algemene
Voorliggend veiligheidsrapport heeft betrekking op de oppervlaktebergingsinrichting van categorie A-afval te Dessel. Dit veiligheidsrapport behandelt de radiologische veiligheid van de oppervlaktebergingsinstallatie. De inrichting voor de oppervlakteberging te Dessel vormt het geheel van alle installaties, uitrustingen en afval op de bergingssite, alsook van organisationele middelen voor de berging. NIRAS zal de exploitant zijn van de oppervlakteberging categorie A-afval te Dessel. Het veiligheidsrapport niveau 2 werd geschreven voor technische (veiligheids)experts als belangrijkste doelpubliek. Het rapport niveau 2 en de erin opgenomen referenties naar de ondersteunende documenten laten een reglementair onderzoek van de veiligheid toe tijdens de komende vergunningsprocedure. Dit veiligheidsrapport is gekaderd binnen een veiligheidsdossier met verschillende documenten. Een veiligheidsdossier (safety case) is de integratie van argumenten die de veiligheid en het vertrouwen in deze veiligheid onderbouwen en waar mogelijk kwantificeren. Het veiligheidsrapport bevat de veiligheidsargumentering en de essentiële elementen ter staving van deze argumentering. Voor verdere staving van de veiligheidsargumenten verwijzen we naar de ondersteunende niveau 3 en 4 documenten die aangegeven zijn in de verschillende hoofdstukken en paragrafen van dit veiligheidsrapport. 1.1.1
Engagement van de exploitant
Het engagement met betrekking tot nucleaire veiligheid is gedocumenteerd in de NIRAS beleidsverklaring inzake nucleaire veiligheid waarin NIRAS verklaart primordiaal belang te hechten aan nucleaire veiligheid.
1.2
Algemeen overzicht van het oppervlaktebergingsproject
1.2.1
Berging
Het doel van de oppervlakteberging te Dessel is om al het huidige, en het huidig voorziene, afval van categorie A in België veilig te bergen in een oppervlakteberging bestaande uit 34 overkapte betonnen modules, die 11 m hoog, 27 m lang en 25 m breed zijn, en wanddiktes van 0,7 m hebben. Het categorie A-afval wordt geplaatst in gestandaardiseerde betonnen caissons met een dikte van 0,12 m, een breedte en lengte van 2 m en een hoogte tussen 1,35-1,62 m naargelang de afmetingen van het afval. De resterende vrije ruimtes in de caisson worden met mortel gevuld. Op deze wijze wordt het afval voor de berging verpakt tot monolieten. De monolieten worden vervolgens in de betonnen modules geplaatst. Elke module heeft een capaciteit van ongeveer 900 monolieten. Het opvullen van de modules gebeurt semiautomatisch via afstandsbediening en zal ongeveer 50 jaar in beslag nemen. Over alle modules komt een vast dak dat zowel vóór, als tijdens en na het opvullen beschutting biedt tegen de weersomstandigheden. In Figuur 2 wordt een schema gegeven van het proces waarin categorie A-afval in monolieten geplaatst wordt, welke daarna in de modules geborgen worden. Het vaste dak over de modules wordt op termijn vervangen door een permanente eindafdekking.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
3
De bergingsinrichting zal gebouwd worden op het grondgebied van de gemeente Dessel.
Figuur 2: Schema van de bergingscyclus.
1.2.2
De fundamenten van het veiligheidsconcept voor berging aan de oppervlakte
Bij de berging van radioactief afval aan het oppervlak wordt het radioactief afval in een bergingsinstallatie geplaatst die zich in de biosfeer bevindt. Bijgevolg berust de veiligheid op lange termijn, dit wil zeggen na de sluiting van de bergingsinstallatie, op vier essentiële fundamenten: 1) de eigenschappen van de technische barrières om het radioactieve afval op passieve wijze in te sluiten en af te zonderen van mens en milieu, dit wil zeggen de veiligheidsfuncties van de verschillende componenten die zorgen voor een afzondering, insluiting en vertraging, 2) de eigenschappen van de bergingslocatie die bijdragen aan deze passieve insluiting en afzondering, 3) de maatregelen die getroffen worden om de activiteit, voornamelijk de langlevende activiteit, te beperken in het afval dat kan worden geborgen, 4) de controles van en het toezicht in de berging en in de onmiddellijke omgeving teneinde menselijke activiteiten te voorkomen die de passieve insluiting en afzondering door de technische barrières kunnen verstoren.
4
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
1.2.2.1 Passieve insluiting en afzondering door de bergingsinstallatie
De insluiting van de radionucliden door de technische barrières (afval, monolieten, bergingsinstallaties) is van essentieel belang aangezien radioactieve elementen die op termijn kunnen vrijkomen uit de installatie zich in de biosfeer bevinden en dus kunnen leiden tot verhoogde blootstellingsrisico’s. Insluiting is het geheel van veiligheidsfuncties dat ervoor zorgt dat de radionucliden niet kunnen vrijkomen of vertraagd vrijkomen in de biosfeer. Voor een performante en robuuste insluiting van de radionucliden is de internationale beste praktijk (Centre Faible et Moyenne Activité à l’Aube in Frankrijk, El Cabril in Spanje, Low Level Waste Repository nabij Drigg in het Verenigd Koninkrijk, …) om in belangrijke mate beroep te doen op cementgebaseerde barrières (afvalvorm, monolieten, bergingsmodules, …). De betonnen barrières worden aangevuld en afgeschermd door een weinig waterdoorlatende afdekking, opgebouwd uit verschillende onderdelen. De afzondering van het radioactief afval van de mens en de biosfeer gebeurt in eerste instantie door de afgesloten bergingsinstallaties. Afzondering is het geheel van veiligheidsfuncties, dat ervoor zorgt dat de waarschijnlijkheid en de gevolgen van een onopzettelijk menselijk contact met het afval zo beperkt mogelijk zijn. Het afval geborgen in een afgesloten bergingsinstallatie is niet gemakkelijk en direct bereikbaar voor de mens. Slechts in bepaalde gevallen, wanneer de kennis van de berging verloren is gegaan en in geval van een drastisch ingreep, kan de mens onvoorzien in contact komen met het afval en blootgesteld worden. Aangezien met berging aan het oppervlak het afval in de biosfeer blijft, is menselijke intrusie in de bergingsinstallatie niet uit te sluiten in situaties waar de kennis van de berging verloren is gegaan. Daarom wordt voor de afzondering van het radioactief afval bijkomend een controle en toezicht gedurende enkele honderden jaren voorzien. 1.2.2.2 De bijdrage van de bergingslocatie aan de passieve insluiting en afzondering
In geval van berging aan het oppervlak zorgt de bergingslocatie voor een indirecte bijdrage aan de insluiting en afzondering van het radioactief afval. De bergingslocatie zorgt voor een stabiele omgeving zodat de insluitings- en afzonderingscapaciteit van de bergingsinstallatie niet aangetast of verminderd wordt. Een aantal factoren die een risico inhouden voor de integriteit en duurzaamheid van de bergingsinstallatie (bijv. aardbevingen, overstromingen, verzakkingen, …) dienen dusdanig te zijn dat deze risico’s voldoende klein zijn; ze dienen tevens in de ontwerpbasis van de bergingsinstallatie opgenomen te worden. Door de keuze van een stabiele bergingslocatie kan de insluitings- en afzonderingscapaciteit van de bergingsinstallatie optimaal benut worden. De radioactieve elementen die op termijn uit de bergingsinstallatie kunnen vrijkomen, bevinden zich in de biosfeer en kunnen bijgevolg mogelijks leiden tot situaties van verhoogde blootstelling. Een aantal karakteristieken van de bergingslocatie kan ertoe bijdragen dat de radiologische impact van de vrijgekomen radioactieve elementen verlaagd wordt:
Fysische en chemische eigenschappen van de bodemlagen (bijv. sorptie van de radionucliden in de bodem
De geometrie van watervoerende lagen rondom de berging die het gebruik van grondwater voor bepaalde
rondom de bergingsinstallatie) die de radionucliden concentratie in het grondwater verlagen; toepassingen onmogelijk maakt (bijv. enkel waterput met kleine capaciteit mogelijk)
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
5
Deze factoren hebben dus een mitigerend effect, dat van secundaire orde is ten opzichte van de insluitingscapaciteit van de bergingsinstallatie. In tegenstelling tot de berging in geologische lagen is er in het geval van berging aan het oppervlak geen sprake van een natuurlijke barrière, weloverwogen gekozen voor haar karakteristieken die bijdragen aan de veiligheidsfunctie van insluiting. Enkel en alleen in het geval van berging binnenin een natuurlijke insluitingsbarrière (bijvoorbeeld in een kleilaag) is hiervan sprake. Naast de indirecte bijdragen die de bergingslocatie levert aan de insluiting en afzondering van de radionucliden in de bergingsinstallatie, kan de bergingslocatie ook een rol spelen bij de controle van de bergingsinstallatie: een eenvoudig hydrogeologisch systeem (eenvoudig patroon van waterstromingen) laat een eenvoudig controlesysteem in de omgeving van de bergingsinstallatie toe. 1.2.2.3 De beperking van radioactieve bronterm
In geval van berging aan het oppervlak dient de radioactieve bronterm (d.i. de totale hoeveelheid radionucliden die kan geborgen worden) beperkt te worden, in verhouding met de insluiting en afzondering die een bergingsysteem aan het oppervlak kan verzekeren. Deze beperking van de bronterm betreft hoofdzakelijk de langlevende radionucliden, d.w.z. radionucliden die niet significant vervallen gedurende de periode van controle en toezicht (enkele honderden jaren) en gedurende de periode wanneer de technische barrières voor een performante insluiting kunnen zorgen. De beperking van langlevende radionucliden in het laagactief afval behelst twee facetten: 1) de voorzichtige bepaling van de bergingslimieten voor deze langlevende radionucliden op basis van veiligheidsevaluaties van de bergingsinstallatie voor de periode na de sluiting ervan (langetermijnveiligheidsevaluaties); 2) het afvalacceptatiesysteem dat zorgt voor een adequate karakterisatie van het afval (radiologisch en fysicochemisch) en voor de procedures (incl. controles) en criteria voor afvalacceptatie voor berging. Door de beperking van de langlevende radionucliden zal het intrinsieke risico van het geborgen afval bij het beeindigen van de nucleaire reglementaire controlefase voldoende laag zijn en in overeenstemming met de resterende performantie van de bergingsinstallatie om het afval verder passief in te sluiten en af te zonderen, rekening houdend met de mogelijkheid van menselijke verstoring vanaf dan. Dit resterende intrinsieke risico bij de veronderstelde beëindiging van de controle van en het toezicht op de bergingsinstallatie (en site) vormt het uitgangspunt voor de evaluatie van de nodige passieve insluitingscapaciteit van de bergingsinstallatie, van de capaciteit van de bergingslocatie om de radiologische impact te verminderen, en van de gevolgen van een menselijke intrusie in de “vergeten” bergingsinstallatie. Het vormt eveneens een basiselement voor het toepassen van het principe van gelaagde bescherming. 1.2.2.4 De controles van en het toezicht op de bergingsinstallatie en de onmiddellijke omgeving
Met de berging van radioactief afval wordt een passief veilig beheer beoogd. Het is niet verantwoord in het veiligheidsconcept te steunen op “eeuwige” controles en toezicht. Bij de ontwikkeling en veiligheidsevaluatie van berging mag daarom slechts een tijdelijke controle en toezicht worden verondersteld. De internationale praktijk voor berging aan het oppervlak is gebaseerd op een basisveronderstelling van een controle en toezicht van enkele honderden jaren na het sluiten van de bergingsinstallatie (200 à 300-tal jaar, in dit
6
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
dossier wordt conventioneel 250 jaar na sluiting ondersteld). Wanneer controle en toezicht nadien effectief zouden worden stopgezet, dient de passieve werking van het bergingssysteem de verdere insluiting en afzondering te verzekeren. Deze basisveronderstelling inzake controle en toezicht in het veiligheidsconcept “nu” neemt niet weg dat toekomstige generaties controles en toezicht kunnen verderzetten, of laten evolueren naar een passieve verdedigingslijn (beperken van bodemgebruik, doorgeven van informatie m.b.t. het geheugen van de site, …). Het is niet mogelijk hierop nu vooruit te lopen. Met de voorziene controle en toezicht gedurende een 200 à 300-tal jaren na het sluiten van de bergingsinstallatie beoogt men:
het vermijden van onopzettelijke menselijke indringing; het nagaan van de goede werking van de bergingsinstallatie.
Onopzettelijke menselijke indringing kan effectief verhinderd worden gedurende de voorziene controle- en toezichtperiode van een 200 à 300-tal jaren. Nadien kan een dergelijke indringing niet langer uitgesloten worden en moet ze bijgevolg beschouwd worden in de veiligheidsevaluaties. Het nagaan van de goede werking van de bergingsinstallatie gebeurt zowel op niveau van de bergingsinrichting zelf (controle van de technische barrières) als op niveau van de bergingslocatie (controle van de radiologische impact in de omgeving van de bergingsinstallaties). NIRAS
heeft in het ontwerp van de installatie een aantal voorzieningen getroffen om gedurende bepaalde tijd di-
rect in de bergingsmodules controles uit te voeren, dit wil zeggen vlakbij de technische barrières die op doorslaggevende wijze instaan voor de insluiting van de radionucliden. Het voorzien van deze controlefunctie is het resultaat van een optimalisatieproces, dat rekening houdt met:
de uitdrukkelijke maatschappelijke vraag; de geometrie en karakteristieken van de grondlagen rondom de bergingsinstallatie, die voornamelijk aanleiding geven tot verdunning van de vrijgekomen radionucliden.
Wanneer na de nucleaire reglementaire controlefase de vergunning van bergingsinstallatie opgeheven wordt, valt de installatie niet langer onder de wet- en regelgeving voor nucleaire installaties. Dit betekent dat de controles voor redenen van stralingsbescherming kunnen worden stopgezet, maar dat betekent niet dat er geen andere controles (bodemgebruik) en inspanningen (bewaren van het geheugen van de site) kunnen zijn die verder gezet worden. Er is een uitgesproken intentie om deze controles zo lang als mogelijk verder te zetten, alsook te voorzien in mechanismen van behoud van geheugen van de site, in interactie met de lokale belanghebbenden en binnen een wettelijk kader. NIRAS als openbare instelling die eigenaar van de bergingsinstallatie en de terreinen blijft en die betrokken partij blijft bij het lokale fonds en de lokale integratie (wet van 29 december 2010 voor Fonds op Middellange Termijn) kan hier als institutioneel element van continuïteit toe bijdragen. Door te investeren in een nauwe band met de lokale partnerschappen is de kennis over de oppervlakteberging verankerd in de lokale gemeenschappen. Het voortbestaan van de lokale partnerschappen gedurende alle levensfasen van de berging garandeert het behoud van dit ‘levend geheugen’ van en over het project bij de lokale gemeenschappen.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
7
1.2.3 NIRAS
Algemeen overzicht van het bergingsprogramma voor het categorie A-afval
begon haar O&O-activiteiten op het gebied van het langetermijnbeheer van categorie A-afval in het midden
van de jaren 1980, d.w.z. kort na de oprichting van de instelling. Deze zoektocht naar een oplossing voor het langetermijnbeheer van categorie A-afval in België resulteerde uiteindelijk in de beleidsbeslissing uit 2006 van de Federale Regering om categorie A-afval te bergen in oppervlaktebergingsinstallaties te Dessel. Deze beslissing gaf aanleiding tot een geïntegreerd project voor de berging van categorie A-afval in Dessel. De O&O-activiteiten waren aanvankelijk uitsluitend gericht op wetenschappelijke en technische aspecten. Dankzij deze activiteiten kon er heel wat vooruitgang worden geboekt, maar de verschillende betrokkenen zagen gaandeweg in dat er ook rekening moest worden gehouden met maatschappelijke aspecten om het probleem van het langetermijnbeheer van categorie A-afval op te lossen. Op basis van dit voortschrijdend inzicht en de beleidsbeslissing van de Federale Regering van 16 januari 1998, werd de steun van de lokale bevolking opgenomen als essentieel onderdeel van de activiteiten rond het langetermijnbeheer van categorie A-afval tijdens:
de voorontwerpfase die leidde tot de beleidsbeslissing van de Federale Regering van 23 juni 2006; en de huidige projectfase die onder andere resulteert in de aanvraag voor de oprichtings- en exploitatievergunning voor de oppervlaktebergingsinrichting in Dessel.
De steun van de lokale bevolking zal ook gedurende de volledige levensloop van de bergingsinstallaties onlosmakelijk deel blijven uitmaken van het langetermijnbeheer van categorie A-afval
1.3
Regelgevend kader en fasering
In het algemene reglement voor de bescherming tegen ioniserende straling (Koninklijk Besluit van 20 juli 2001 houdende algemeen reglement op de bescherming van de bevolking, van de werknemers en van het leefmilieu tegen het gevaar van ioniserende stralingen (ARBIS)) wordt een berging voor radioactief afval geklasseerd als een inrichting van klasse I, waarvoor een nucleaire vergunning van het FANC vereist is. Dit reglement vereist onder andere een veiligheidsrapport waarin de radiologische veiligheid van de inrichting wordt bestudeerd, als deel van de documentatie die nodig is voor het indienen van een vergunningsaanvraag bij het FANC. Het FANC heeft tijdens de periode 2006-2012 een voorstel van vergunningsprocedure ontwikkeld die aangepast is aan de specifieke aard van een bergingsproject voor radioactief afval. Dat wil zeggen een stapsgewijze vergunningsprocedure die een stapsgewijze realisatie van de berging toestaat, en ook periodieke veiligheidsherzieningen vereist. Met periodieke veiligheidsherzieningen evalueert men dat de installatie nog steeds veilig functioneert en onderzoekt men mogelijke verbeteringen van de veiligheid zodat de activiteiten, uitgevoerd tijdens toekomstige fasen, kunnen worden bijgestuurd en/of verder geoptimaliseerd. Het voorstel van vergunningsprocedure voorziet een stapsgewijs vergunningsproces met een belangrijke eerste oprichtings- en exploitatievergunning en specifieke regelgevende bevestigingen en vergunningen in functie van de verschillende fasen in de levensduur van de bergingsinstallatie, zoals schematisch weergegeven in Figuur 3. Op het einde van dit proces zal er een volledig uitgevoerde passieve berging zijn die de veiligheidsdoelstellingen en de strategische veiligheidsoriëntaties invult. Tot het ogenblik waarop een specifieke vergunningsprocedure voor bergingsinstallaties als Koninklijk Besluit afgekondigd wordt, kan de vergunning tot oprichting en exploitatie van de bergingsinrichting aangevraagd worden conform het algemene vergunningsstelsel van de inrichtingen van klasse I uit artikel 6 van het ARBIS.
8
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Figuur 3 geeft ook de huidige indicatieve raming van NIRAS van de mogelijke duur van de verschillende fasen van de berging.
Projectfase
Vergunningsproces
2013
Constructiefase
Vergunning
VeiligheidsOprichting dossier voor en aanvraag tot exploitatie oprichtingsen exploitatievergunning
Sluitingsfase
Exploitatiefase
Nucleaire reglementaire controlefase Phase
T0 Bevestiging
T0 + 50 jaar
T0 + 95 jaar
T0 + 100 jaar
T0 + 350 jaar
Oprichting en exploitatie
Plaatsen van afdekking en start van postoperationele monitoring
Start van sluiting
Einde van sluiting
Einde van nucleaire reglementaire controle
Figuur 3: Illustratie van de belangrijkste fasen van de berging, de verschillende vergunningsstappen voorzien door het FANC en een actuele inschatting door NIRAS van de mogelijke duur van de verschillende fasen.
De verschillende fasen die beschouwd worden in het veiligheidsrapport zijn:
Constructiefase na oprichtings- en exploitatievergunning Fase I: Exploitatiefase die NIRAS verdeelt in twee sub fases: ►
Fase Ia tijdens welke er radioactief afval in de bergingsinstallatie wordt geplaatst (indicatieve duur van 50 jaar).
►
Fase Ib tijdens welke het stalen dak wordt verwijderd en de afdeklagen worden gebouwd, en tijdens de welke de monitoring van de drainagesystemen en inspectieruimtes doorgaat (indicatieve duur van 45 jaar).
Fase II: Sluitingsfase (indicatieve duur van 5 jaar) tijdens welke de drainagesystemen en inspectieruimtes
Fase III: Nucleaire reglementaire controlefase (veronderstelde indicatieve duur van 250 jaar) waarin moni-
en -galerijen worden opgevuld. toring en de toegangscontrole van de site zal worden voortgezet en waarin de radionucliden door verschillende veiligheidsfuncties zowel fysisch als chemisch in het bergingssysteem ingesloten worden.
Fase IV: Isolatiefase na opheffing van nucleaire reglementaire controle waarin een het afval nog in zekere mate geïsoleerd blijft tegen waterinfiltratie (duurtijd van enkele honderden jaren) zodat vertraging en attenuatie van het vrijkomen in de biosfeer wordt bereikt door zowel chemische als een (met de tijd afnemende) fysische retentie.
Fase V: Chemische insluitingsfase waarin vertraging en attenuatie van het vrijkomen in de biosfeer veron-
Fase VI: Post-insluitingsfase wanneer onzekerheden over de evolutie van het systeem zo groot worden dat
dersteld bereikt te worden door enkel chemische retentieprocessen. evaluaties over de resterende insluiting illustratief zijn, i.e. na enkele duizenden jaren.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
9
1.4
Institutioneel kader
NIRAS is
eigenaar van bergingsinrichting en bergingssite.
NIRAS
is wettelijk de enige instantie in België die verantwoordelijk is voor de veiligheid en de uitvoerbaarheid
van het afvalbeheer van categorie A-afval en de bergingsinstallatie voor categorie A afval. NIRAS is uiteindelijk verantwoordelijk voor de langetermijn veiligheid van de bergingsinstallatie. Deze verantwoordelijkheid kan niet gedelegeerd worden. De langetermijn veiligheid van de berging is afhankelijk van het centrale proces van het algemeen afvalbeheer waarvan NIRAS de enige instantie is, die door haar afvalbeheersysteem, beschikt over alle beoordelingselementen. Op grond hiervan heeft de raad van bestuur van NIRAS in 2009 beslist dat NIRAS de exploitant van de oppervlakteberging voor categorie A-afval te Dessel zal zijn. NIRAS
als exploitant van een bergingsinrichting voor afval van categorie A, is een nucleair exploitant in de zin
van artikel 3.6 van het ARBIS. NIRAS wordt officieel exploitant van een nucleaire inrichting klasse I vanaf de afkondiging van het besluit tot oprichting en exploitatie van de bergingsinrichting voor categorie A-afval. In overeenstemming met artikel 23.1 van het ARBIS richt de directeur-generaal van NIRAS binnen de instelling een Dienst voor Fysische Controle (DFC) van klasse I op. Deze dienst is belast met het algemeen toezicht op de naleving van het ARBIS en de beslissingen van het FANC met betrekking tot de berging.
1.5
Algemene informatie over de bergingsinrichting en de site
1.5.1
Doelstellingen van de bergingsinrichting
Het doel van de oppervlaktebergingsinstallatie in Dessel bestaat erin om al het huidige en op dit moment voorziene categorie A-afval in België op een veilige manier te bergen in een berging aan het oppervlak gebaseerd op het voorlopige STOLA-Dessel ontwerp dat gezamenlijk werd uitgewerkt door NIRAS en STOLA-Dessel onder verantwoordelijkheid van NIRAS. Het categorie A-afval wordt geborgen in gestandaardiseerde betonnen bergingsverpakkingen, monolieten genoemd. Uitgaande van de prognoses waarop het voorlopige STOLA-Dessel ontwerp werd gebaseerd, zouden er 34 bergingseenheden, modules genoemd, nodig zijn om al het categorie A-afval te bergen. De veiligheidsdoelstelling bestaat erin om mens en milieu nu en in de toekomst te beschermen tegen schadelijke gevolgen van ioniserende straling zonder de exploitatie van installaties of de uitvoering van activiteiten die aanleiding geven tot stralingsrisico's daarbij onnodig te beperken, en zonder onnodige lasten aan toekomstige generaties door te geven.
1.6
Structuur en leesgids veiligheidsrapport niveau 2
van
het
veiligheidsdossier
en
het
Het veiligheidsdossier is als volgt opgebouwd:
een niveau 1 veiligheidsrapport dat een technische samenvatting van het veiligheidsrapport is en een over-
een niveau 2 veiligheidsrapport dat de veiligheidsargumentering en de essentiële elementen ter staving van
niveaus 3 en 4 die ondersteunende documenten ter staving van niveaus 2 en 1 zijn.
10
zicht bevat van de belangrijkste veiligheidsargumenten, deze argumentering bevat,
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
De structuur voor het veiligheidsrapport niveau 2 is een weergave van het proces van totstandkoming van veiligheidsevaluaties en het definiëren van operationele condities voor de bergingsinstallatie, en werd als volgt vastgelegd door het FANC:
Deel I bevat de evaluatiecontext. Dit deel is opgebouwd uit drie hoofdstukken: hoofdstuk 1 beschrijft de organisatie van het dossier en geeft algemene informatie, hoofdstuk 2 behandelt het veiligheidsbeleid, de veiligheidsstrategie en het veiligheidsconcept en hoofdstuk 3 beschrijft het beheersysteem.
Deel II bevat de evaluatiebasis. Dit deel bevat de basisinformatie waarop de veiligheidsevaluaties worden gebaseerd. De evaluatiebasis is op zijn beurt verder opgedeeld in twee delen: de wetenschappelijke basis (Deel II-A) en de technische basis (Deel II-B) voor de veiligheidsevaluaties. ►
De wetenschappelijke evaluatiebasis is de fenomenologische basis voor zowel de ontwikkeling van het ontwerp in de technische basis als de ontwikkeling van de veiligheidsevaluaties. De fenomenologische basis wordt verder onderverdeeld in drie verschillende disciplines:
►
de fenomenologie van de kunstmatige barrières met inbegrip van de afdekking en de barrières op basis van cement (hoofdstuk 5), en de kenmerken van het afval (hoofdstuk 6).
De technische evaluatiebasis omvat de ontwikkeling van
de kenmerken van de site en haar omgeving (hoofdstuk 4),
het ontwerp en de constructie van de monolieten (hoofdstuk 7) het ontwerp en constructie van de bergingsinrichting (hoofdstuk 8), de exploitatie (hoofdstuk 9), de sluiting (hoofdstuk 10) en de maatregelen na sluiting (hoofdstuk 11).
Deel III bevat de veiligheidsevaluatie. Dit deel is gebaseerd op zowel de evaluatiecontext als de evaluatiebasis, en is samengesteld uit de volgende hoofdstukken: ►
hoofdstuk 12 handelt over stralingsbescherming,
►
hoofdstuk 13 geeft een overzicht van de operationele veiligheidsevaluaties en
►
hoofdstuk 14 geeft een overzicht van de langetermijn veiligheidsevaluaties.
Deel IV bevat de operationele condities. Dit deel beschrijft de omzetting van de veiligheidsargumenten in operationele condities bij exploitatie. Deze operationele condities hebben betrekking op: ►
het afval (hoofdstuk 15),
►
monitoring en het toezicht (hoofdstuk 16), en
►
de technische specificaties van de bergingsinstallaties en randinfrastructuur (hoofdstuk 17).
De ondersteunende documenten van niveau 3 en 4 zijn samengesteld uit technische rapporten die werden uitgewerkt door en/of namens NIRAS. De ondersteunende documenten staven de veiligheidsargumenten die beschreven zijn in het veiligheidsrapport. .
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
11
2
Hoofdstuk 2: Veiligheidsbeleid, veiligheidsconcept [HS-2]
2.1
Inleiding en doelstellingen
veiligheidsstrategie
en
Hoofdstuk 2 van het veiligheidsrapport bevat een overzicht van het veiligheidsbeleid, veiligheidsstrategie en veiligheidsconcept voor de oppervlakteberging van categorie A afval (geconditioneerd laagradioactief afval) te Dessel. De bergingsinstallatie vormt samen met de ondersteunende uitrustingen en de randinfrastructuur op de bergingssite, de bergingsinrichting van radioactieve afvalstoffen. Deze bergingsinrichting wordt conform aan het Algemeen Reglement voor Bescherming tegen Ioniserende Stralingen ( ARBIS, Koninklijk Besluit van 20/07/2001 en wijzigingen) onderworpen aan het vergunningsstelsel van nucleaire klasse I inrichtingen. In Figuur 4 wordt een overzicht gegeven van de verschillende elementen die aan bod komen in voorliggend hoofdstuk.
Figuur 4: Relaties tussen veiligheidsbeleid, veiligheidsstrategie en veiligheidsconcept.
2.2
Veiligheidsbeleid en veiligheidsstrategie
Het veiligheidsbeleid is het kader waarbinnen alle activiteiten plaatsvinden.
 
In overeenstemming met het Koninklijk Besluit van 30/11/2011, gepubliceerd in het Belgisch Staatsblad op 21/12/2011, omvat het veiligheidsbeleid een beleidsverklaring inzake nucleaire veiligheid. Verder omvat het veiligheidsbeleid de algemene stapsgewijze en iteratieve veiligheidsbenadering die gevolgd wordt voor de realisatie van een veilige berging. In dit proces wordt op basis van bestaande gegevenheden eerst een veiligheidsstrategie vastgelegd. Op basis van de bestaande gegevenheden en de veiligheidsstrategie worden vervolgens een ontwerp van de berging gemaakt, en worden veiligheidsevaluaties en rapportering uitgevoerd.
12
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
De primaire focus bij elke stap blijven de veiligheidsdoelstelling en waar mogelijk de verdere continue verbetering en optimalisatie van de veiligheid, gelaagde bescherming en aantoonbaarheid van de berging.
2.3
Bestaande gegevenheden
De belangrijkste bestaande gegevenheden die als randvoorwaarden dienen van de veiligheidsstrategie voor de oppervlaktebergingsinstallatie in Dessel omvatten: reglementaire vereisten, aanbevelingen en overige bestaande gegevenheden. 2.3.1
Reglementaire vereisten
De reglementaire vereisten omvatten:
Het wetgevend kader waarbinnen NIRAS, de Nationale Instelling voor Radioactief Afval en verrijkte Splijtstoffen, verantwoordelijk is voor het beheer van het radioactieve afval op Belgisch grondgebied en voor het uitwerken van een beleid voor een coherent en veilig beheer van dit afval.
Reglementaire vereisten volgend uit het internationaal regelgevend kader, de Belgische wetgeving met betrekking tot stralingsbescherming en vergunningen, conventionele veiligheid en milieubescherming. ►
Een belangrijke reglementaire vereiste betreft het Algemeen Reglement voor de bescherming tegen ioniserende straling (Koninklijk Besluit van 20 juli 2001 – ARBIS) volgens hetwelk de bergingsinstallatie als nucleaire klasse I inrichting geklasseerd wordt en aldus onderhevig is aan het vergunningsstelsel voor nucleaire klasse I inrichtingen.
►
Een andere belangrijke reglementaire vereiste is het Koninklijk Besluit van 30 november 2011 betreffende veiligheidsvoorschriften voor klasse I inrichtingen. Deze veiligheidsvoorschriften omvatten voorschriften met betrekking tot het beheer van nucleaire veiligheid, het beheer van het ontwerp van de installatie, het beheer van de uitbating, van de verificatie van de veiligheid en van de voorbereiding op een noodsituatie.
2.3.2
Aanbevelingen
Internationale aanbevelingen van de Europese Commissie, het Internationaal Atoomenergie Agentschap IAEA, de Internationale Commissie voor Stralingsbescherming ICRP, het Nucleair Energie Agentschap NEA en ten slotte leidraden van het FANC. 2.3.3
Overige bestaande gegevenheden
Overige gegevenheden zoals institutionele beslissingen.
De Ministerraad van de Federale Regering besliste op 16 januari 1998 voor een oplossing voor het langetermijnbeheer van categorie A afval die definitief zou zijn of definitief zou kunnen worden, m.a.w. voor berging. Onder meer de volgende voorwaarden werden opgelegd aan de berging: ►
Zowel de opties oppervlakteberging als geologische berging moesten worden onderzocht,.
►
De veiligheid moest worden gewaarborgd.
►
De bergingsoplossingen moesten stapsgewijs, flexibel en omkeerbaar zijn en voor een oppervlakteberging moet bijzondere aandacht uitgaan naar de controleerbaarheid.
►
De studies moesten beperkt worden tot de bestaande nucleaire zones en sites waar de lokale overheid een interesse betoonde.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
13
De Ministerraad van de Federale Regering besliste op 26 juni 2006 voor de oppervlaktebergingsinstallatie op het grondgebied van de gemeente Dessel. Hierbij moest uitgegaan worden van het voorontwerp dat werd ontwikkeld door het partnerschap tussen de gemeente Dessel en NIRAS (STOLA-Dessel). De voorwaarden verbonden met deze beslissing omvatten onder andere: ►
Oppervlakteberging op de site te Dessel.
►
Er moeten in de modules onder het afval inspectieruimtes voorzien worden.
►
Er moet over alle gebouwde modules een vaste dak structuur gebouwd worden.
2.4
Veiligheidsdoelstelling en strategische veiligheidsoriëntaties
De veiligheidsdoelstelling luidt als volgt: Mens en milieu beschermen tegen schadelijke effecten van ioniserende straling, nu en in de toekomst, zonder daarbij onnodige lasten door te schuiven naar toekomstige generaties. De strategische veiligheidsoriëntaties zijn de belangrijke oriëntaties waarmee de veiligheidsdoelstelling in principe vervuld is. Deze oriëntaties worden gebaseerd op de reglementaire vereisten en internationale aanbevelingen, en hebben onder meer betrekking op stralingsbescherming en op de veiligheid van een oppervlaktebergingssysteem. 2.4.1
Basisprincipes
In overeenstemming met de FANC leidraad over de principes voor de berging van radioactief afval worden de volgende basisprincipes gehanteerd: bescherming toekomstige generaties, geen bovenmatige lasten, inperking van effecten over de landsgrenzen en langetermijnveiligheid. 2.4.2
Veiligheid- en stralingsbeschermingsprincipes
Stralingsbescherming is gebaseerd op de volgende basisprincipes: 1.
Principe van justificatie: elke beslissing die de situatie inzake blootstelling aan straling wijzigt, moet meer goed dan kwaad doen.
2.
Principe van optimalisatie: de waarschijnlijkheid van blootstelling, het aantal blootgestelde personen en de individuele dosissen moeten allemaal zo laag als redelijkerwijze mogelijk gehouden worden, rekening houdend met economische en maatschappelijke factoren. a.
In de praktijk worden hiertoe dosisbeperkingen gehanteerd die bovenste waarden zijn voor de individuele dosis tijdens het optimalisatieproces, i.e. 0,3 mSv/jaar.
b.
Daarnaast worden nog optimalisatie streefdoelen gespecifieerd voor bepaalde scenario’s. Zo wordt een streefdoel van 0,1 mSv/jaar gehanteerd voor de scenario’s van geleidelijke uitloging naar het grondwater met een waterput direct naast de berging en een 100% zelfvoorzienende landbouwer gemeenschap.
3.
Principe van dosislimieten: de totale dosis voor een individu bovenop de natuurlijke achtergrond en te wijten aan gereglementeerde bronnen in geplande blootstellingssituaties mag niet hoger liggen dan dosislimieten. a.
In de praktijk wordt voor leden van het publiek een dosislimiet van 1 mSv/jaar gehanteerd.
b. Voor werknemers wordt een dosislimiet van 20 mSv/12 maanden gehanteerd.
14
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
We merken in dit kader op dat de achtergrond blootstelling door natuurlijke straling in Vlaanderen reeds ongeveer 2,1 mSv/jaar bedraagt. Een afvalberging aan de oppervlakte impliceert dat de installatie in een omgeving direct toegankelijk voor de mens ingeplant wordt en dat de afzondering van het afval en insluiting van radionucliden berusten op de technische barrières van de bergingsinstallatie. De directe inplanting in de omgeving van een oppervlakteberging brengt met zich mee dat verschillende complementaire maatregelen getroffen worden om de veiligheid te verzekeren:
De activiteit van langlevende radionucliden wordt beperkt in het afval en in de berging.
Het geheel van technische barrières en de maatregelen worden ontworpen volgens de principes van passivi-
De principes van passiviteit, diversiteit en robuustheid dragen bij tot een gelaagde bescherming waarbij er
De technische barrières en de maatregelen worden ontworpen om te zorgen voor een afzondering van het afval ten opzichte van de omgeving en voor een insluiting van radionucliden. De insluiting van radionucliden impliceert het uitstellen en vertragen van het vrijkomen van radionucliden. teit, diversiteit en robuustheid. gezorgd wordt dat er verschillende lagen van verdediging zijn zodat, indien nodig, een volgende verdedigingslaag beschikbaar is wanneer een bepaalde laag zou falen. De gelaagde bescherming omvat: ►
preventie maatregelen, welke een vrijkomen van radionucliden in de omgeving zoveel als mogelijk tegengaan en ontworpen zijn volgens de principes van passiviteit, diversiteit en robuustheid,
►
controle maatregelen, welke zorgen dat het eventueel falen of mogelijk toekomstig falen adequaat en snel opgemerkt kunnen worden,
►
corrigerende maatregelen, welke alsnog een vrijkomen uit de installatie belemmeren of vertragen indien de preventieve lagen falen,
►
mitigerende maatregelen, die zorgen voor een reductie van de radiologische impact.
De eerste prioriteit bij het opstellen van een bergingsconcept gaat uit naar de preventie maatregelen. De omgeving van de bergingsinstallatie kan bijdragen aan de veiligheid door het vergemakkelijken van monitoring en door het verder reduceren van radiologische impact van het vrijkomen van radionucliden uit de installatie.
2.5
Beheerstrategie
Voor het beheer van de ontwikkeling, optimalisatie en veiligheidsevaluatie van het voorliggend ontwerp tot berging, heeft NIRAS binnen een integraal kwaliteitszorgsysteem gewerkt dat ISO9001:2008 gecertifieerd is. Interne en externe audits worden regelmatig gehouden en zijn gericht om de performanties te verbeteren. Het begrip Geïntegreerd Beheersysteem (IMS – Integrated Management System), zoals geïntroduceerd in de IAEA-normen, combineert de verschillende regelingen en processen die nodig zijn ter realisatie van alle doelstellingen van de organisatie. NIRAS ontwikkelt een IMS dat zal worden toegepast op de categorie A-berging. Gezien de lange tijdsbestekken waarin een bergingssysteem wordt ontwikkeld en geïmplementeerd, is een organisatorische robuustheid en slagkracht van de organisaties die betrokken zijn bij deze activiteiten van het grootste belang om de ervaring en het besef van de belangrijkheid van veiligheid te behouden. Dit inzicht heeft een belangrijke drijfveer gevormd voor de oprichting van NIRAS als overheidsinstelling verantwoordelijk voor het
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
15
beheer van radioactief afval in België, en het verklaart waarom NIRAS rechtstreeks verantwoordelijk zal zijn voor de exploitatie van de categorie A-bergingsinstallatie. De organisatorische principes voor de ontwikkeling en implementatie van de categorie A-bergingsinstallatie zijn:
Voortdurende verbetering— hiervoor wordt gebruik gemaakt van de “plan-do-check-act” cyclus.
Gelaagde bescherming — hiervoor wordt gewerkt met meerdere lagen van maatregelen, structuren, compo-
Formeel geplande en gecontroleerde ontwikkeling van activiteiten — hiervoor zijn projectkwaliteitsplannen met welomschreven mijlpalen nodig. nenten, veiligheidsfuncties en organisatorische elementen, met het Preventie-Monitoring-Actie of PMA paradigma en met multidisciplinaire instanties die instaan voor de opvolging, analyse en verbetering van de veiligheid.
Optimalisatie Promotie van en controle op het bestaan van een veiligheidscultuur — hiervoor wordt gewerkt met een set technische en organisatorische instrumenten, zoals: ►
Een systematisch gebruik van gelaagde bescherming en optimalisatie,
►
Een systematisch gebruik van instrumenten voor risicoanalyse,
►
Voorkoming en mitigatie van incidenten en ongevallen via een Stop-Think-Act-Review (Stop-DenkHandel-Herbekijk) of STAR-benadering,
►
Een systematisch gebruik van feedback uit ervaringen, zowel uit de categorie A-bergingsinstallatie als van buitenaf.
2.6
Veiligheidsevaluatiestrategie
De veiligheidsevaluatie behelst het proces van systematische analyse van de risico's verbonden aan de berging, alsmede de beoordeling van het vermogen van de site en het ontwerp van de installatie om veiligheidsfuncties en ontwerpeisen te vervullen. NIRAS
heeft een specifieke methodologie voor de veiligheidsevaluatie ontwikkeld, die in overeenstemming is
met de internationale beste praktijken, zoals door een NEA internationale peer review bevestigd. De veiligheidsevaluaties omvatten zowel de operationele veiligheid als de veiligheid op lange termijn. Een hoofdbestanddeel van de veiligheidsevaluaties op lange termijn is de veiligheidsanalyse die een reeks van verschillende kwantitatieve berekeningen omvat: 1.
De screening berekeningen om de voor de langetermijn veiligheid belangrijke radionucliden te identificeren.
2.
De bergingslimiet berekeningen die voorzichtig de bergingslimieten bepalen voor alle voor de langetermijn veiligheid belangrijke radionucliden. De scenario's die worden gebruikt om de bergingslimieten te bepalen zijn:
3.
a.
Grondwater uitlogingscenario’s
b.
Intrusie scenario’s
Radiologische impact berekeningen waaruit blijkt dat het radiologisch effect van de verwachte bronterm passend laag is voor al de beschouwde soorten scenario's.
16
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
a.
Voor een enveloppe scenario met de verwachte geleidelijke uitloging van radionucliden naar het grondwater, dus het referentiescenario (RS), wordt de radiologische impact berekend en vergeleken met een dosis optimalisatie streefwaarde 0,1 mSv/jaar.
b.
Voor grondwater uitlogingsscenario’s die minder waarschijnlijk zijn, maar toch enige plausibiliteit hebben, te weten de alternatieve referentiescenario’s (ARS), werden de radiologische risico’s berekend en vergeleken met de risico optimalisatie streefwaarde van 1 10-6/jaar.
c.
De impact van de scenario's onder gestileerde voorwaarden werd berekend en in perspectief geplaatst met een dosis referentieniveau van 3mSv per intrusie en 3 mSv per jaar. De gestileerde voorwaarden omvatten: i. Onopzettelijke menselijke intrusiescenario's (HIS) ii. Penaliserende scenario's (PS) conform aan de leidraad, vertegenwoordigen PS een controle van de robuustheid na enkele 1000’en jaren wanneer subjectieve onzekerheden op de evolutie van het systeem zo groot zijn geworden dat de evaluaties over residuele performantie louter illustratief zijn.
2.7
Ontwerpstrategie
De ontwerpstrategie omvat de aanpak voor de ontwikkeling en implementatie van het ontwerp. Het ontwerp wordt ontwikkeld volgens een systematische methodologie die alle vereisten volgend uit de gegevenheden, de sitekarakteristieken en de veiligheidsstrategie vertaalt in ontwerpvereisten, vervolgens een ontwerp en ten slotte conformiteitscriteria volgens dewelke dat de performantie kan aangetoond worden van de verschillende systemen, structuren en componenten van het ontwerp. De ontwikkeling van het bergingssysteem op het ontwerpniveau omvat de ontwikkeling van een referentieontwerp, met mogelijke varianten, en van implementatieprocedures, die beide voor zover als nodig worden ontwikkeld. De mate van detail neemt toe tijdens de verschillende programmastappen. Het programma voor de berging van categorie A afval bevindt zich momenteel in een projectfase. Bij het indienen van de vergunningsaanvraag, is de mate van detail de gedetailleerde engineering van de diverse SSCs. De algemene lay-out wordt verfijnd en houdt rekening met de kenmerken van de site en de bestaande gegevenheden. Temeer omdat oppervlakteberging van categorie A afval wereldwijd sinds meerdere decennia een gangbare en beproefde industriële praktijk is, zijn best beschikbare technieken een belangrijk element van optimalisatie. Belangrijke optimalisatiekeuzen in het ontwerp omvatten:
Het gebruik van cementgebaseerde materialen als belangrijkste radionuclide-retentiebarrières. Bergingseenheden van het moduletype. Dakstructuren boven de bergingseenheden om de bergingsactiviteiten te beschermen tegen regenwater. Drainagesysteem in de modules zodanig dat elk mogelijk vrijkomen zo dicht als mogelijk bij de bron gemonitord en gecontroleerd kan worden.
Afdekking waarin voorzieningen met betrekking tot evapotranspiratie en waarin de stabiliteit van de hellingen geoptimaliseerd worden.
Enkel geconditioneerd afval berging, dit vast afval of afval dat onder een vaste vorm gebracht is.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
17
Bijkomende conditionering van afval voor de berging, en standaardisatie van bergingsverpakkingen door het gebruik van monolieten.
Een aantal ontwerpkeuzes voor de berging te Dessel bouwen verder op de ervaringsfeedback van de bestaande bergingsinstallaties, maar zijn nieuw ten opzichte van deze installaties:
Er wordt een inspectieruimte voorzien als punt van monitoring en verificatie van de performantie.
De dak structuur omvat twee single failure proof (SFP) bruggen.
Er wordt een opvulsequentie voorzien vanaf het centrum van de modules naar de modulewanden toe.
2.8
Het stalen dak wordt vastgemaakt aan de modules en blijft boven alle modules totdat de afdekking wordt geïnstalleerd.
Er worden shielding slabs bovenop de monolieten geplaatst tijdens de bergingsoperaties, om de dosis ten gevolge van skyshine effecten te minimaliseren.
Er worden uitsluitend kalksteen aggregaten gebruikt in de betonsamenstelling. De monolietwanden worden specifiek ontworpen om het gewicht te dragen van alle SSCs erboven.
Veiligheidsconcept
Het veiligheidsconcept is de beschrijving van de belangrijkste door het systeem en de SSCs geboden veiligheidsfuncties die ervoor zorgen dat elk van die functies gedurende de aangewezen tijdvakken worden vervuld. Het veiligheidsconcept is enerzijds een ontwerpgegeven voor de ontwikkeling van het ontwerp en omvat anderzijds veiligheidskenmerken waarop kan worden gesteund in veiligheidsevaluaties. Het veiligheidsconcept bouwt verder op de strategische veiligheidsoriëntaties, en meer specifiek op de veiligheidsprincipes voor een oppervlakteberging systeem. De langetermijnveiligheidsfuncties die worden beschouwd in het veiligheidsconcept zijn:
Beperking van vrijkomen van contaminanten uit de afvalvorm (R1).
Het beperken van advectie van water en van diffusie van contaminanten doorheen de radionuclide retentie-
Het vertragen en attenueren van contaminanten migratie door chemische retentie (R3)
Het beperken van waterstroming doorheen beschermingsbarrières (R2a) die de barrières ondersteunen waarin radionuclide migratie vertraagd, gespreid in de tijd en geattenueerd wordt, dit wil zeggen de retentiebarrières. barrières (R2b)
Het beperken van de aannemelijkheid en gevolgen van onopzettelijke menselijke intrusie (I1).
Het ondersteunen van de langetermijnveiligheidsfunctie(s) van een andere SSC (S).
De veiligheidsfuncties vervuld door het bergingssysteem gedurende de verschillende fases zijn:
18
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
~ 100 jaar
~ 350 jaar
III. Nucl. Reg. Controle Fase
~ 800 jaar
IV. Isolatie Fase
V. Insluitingsfase
R1 : Beperking van vrijkomen uit afvalvorm
R2a : Beperking van waterstroming doorheen beschermende barrières
R2b : Beperking van advectie en diffusie R3 : Chemische retentie (sorptie)
S: Ondersteuning van een andere SSC I1: Beperking van waarschijnlijkheid en
gevolgen van onopzettelijke menselijke intrusie
Een belangrijke karakteristiek van het veiligheidsconcept is de gelaagde bescherming, d.w.z. het gebruik van een reeks van onafhankelijke lagen van kenmerken/voorzieningen, zodanig dat, wanneer één laag het begeeft, één of meerdere volgende complementaire lagen beschikbaar zouden zijn, indien dat nodig is wegens het intrinsieke radiologische risico. Twee lagen zijn onafhankelijk als hun kenmerken/voorzieningen gebruik maken van diverse middelen en fenomenen. De gelaagde bescherming omvat twee basiscomponenten:
Afzondering, insluiting en vertraging van radionucliden door middel van componenten van de bergingsinstallatie die instaan voor de verschillende veiligheidsfuncties. De adequate beperking van de radiologische bronterm (op basis van de in dit veiligheidsrapport voorgesteld criteria wordt de hoeveelheid langlevende radionucliden in de bronterm beperkt tot een niveau dat significant lager ligt dan de internationaal indicatieve waarde van 400 Bq/g, met name rond de 50 Bq/g).
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
19
Deze basiscomponenten berusten op hun beurt op diverse functies, processen en componenten zoals geïllustreerd in onderstaande figuur: Beperking activiteit langlevende radionucliden Limieten voor kritieke radionucliden Beperking activiteit kritieke radionucliden in de berging
Diverse veiligheidsfuncties Afzonderen
Dikte van de afdekking Mechanische weerstand beton Beperking van de toegang
Insluiten Fysisch insluiten en vertragen Beperken waterinstroming Afdekking – biologische laag - evapotranspiratie Afdekking – kleibarrière Afdekking – vezel beton
Beperken advectie en diffusie van radionucliden
Monoliet – mortel Monoliet – beton Module – beton
Chemisch insluiten en vertragen van radionucliden - retentie
Monoliet – mortel + kalksteenfiller Monoliet + module – beton + kalksteenaggregaten Inspectieruimte – mortel/complementair materiaal Ophoging – zand + cement / complementair materiaal
To
~ 50 jaar
~ 100 jaar
~ 350 jaar enkele 100’en jaren
Figuur 5: Beschermingslagen We zien op deze figuur tevens dat het aantal beschermingslagen afneemt in functie van de tijd. Ongeveer 200 à 300 jaar na het plaatsen van het afval, neemt de afzonderingscapaciteit af omdat ondersteld wordt dat de actieve maatregelen ter beperking van toegang dan opgeheven worden. Na enkele honderden jaren nemen zowel de functies afzondering als beperking van waterinstroming en beperking van advectie en diffusie af, waardoor na enkele honderden jaren de preventieve maatregelen van gelaagde bescherming nog alleen bestaan uit de beperking van de activiteit van langlevende radionucliden, het chemisch insluiten en vertragen en in minder mate de beperking van de waterinstroming. Deze afname correspondeert met een afname in inherent risico dat het afval nog stelt. Deze overeenstemming tussen tijdsevolutie van de gelaagde bescherming en van het radioactief verval wordt bevestigd met behulp van veiligheidsevaluaties. Inderdaad, zoals aangetoond in Hoofdstuk 14 resulteren de resterende bedreigingen voor de verschillende beschermingslagen in een radiologisch risico dat lager dan de risico streefwaarde van 10-6 mSv/jaar ligt en een radiologische impact die in het geval van de laagste waarde van chemische retentie op cementgebaseerd materiaal en geen sorptie op de overige materialen (kalksteen, complementair materiaal in de inspectieruimte, zand) maximaal slechts rond 0,3 mSv/jaar ligt.
2.9
Risicoanalyse
Een globale risicoanalyse werd uitgevoerd, met als doel om aan te geven welke bestaande gegevenheden een aandachtspunt zijn voor de veiligheid indien toekomstige beleidsmakers de gegevenheden zouden wensen aan te passen. De belangrijkste gegevenheden die een aandachtspunt zijn voor de veiligheid zijn:
20
Het maatschappelijk draagvlak op nationaal en lokaal vlak voor de oppervlakteberging te Dessel. Het behoud van nucleaire expertise en behoud van kennis over de aanwezigheid van de installatie.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Het belang van de langetermijn veiligheid bij de integratie van de bergingsinstallatie en de site in het landschap.
De continuïteit van de reglementaire functies. De continuïteit van de functies van NIRAS als nucleair exploitant van de berging. Wijzigingen in het veiligheidskader.
Het effect op de veiligheid van wijzigende gegevenheden wordt meegenomen in revisies van het veiligheidsrapport, en zal door NIRAS zo snel als mogelijk aan het FANC en de betrokken reglementaire instanties meegedeeld worden.
2.10
Synthese van argumenten ondersteunen – conclusies
die
het
vertrouwen
in
de
veiligheid
De veiligheidsargumenten kunnen opgebouwd worden het veiligheidsconcept:
Voor iedere functionaliteit en SSC uit het veiligheidsconcept worden de belangrijkste fenomenologische karakteristieken en processen opgesomd die verantwoordelijk zijn voor de betrokken veiligheidsfunctie.
Vervolgens worden ook de belangrijkste fenomenologische gebeurtenissen en processen gegeven, die mogelijks kunnen leiden tot een degradatie of bedreiging van de SSCs
Daarna wordt aangegeven hoe met deze bedreigingen in het ontwerp, de veiligheidsevaluaties en het onderzoeks, ontwikkelings en demonstratieprogramma omgegaan wordt: ►
Ten eerste kunnen in het ontwerp maatregelen genomen worden om de bedreigingen te vermijden of te minimaliseren.
►
Ten tweede kunnen in de veiligheidsevaluaties conservatieve hypothesen genomen worden, zodat met de bedreigingen van het systeem rekening gehouden wordt.
►
Ten derde kunnen sommige bedreigingen aanleiding geven tot toekomstig onderzoek, ontwikkeling en demonstratie werk om de bedreigingen beter te kunnen inschatten en te kijken hoe in volgende implementatiestappen van de berging de bedreigingen alsnog kunnen ingeperkt worden door design maatregelen of meegenomen kunnen worden in veiligheidsevaluaties.
Het belangrijkste bewijs en de argumenten kunnen samengevat worden rond de volgende centrale verklaring:
In de huidige programmastap van het bergingsprogramma voor categorie A afval zijn binnen het geïntegreerd project en het veiligheidsbeleid van NIRAS een veiligheidsstrategie en een veiligheidsconcept ontwikkeld. Deze strategie en concept hebben geleid tot een oppervlaktebergingsinstallatie voor categorie A-afval te Dessel die is geoptimaliseerd, waarvan de realisatie en exploitatie uitvoerbaar is, en die robuust en veilig is. Het bergingsprogramma voor categorie A afval is klaar voor de volgende programmastappen. De verschillende elementen van de centrale verklaring die in het vet staan gedrukt, worden verder uitgewerkt onder de vorm van stellingen. De zeven belangrijkste stellingen worden hieronder weergegeven:
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
21
1) De huidige programmastap van het NIRAS bergingsprogramma voor categorie A afval is gekaderd in een duidelijk vastgelegde beslissingscontext die de technische en maatschappelijke aspecten succesvol integreert. 2) Met het geïntegreerd project en het veiligheidsbeleid heeft NIRAS een passend beheersysteem gedefinieerd en gevolgd voor de ontwikkeling van het veiligheidsdossier. 3) NIRAS heeft een benadering ontwikkeld voor het realiseren van een veilige berging, namelijk een veiligheidsstrategie en ook een geïntegreerde beschrijving van de Systemen, Structuren en Componenten (SSCs) en de veiligheidsfuncties die ze moeten vervullen, namelijk een veiligheidsconcept, als middel om een gestructureerde, heldere en naspeurbare ontwikkeling en documentatie van de berging te Dessel en zijn veiligheidsargumentatie te verzekeren. 4) NIRAS heeft relevante en voldoende kennis ontwikkeld over de oppervlakteberging van categorie A afval te Dessel, om zo het ontwerp te optimaliseren en de uitvoerbaarheid, robuustheid en veiligheid van de bergingsinstallatie te evalueren. 5) NIRAS heeft aangetoond dat het ontwerp, de bouw en de exploitatie van de bergingsinstallatie geoptimaliseerd en uitvoerbaar zijn. 6) NIRAS heeft aangetoond dat de bergingsinstallatie veilig en robuust is. De geëvalueerde radiologische impacts respecteren alle veiligheidscriteria. De bergingsinstallatie vervult de veiligheidsdoelstelling en strategische veiligheidsoriëntaties van optimalisatie, isoleren en insluiting, beperken van de activiteit van langlevende radionucliden, passieve veiligheid, robuustheid en gelaagde bescherming. 7) NIRAS heeft de volgende programmastap voorbereid en startte proactief het onderzoek, de ontwikkeling en de demonstratie activiteiten die in de volgende programmastappen bijkomende informatie met betrekking tot verdere verbetering van de kennis en begrip van de performantie van het bergingsysteem, vermindering van onzekerheden, verhoging van het vertrouwen in de veiligheidsmarges en optimalisatie van het systeem.
22
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
3
Hoofdstuk 3: Beheersysteem [HS-3]
3.1
Inleiding en doelstellingen
Voor de oprichting van een bergingsinstallatie van categorie A (cAt-berging) moet een IMS (Integrated Management System) worden ingevoerd waarin veiligheid een primordiale rol speelt. Dit hoofdstuk is bedoeld om de belangrijkste elementen van het IMS van NIRAS voor te stellen, met het oog op de volgende fasen van de realisatie van de bergingsinstallatie: de bouw, de inbedrijfstelling en de exploitatie. In dit stadium van de aanvraag tot een vergunning voor oprichting en exploitatie van een bergingsinstallatie, is dit hoofdstuk een voorbereidende versie. Dit hoofdstuk zal evolueren ten gevolge van de ontwikkeling van het IMS van NIRAS.
3.2
Geïntegreerd beheersysteem van NIRAS
3.2.1
De opdracht van NIRAS als afvalbeheerder
NIRAS is de overheidsinstelling die, onder voogdij van de regering, als enige belast is met de ontwikkeling van een samenhangend beheer van radioactief afval op Belgisch grondgebied, dat veilig is, technisch haalbaar, conform de geldende wettelijke en regelgevende bepalingen en in overeenstemming met de maatschappelijke en economische dimensie. Deze opdracht wordt gekenmerkt door het hoofdproces voor het beheer van de keten van alle handelingen betreffende het afval, vanaf zijn productie tot aan zijn eindberging, waarbij NIRAS voor elk stadium van de keten instaat voor de veiligheid, (technische, economische) haalbaarheid en maatschappelijke aanvaardbaarheid. Om dit hoofdproces goed te beheren, kreeg NIRAS specifieke exclusieve opdrachten, in het bijzonder:
het transport, de ophaling en de tijdelijke opslag of de berging van het afval; de ACCEPTATIE van afval dat al dan niet geconditioneerd is, op basis van acceptatiecriteria (ACRIA’s), die werden vastgesteld op basis van algemene regels en afhangen van de operationele veiligheid en de langetermijnveiligheid voor het toekomstig beheer van het afval, met inbegrip van de definitieve berging als referentieoplossing voor de uiteindelijke bestemming van het afval. De ERKENNING door NIRAS van installaties van exploitanten waar het afval een behandeling ondergaat of opgeslagen wordt (installaties voor meting, opslag, verwerking, conditionering) en van een methodologie voor radiologische karakterisering van het afval, is een noodzakelijke voorwaarde om deze handelingen te mogen uitvoeren.
3.2.2
NIRAS als nucleair exploitant
NIRAS als exploitant van een bergingsinstallatie voor afval van categorie A, zoals beslist door de raad van bestuur van 02/10/2009, is een nucleair exploitant in de zin van art. 3.6 van het ARBIS. NIRAS wordt officieel exploitant van een nucleaire inrichting van klasse 1 vanaf de afkondiging van het besluit tot oprichting en exploitatie van de bergingsinstallatie voor categorie A-afval. In overeenstemming met art. 23.1. van het ARBIS, richt de directeur-generaal (DG) van NIRAS binnen de instelling een dienst voor fysische controle (DFC) van klasse 1 op. Deze dienst is belast met het algemeen toezicht op de naleving van het ARBIS en de beslissingen van het FANC met betrekking tot de bergingsinstallatie. Zijn
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
23
opdrachten betreffen alle activiteiten van NIRAS als nucleair exploitant. De opdrachten kunnen, door een beslissing van de DG van NIRAS, worden uitgebreid tot activiteiten die belangrijk zijn voor de langetermijnveiligheid. 3.2.3
Integratie van NIRAS als afvalbeheerder en nucleair exploitant
NIRAS heeft beslist voor al haar activiteiten een IMS te ontwikkelen, in overeenstemming met de GS-R3standaard van het IAEA. Dit IMS ligt in de lijn van het vroegere beleid voor integrale kwaliteitszorg (TQM, ISO 9001:2008-certificaat) en van de veiligheidsstrategie die werd uitgestippeld in het kader van het cAt-project. NIRAS schaart zich daarbij volledig achter principe nr. 1 van SF1, dat de eerste verantwoordelijkheid voor de veiligheid bij de exploitant legt, en achter principe nr. 3 van SF1, dat van de exploitant een effectief en doeltreffend veiligheidsmanagement vereist, meer bepaald een stevig leiderschap en de aanmoediging van een veiligheidscultuur. Dit IMS integreert op structurele wijze het TQM van NIRAS. NIRAS draagt de eindverantwoordelijkheid voor de veiligheid en haalbaarheid van het beheer van het categorie A-afval en van de bergingsinstallatie in elke fase van het afvalbeheer, en is dus ook eindverantwoordelijke voor de langetermijnveiligheid van de berging. Dit kan als volgt uitgedrukt worden: Opdat de langetermijnveiligheid gewaarborgd zou worden, dient de bergingsinstallatie conform de ontwerpvoorwaarden gebouwd te zijn en dient het afval stroomopwaarts conform het acceptatiesysteem geconditioneerd en gekarakteriseerd te zijn en dient de bergingsinstallatie geëxploiteerd te worden conform de ontwerpvoorwaarden De langetermijnveiligheid hangt af van de kwaliteit van het afvalbeheerproces, een proces waarvoor NIRAS als enige over alle beoordelingselementen beschikt.
Hiertoe legt NIRAS, via haar systeem van ACCEPTATIE, ERKENNING, ACRIA’s, de externe exploitanten voorwaarden op rond veiligheid en technische en economische haalbaarheid, die een invloed hebben op het IMS van deze exploitanten.
De kwaliteit van de goede uitvoering van alle verplichtingen door de exploitanten wordt algemeen beheerd
De dienst voor fysische controle (DFC) van NIRAS oefent de bevoegdheid uit die hem reglementair toege-
in het kader van het TQM van NIRAS, dat opgenomen is in het IMS. wezen is voor de veiligheid van de installaties van de bergingsinstallatie voor categorie A-afval, die rechtstreeks geëxploiteerd wordt door NIRAS.
De dienst voor fysische controle NIRAS ziet toe op de goede uitvoering van de veiligheidsaspecten van de verplichtingen die NIRAS oplegt aan derde exploitanten. Dit wil zeggen toezien, via de interne audit van het acceptatiesysteem van NIRAS, op de goede uitvoering van processen van derde exploitanten die de veiligheid van de afvalbeheerketen zouden kunnen beïnvloeden. De dienst voor fysische controle NIRAS zal tevens de aspecten die verbonden zijn met de langetermijnveiligheid van de bedrijfsprocessen van NIRAS bewaken. Het betreft hier vooral de lange termijn veiligheidsgebonden aspecten van de processen die deel uitmaken van het acceptatiesysteem en van de processen verbonden met de realisatie van infrastructuren.
De derde exploitanten die meewerken aan activiteiten rond het afval (waaronder de IPM) zijn verantwoordelijk:
reglementair, principieel via hun dienst voor fysische controle (DFC), voor de veiligheid van het afval voor
contractueel, via hun kwaliteitssysteem, voor het aan NIRAS leveren van afval of producten/activiteiten in
24
wat betreft de impact op hun installaties of activiteiten; verband met afval dat beantwoordt aan de door NIRAS opgelegde voorwaarden. De afval producerende ex-
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
ploitanten zijn wettelijk verantwoordelijk voor de karakterisering van hun afval, uit te voeren volgens processen en methodes die werden erkend door NIRAS.
3.3
Globale organisatie
De volgende figuur toont de belangrijkste eenheden binnen NIRAS die een rol spelen in de werking van NIRAS als nucleair exploitant: 1) Verschillende eenheden binnen NIRAS die niet rechtstreeks tot de organisatie van de bergingssite behoren:
De algemene directie: directeur-generaal (DG) en adjunct-directeur-generaal, met het strategisch beleid van NIRAS.
De cel veiligheid/milieu (STSE) die, met eigen personeel of met vaardigheden verdeeld over het geheel van NIRAS, de algemene directie ondersteunt bij het uitzetten van algemene strategieën op het vlak van veiligheids- en milieukwesties, die technische ondersteuning biedt aan instanties die op die gebieden beslissingen moeten nemen en die zorgt voor de algemene contacten met de betrokken bevoegde overheden.
De processen verbonden aan de afvalacceptatie (ACRIA, ERKENNING, ACCEPTATIE).
RD&D (onderzoek, ontwikkeling en demonstratie).
De dienst voor fysische controle (DFC) en de interne dienst voor preventie en bescherming op het werk (IDPBW).
Total Quality Management (TQM).
De algemene diensten (ADM): Human Resources Management (HRM) en aankoopbeheer (AANKOOP)
De projecten (STSP), waaronder het cAt-project (ontwerp, bouw, inbedrijfstelling), het beheer van de periodieke veiligheidscontroles.
2) De eenheid NIRAS-Site Dessel die belast is met de exploitatie, met haar specifieke rollen en interacties met andere entiteiten van NIRAS. 3) Verschillende comités, RCC (Referee and Concertation Committee), OSG (Operational Start-Up Group), PORC (Plant Operation Review Committee), SAC (Safety Assessment Committee), die fungeren als schakel tussen NIRAS in haar geheel, de eenheid NIRAS-Site Dessel, het cAt-project of Belgoprocess, en ook dienen om de activiteiten van NIRAS te evalueren. Deze comités werken mee aan de continue verbetering en aan de arbitrage die nodig is om ervoor te zorgen dat de verschillende eisen waaraan NIRAS moet voldoen, verenigbaar zijn. Het IMS van NIRAS voor de vestiging van de cAt-bergingsinstallatie maakt gebruik van een reeks specifieke concepten, principes en waarden die behoren tot het beleid of de strategie van NIRAS en worden in de volgende sectie beschreven.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
25
Figuur 6: Principeschema van de organisatie binnen NIRAS voor de beheertaken en de berging van categorie A-afval.
3.3.1
Veiligheidsbeheer
Het sleutelelement van GS-R-3 is het primordiale karakter van de veiligheid. Deze moet op holistische wijze worden benaderd gedurende de hele levensduur van de bergingsinstallatie, dus via multidisciplinaire, onafhankelijke en transparante organen voor coĂśrdinatie, evaluatie of arbitrage. Een stevige veiligheidscultuur wordt gestimuleerd via een gedrag dat kritisch, nieuwsgierig en gecoacht is, ondersteund door de ontwikkeling van een grondige kennis van de processen van de organisatie en door het systematisch gebruik van instrumenten die deze benadering vergemakkelijken, processen om de veiligheid te optimaliseren, reflexen voor vraagstelling, technieken voor risicoanalyses, oorzaken of gebreken, technieken voor evaluatie van organisatorische en menselijke factoren. De vereiste om in alle omstandigheden de veiligheid te waarborgen, houdt in dat de organisatie moet worden gezien als standvastig, dit wil zeggen dat ze (volgens strenge regels) het hoofd kan bieden aan te beschouwen gebeurtenissen, maar ook als veerkrachtig, dit wil zeggen dat ze in staat is om het hoofd te bieden aan onverwachte problemen (door te steunen op de expertise van personen). NIRAS wil beide aspecten ontplooien. Opdat de rechtstreekse exploitant zich vertrouwd kan maken met de installatie en eventuele problemen kan identificeren, wordt hij nauw betrokken bij de bouw, oplevering en inbedrijfstelling.
26
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
3.3.2
Kwaliteitsbeheer
Het kwaliteitsbeheer beïnvloedt indirect de veiligheid. Als een beheersysteem dat gebaseerd is op kwaliteitsbeheerprincipes, moet het IMS een dynamisch systeem zijn dat gericht is op continue kwaliteitsverbetering, en dus op een continue verbetering van het systeem en zijn doeltreffendheid in het bereiken van de doelstellingen. Dat streven naar kwaliteitsverbetering vergt van de organisatie een grondige kennis van de ondersteunende processen, met identificatie van de risico’s en de aard ervan. Het is uiterst belangrijk is dat alle partijen goed op de hoogte zijn van de eisen die door de anderen moeten worden nageleefd. Overigens is er voor het beheer van activiteiten die kritiek zijn voor de kwaliteit of de veiligheid nood aan planning en controle. 3.3.3
Waarden
Vanuit haar opdracht moet NIRAS transparant zijn in haar daden en beslissingen, waarbij de principes van openbaarmaking van de daden en traceerbaarheid van de beslissingen worden toegepast. Overigens is het omwille van de uitsluiting van belangenconflicten in de organisatie noodzakelijk dat de uitvoerder van een product onafhankelijk is van degene die de kwaliteit ervan controleert. 3.3.4
Middelen
NIRAS identificeert en voorziet in de noodzakelijke middelen voor de uitvoering van haar activiteiten. Dit gebeurt in overeenstemming met de middelen die haar ter beschikking zijn gesteld in de wetgeving en de reglementen die haar opdracht als afvalbeheerder vastleggen. NIRAS bezorgt de lokale exploitant, NIRAS-Site Dessel, de nodige middelen op het gebied van geldmiddelen, infrastructuur en personeel. 3.3.5
Meting, evaluatie en verbetering
De basis van de meting, de evaluatie en de continue verbetering worden beschreven in de sectie ivm veiligheidsbeheer en kwaliteitsbeheer en in het proces Performantiebeheer (Zie hieronder).
3.4
Processen
De volledige ontwikkeling van processen in verband met de berging wordt uiteengezet in specifieke documenten, die ten laatste klaar moeten zijn bij de oplevering van de bergingsinstallatie. Meer bepaald de rol van NIRAS als enige eindverantwoordelijke voor de samenstelling van de bronterm, met het oog op de langetermijnveiligheid van de berging, zal het voorwerp zijn van een gedetailleerde beschrijving (handleiding). Dit document zal onder meer de volgende elementen bevatten:
de verantwoordelijkheid van NIRAS met betrekking tot de samenstelling en de opbouw van de bronterm,
de rol van het acceptatiesysteem van NIRAS met betrekking tot de productie van de monolieten (bv. erken-
de rol en verantwoordelijkheid van de betrokken nucleaire exploitanten bij de uit te voeren activiteiten en
rekening houdend met de exploitatievoorwaarden van de bergingsinstallatie; ning van IPM, ACRIA Berging); handelingen in het kader van de eindconditionering voor berging;
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
27
de verschillende acceptatiestappen, met inbegrip van de acceptatie vóór en na de eind-conditionering voor berging; de uitvoering van bijkomende controles.
De tabel hieronder geeft een opsomming van de beschouwde processen. Sommige van deze processen kunnen tijdens de verdere ontwikkeling van het globale IMS van NIRAS wijzigen (andere namen, ontbinding in subprocessen, …). Tabel 1: Beschouwde processen. In deze processen onderscheidt men de volgende rollen: Eigenaar (enige verantwoordelijke voor het resultaat van het proces) en Verantwoordelijk voor de uitvoering van de activiteit. NR
NIRAS
NIRAS-Site Dessel
1.
Hoofdproces van NIRAS. Keten van het afvalbeheer vanaf de productie Eigenaar van het afval tot aan de eindberging.
Verantwoordelijk
2.
Andere hoofdprocessen van NIRAS. (bv Inventaris)
Eigenaar
Verantwoordelijk
3.
Beheer van het IMS. Beheer van het IMS als systeem, met zijn specifieke processen, doelstellingen, documentatie en evaluatielussen (bijvoor- Eigenaar beeld via interne en externe audits).
Verantwoordelijk
4.
Stakeholders Relationship Management. Dit proces is een uitbreiding van het proces ‘Customer Relationship Management’ van systemen gebaseerd op ISO 9001. Dit is het sleutelproces om het geïntegreerde karakter van het IMS te beheren. Het beheert de (belangrijke) relaties met Eigenaar de stakeholders. Hiertoe inventariseert het alle eisen van de organisatie en structureert deze volgens hun oorsprong (dit wil zeggen volgens stakeholder); het beheert de interfaces en verenigbaarheid van de eisen.
Verantwoordelijk
5.
Beheer van Kennis. Dit proces betreft het behoud van de kennis en expertise gedurende alle activiteiten van NIRAS (in het bijzonder tijdens de Eigenaar realisatie van de cAt-berging), maar ook op lange termijn, voor de toekomstige generaties.
Verantwoordelijk
6.
Beheer van informatie (Activiteit). Algemeen proces voor elk beheerEigenaar systeem (cf. GS-R3).
Verantwoordelijk
7.
Aankoopbeheer. Essentieel proces om de kwaliteit van de input door Eigenaar derden te verzekeren.
Verantwoordelijk
8.
Projectbeheer. Generiek standaard kaderproces gebruikt voor specifieke Eigenaar activiteiten (cAt).
Verantwoordelijk
Performantiebeheer. Proces voor de beoordeling van de processen van
Eigenaar
Verantwoordelijk
10.
Middelenbeheer. Dit omvat onder andere de personeels- en infrastrucEigenaar tuurmiddelen en de financiële middelen.
Verantwoordelijk
11.
Diverse ondersteunende processen. Dit omvat de administratieve onEigenaar dersteuning, met inbegrip van IT en financiën.
Verantwoordelijk
12.
Processen die specifiek werden ontwikkeld voor het cAt-project
Eigenaar
Verantwoordelijk
13.
Processen die specifiek werden ontwikkeld voor NIRAS-Site Dessel
Verantwoordelijk
Eigenaar
9.
28
Proces (P)/Activiteit (A)
het systeem in het algemeen, ook op het vlak van veiligheid en kwaliteit .
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
3.5
Organisatiestructuur tijdens de voorbereiding van vergunningen
3.5.1
Rol en verantwoordelijkheden
De technische voorbereiding en het ontwerp van de berging is een specifiek project en werd uitgevoerd door het cAt-project binnen het bestaande TQM-systeem van NIRAS. Op basis van het ontwerp van de berging wordt een stelsel van gedetailleerde (operationele en veiligheidsgebonden) specificaties opgesteld, die tijdens de bouw, de inbedrijfstelling en de exploitatie gebruikt zullen worden. De opstelling van deze specificaties wordt ook in het kader van het TQM van NIRAS voorbereid.
3.6
Organisatiestructuur tijdens de bouw
3.6.1
Rol en verantwoordelijkheden
De bouwfase heeft betrekking op volgende elementen van de bergingsinstallatie en -site: modules, administratief gebouw, transportvoorzieningen (trein, spoorlijn), monitoring- en alarmsystemen, noodstroomvoorziening, omheiningen, hijskranen, ... De fase gaat voort na het begin van de exploitatie, met de bouw van de modules. De DFC zal erop toezien dat de bescherming van het personeel gewaarborgd is. Tijdens de bouw bestaan er twee grote partijen: de opdrachtgever en de opdrachtnemers. De organisatie kan schematisch als volgt worden voorgesteld:
Figuur 7: Werforganisatie
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
29
Aan de kant van de opdrachtgever zijn de partijen:
De
aanbestedende
overheid,
in
casu
NIRAS.
De
aanbestedende
overheid
draagt
de
eindverantwoordelijkheid voor de goede organisatie en coördinatie van de uitvoering. Binnen de aanbestedende overheid zijn er diverse rollen: ►
hiërarchie: waken over strategische keuzes, formeel goedkeuren beslissingen vanaf een bepaalde omvang;
►
leidend ambtenaar: verantwoordelijke in eerste lijn voor de diverse (bouw)opdrachten;
►
medewerkers van diverse disciplines die bijdragen tot een goed verloop van de bouw: engineering, (langetermijn)veiligheid, costing, planning, …
Veiligheidscoördinatie: verplichte functie in het kader van het KB van 25/01/2001 op de tijdelijke en
Studiebureau: een studiebureau zal tijdens de uitvoering van de opdrachten een belangrijke rol spelen om na
mobiele werkplaatsen. te gaan of de werkwijzen, materialen, … die voorgesteld en aangewend worden door de diverse aannemers voldoen aan het uitgewerkte ontwerp.
Kwaliteitscontrole: een groep van controleurs uit verschillende disciplines (bijvoorbeeld beton, staalbouw, manutentiemiddelen, …) waarop een beroep kan worden gedaan om controles uit te voeren tijdens de uitvoering van de bouw.
Onafhankelijke technische controle: bureau dat erop toeziet dat de uitvoering geschiedt in overeenstemming met de geldende normen en regels van de kunst. Hoewel ze aangesteld zijn door de aanbestedende overheid, opereren de experts autonoom.
Werftoezicht: dagelijkse opvolging van de werf. De voornaamste taken zijn: ►
een algemene controle dat de uitvoering geschiedt conform het bestek (indien niet wordt de aanbestedende overheid op de hoogte gebracht);
►
opmeten en controleren van hoeveelheden, materiaalfiches, leveringsbonnen in het kader van vermoedelijke hoeveelheden nodig voor de vorderingsstaten.
Bovenvermelde taken, uitgezonderd die van de aanbestedende overheid, zullen worden uitgevoerd door externe dienstverleners, die hun controle onafhankelijk zullen uitvoeren. Deze zullen aangesteld worden via een overheidsopdracht, waarbij het mogelijk is dat eenzelfde dienstverlener verscheidene van bovenvermelde taken toegewezen krijgt. De diverse onderdelen worden uitgevoerd volgens een vast stramien. De voorwaarden van de opdracht, zowel administratief als technisch, zijn beschreven in het contract dat bestaat uit het bestek en de goedgekeurde offerte.
3.7
Organisatiestructuur tijdens de inbedrijfstelling
3.7.1
Rol en verantwoordelijkheden
Op het einde van de bouwfase voert gekwalificeerd personeel een algemeen programma voor conformiteitsverificaties van de gebouwde producten en voorzieningen uit. Dat programma is opgesteld door het cAt-project en verenigbaar met het ontwerp en met de vergunning. Het programma omvat, in het bijzonder en volgens de mogelijkheden, testen van de werking en prestaties van de SSC (Structuren, Systemen en Componenten) en de voorzieningen of systemen die nodig zijn voor de exploitatie en veiligheid van de bergingsinstallatie en een algemene evaluatie van de afwijkingen van de bouw of de installatie. Het programma wordt ontworpen en uitgevoerd door personeel dat het basisveiligheidsontwerp van de bergingsinstallatie kent, evenals de testtechnieken. De uitvoering van dit programma dient als basis voor het dossier dat
30
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
moet worden overhandigd aan het FANC met het oog op de reglementaire oplevering (ARBIS, art. 6.9). Het programma en het dossier dat worden overhandigd aan het FANC met het oog op de reglementaire oplevering worden gecontroleerd door de DFC. De rollen en verantwoordelijkheden tijdens de inbedrijfstelling worden uitgeoefend in het kader van de Operational Start-up Group (OSG). Deze specifieke groep komt tussenbeide op bouwniveau en bij de conformiteitsverificaties bij de opstart voor het onderzoek van de bouw- en controleverslagen en van de testen om te oordelen over de aanvaardbaarheid van de uitrustingen die werden geleverd voor de bergingsinstallatie.
3.8
Organisatiestructuur tijdens de exploitatie
3.8.1
Rol en verantwoordelijkheden
Aangezien NIRAS-Site Dessel rechtstreeks verantwoordelijk is voor de exploitatie van de bergingsinstallatie krijgt de organisatie, in overeenstemming met het principe van lokaal beheer de volgende rollen, die daarna verder omschreven worden en die de aspecten ‘veiligheid’ en ‘kwaliteitszorg’ omvatten:
een lokale Site Manager (SIM), die verantwoordelijk is voor de exploitatie van NIRAS-Site Dessel en het naleven van de exploitatievergunning in het kader van de opdrachten, bevoegdheden, …, die hem zijn toegewezen door de directeur-generaal (DG) van NIRAS en die opgenomen zijn in de organisatienota van de instelling ; in dit kader dient deze verantwoordelijke de nucleaire veiligheid van de site en de naleving van de vergunningsvoorwaarden te garanderen en de algemene strategie, het beleid en de visie van NIRAS om te zetten naar de exploitatie van de nucleaire site.
een lokale cel van de dienst voor fysische controle (DFC), die belast is met de veiligheidscontroleactiviteiten op NIRAS-Site Dessel en die rapporteert aan de dienst Fysische controle van NIRAS (de lokale cel wordt voorzien van de nodige middelen op basis van de operationele en reglementaire behoeften).
een lokale cel IDPBW (Interne Dienst voor Preventie en Bescherming op het Werk) van NIRAS voor de toepassing van de wettelijke en reglementaire bepalingen inzake het welzijn van de werknemers bij de uitoefening van hun werk en alle relevante preventiemaatregelen en -activiteiten (de lokale cel wordt voorzien van de nodige middelen op basis van de operationele en reglementaire behoeften).
een lokale cel CONFORMITEIT, die verantwoordelijk is voor het afvalbeheer op de site en, in het bijzonder, het controleren van de conformiteit van het voor berging conform verklaard binnenkomende afval, zodat formeel wordt gegarandeerd dat dit voldoet aan de vergunningsvoorwaarden en aan andere reglementaire vereisten (zie § 3.8.6);
een lokale cel voor kwaliteitsbeheer (TQM), die instaat voor het beheer van de operationele kwaliteit van
een lokale operationele cel die belast is met de eigenlijke exploitatie van de bergingsinstallatie, met in-
de exploitatie en zich vooral richt op het belang van de speciale processen in de realisatie van de installatie; begrip van de onderhoudsactiviteiten (EXPL);
een lokale cel die op een samenhangende manier kan optreden bij abnormale situaties: buitengewone om-
een lokale administratieve cel (ADM) om NIRAS-Site Dessel administratieve ondersteuning te bieden bij
standigheden of gebeurtenissen, noodplan en rampvoorbereiding (Emergency Management - EMM); haar veiligheidsgebonden activiteiten.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
31
4
Hoofdstuk 4: Karakteristieken van de site en haar omgeving [HS-4]
4.1
Inleiding en doelstellingen
Een oppervlakteberging moet worden ontworpen rekening houdend met de typische kenmerken van de site. Dit type bergingsinstallatie, waarbij de veiligheid steunt op het efficiënt isoleren van het afval door middel van het kunstmatige-barrièresysteem, moet zodanig worden ontworpen dat ze haar rol kan spelen tijdens de beschouwde periode. Mogelijke dreigingen voor de isolatiecapaciteit van de bergingsinstallatie, zoals seismische en tektonische activiteit in de regio, de aanwezigheid van ontginbare natuurlijke rijkdommen in de ondergrond en de grondmechanische stabiliteit, moeten worden onderzocht en gekend zijn. Aangezien water de belangrijkste vector is voor het transport en de verspreiding van radionucliden moet men, enerzijds, het overstromen van de bergingsinstallatie vermijden en, anderzijds, de bestaande hydrogeologische toestand van de regio kunnen modelleren en de toekomstige toestand trachten te voorspellen. Er is dus nood aan een gedetailleerde beschrijving van de fenomenologische evolutie van de installatie en haar omgeving. Om radiologische impactevaluaties te kunnen maken voor de beschouwde site en het ontwerp van de bergingsinstallatie, zijn gegevens uit het domein van de aardwetenschappen onontbeerlijk als invoergegevens voor de modellen. Onderzoek van de site en zijn omgeving moet onder meer een beter inzicht bieden in de geologische, hydrogeologische en biologische toestand van de regio, en een brede waaier van parameters genereren die de veiligheidsmodellen zullen voeden. De terreinverkenningen van 2008 en 2010 vormen een logische laatste stap in een reeks onderzoekingen, die gevolgd werden door studies, resultaten en aanbevelingen. Tijdens de vorige terreinverkenningen (1999 en 2002) bevond de ontwikkeling van een bergingsinstallatie voor categorie A-afval zich nog in een voorontwerpfase. Op dat ogenblik was er nog geen beslissing genomen over het type van berging (oppervlakte- of geologische berging) noch over de exacte locatie van een bergingssite, al dan niet in de nucleaire zone voorzien. Deze twee terreinverkenningen waren bedoeld om algemene, indicatieve informatie te verstrekken over de geologie, de hydrogeologie en de grondmechanische stabiliteit in de nucleaire zone zelf. Ze dienden een antwoord te bieden op vijf indicatoren, namelijk het overstromingsrisico, de grondmechanische stabiliteit van de ondergrond, de seismische activiteit van de regio, de aanwezigheid van minerale rijkdommen en de mogelijkheid om de hydrogeologie te modelleren. De terreinverkenningen van 2008/2010 dienden om de gegevens uit de vorige twee onderzoekscampagnes aan te vullen. Hierbij werden een aantal minder gekende parameters bepaald en brachten gevoeligheidsanalyses parameters aan het licht die een belangrijke invloed hebben op de eindresultaten. Het is tevens noodzakelijk aan te tonen dat de geosfeer in de omgeving van de bergingssite gekend en duidelijk begrepen is, en dat de streek gekenmerkt wordt door een stabiele geologische toestand. Het hoofdstuk “Karakteristieken van de site en zijn omgeving” behandelt zeer diverse onderwerpen die betrekking hebben op zowel de geosfeer als de biosfeer, zoals deze nu zijn, maar ook hoe deze in de toekomst zullen evolueren en die hier kort worden toegelicht.
32
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
4.2
Inplanting van de site en installaties
De gemeenten gelegen in een straal van 5 km rondom de bergingsinrichting omvatten Dessel, Mol, Retie, Geel en Kasterlee (zie Figuur 8).
Figuur 8: Situering van de bergingsinrichting ten opzichte van de omliggende gemeenten.
De oppervlaktebergingssite bevindt zich op het grondgebied van de gemeente Dessel. De noordzijde van het bergingssite grenst aan de Europalaan, de oostkant aan Belgoprocess, meer bepaald aan de toekomstige IPM. De monolieten zullen vanaf de IPM getransporteerd worden naar de bergingssite. Een deel van de zuidkant van de site loopt parallel met de gemeentegrens Dessel-Mol.
4.3
Geografie, demografie en huidige en voorziene menselijke activiteiten
4.3.1
Fysische geografie
De site voor oppervlakteberging bevindt zich in de Centrale Kempen, op het interfluvium van de Grote en Kleine Nete. De Kempen worden als streek gekenmerkt door een zandige ondergrond, waarop typische bodems tot ontwikkeling kwamen, zoals de podzol- en de plaggenbodem. De regio is weinig erosiegevoelig, en de Quartaire landschapsevolutie toont aan dat het sinds 10 000 jaar stabiel gebleven is. Verstoring kan wel optreden door menselijk ingrijpen, waarbij voornamelijk toekomstige klimaatsveranderingen de aanleiding kunnen zijn. 4.3.2
Menselijke geografie (demografie en menselijke activiteiten)
In de ruime omgeving rond de bergingssite is er heel wat menselijke activiteit. IndustriĂŤle activiteit, vooral (petro)chemie en metaalindustrie, ontwikkelt zich langs de assen Albertkanaal/E313 en E34. In de omgeving van de
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
33
nucleaire zone is de verkeersinfrastructuur goed ontwikkeld met een dens wegennet, het kanaal BocholtHerentals op enkele honderden meters afstand van de bergingssite, en de spoorweglijn Antwerpen-Mol-Hasselt. Buiten nucleaire activiteit komt ook een zich uitbreidende KMO zone voor in het noorden. Rond de nucleaire zone komt een belangrijke agrarische activiteit voor rond veeteelt voor melkproductie. Terwijl België een gemiddelde bevolkingsdichtheid van 349 inwoners per km2 heeft, zijn de gemeenten in de buurt van de NIRAS site Dessel minder dicht bevolkt dan het Belgische gemiddelde: Dessel 330 inwoners/km 2, Mol 292 inwoners/km2, Geel 328 inwoners/km2, Retie 218 inwoners/km2 en Kasterlee 252 inwoners/km2 (gegevens 01 januari 2008). De regio wordt gekenmerkt door een geringe mate van zelfvoorziening, behalve wat de industriële productie van drinkbaar grondwater betreft.
4.4
Meteorologie en klimatologie
De typische zandige bodems van de Kempen hebben een invloed op het klimaat, wat zich vertaalt in extremere temperatuurswaarden vergeleken met de rest van België. De zomers zijn er 0.5 °C warmer, de winters 0.8 °C kouder en er valt ook wat meer neerslag. Er werden schattingen gemaakt van de toekomstige klimaatveranderingen aan de hand van modellen, en dit zowel voor de nabije toekomst als voor de langere termijn. Deze eeuw wordt verwacht dat het klimaat zal evolueren naar warmere, nattere winters en veel hetere en drogere zomers. Binnen 10 000 jaar zal hier een subtropisch klimaat met winterneerslag heersen. Nog verder in de toekomst voorspellen de modellen een subtropisch klimaat zonder seizoensgebonden neerslag (tot 160 ka), gevolgd door een gematigd klimaat (tot 170 ka), een koud permafrost klimaat (tot 180 ka) en opnieuw een gematigd klimaat.
4.5
Geologie en seismologie
Het Kempens bekken bestaat al meer dan 400 miljoen jaar en worden gekenmerkt door periodes van sedimentatie en periodes van sedimentatie-onderbrekingen of ook erosie. De sedimentaire afzettingen starten vanaf het Boven-Devoon; lange sedimentatie-onderbrekingen/erosieperiodes komen voor tijdens het Vroeg-Carboon, tijdens het Laat-Carboon en Perm, en tijdens het grootste deel van het Jura en het Krijt. Kortere onderbrekingen komen verspreid voor tijdens het Tertiair en het Quartair. Het noordoostelijk deel van de Kempen is verstoord door een NNW-SSE georiënteerd breukensysteem, de Roerdal Slenk. De voornaamste, en steeds actieve slenkbreuken zijn de Peel breuk in het noorden, en de Feldbiss en Rijen breuken die de zuidkant begrenzen. Satellietbreuken aan Belgische kant komen voor tot op bijna een tiental kilometer van de nucleaire zone (breuken van Rauw en Poppel). De Roerdal Slenk kende doorheen zijn geschiedenis actievere en passievere periodes, en zelfs periodes met inversiebewegingen. Sinds 30 miljoen jaar geleden, onder invloed van de Alpiene gebergtevorming, is de slenk zeer actief geworden, met bijvoorbeeld subsidentiesnelheden van 4mm/100j voor de recentste 5 miljoen jaar. De breuk van Rauw beweegt gemiddeld vier keer minder snel, en er werden geen aanwijzingen gevonden van recente verplaatsingen. De diepe ondergrond van de Kempen is gekend door de ettelijke boringen die werden verricht op zoek naar steenkool (overwegend Limburg), opslag van aardgas, de berging van radioactief afval en de toepassing van geothermische energie (overwegend Antwerpen). De ondiepe ondergrond is zeer goed gekend dankzij de honderden boringen die werden uitgevoerd voor de exploratie en exploitatie van grondwater. In en rond de nucleaire zone van Mol-Dessel werden in het kader van de oppervlakteberging drie verkenningscampagnes georganiseerd (1999, 2002 en 2008/2010). Alle formaties die na de Boomse Klei werden afgezet, bestaan overwegend uit zanden. Van onder naar boven zijn dit de zanden van Eigenbilzen/Voort, Berchem, Diest, Kasterlee, Mol en van het
34
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Quartair. Deze kunnen een sterk variërend gehalte aan glauconiet bevatten: de zanden van Berchem zijn donkergroen tot zwart van het glauconiet, de witte zanden van Mol zijn glauconiet-vrij. Enkel in het onderste deel van de Kasterlee Fm. komt klei voor. Deze tot 5 m dikke laag bestaat uit kleilenzen, die tot 15 cm dik kunnen zijn, in een middelmatig tot fijn zand. Hoewel het dus geen continue kleilaag betreft, heeft deze toch een remmende werking op de verticale grondwaterstroming. Daarom werd veel aandacht en middelen besteed om deze laag in en rond de nucleaire zone in kaart te brengen. De toekomstige bergingssite werd onderworpen aan een uitvoerige probabilistische gevarenkansevaluatie (PSHA), tot op heden uniek in België. De bestaande aardbevingscatalogus werd herzien, en de focus werd gelegd op mogelijke lokale gevolgen van aardbevingen op basis van historische bronnen uit de streek. Het bestaande bronzoneringsmodel werd opnieuw geëvalueerd door een expertenpanel, waarbij een 14-delig seismotektonisch model opgesteld werd, aangevuld met een tweezonemodel (Roerdal Slenk en de rest van het gebied). Twee ontwerpaardbevingen (DBE), één voor de operationele fase Ia (50 j) en één voor de nucleaire reglementaire controle fase III (350 j), en een aardbeving buiten ontwerp (BDBE) werden op voorhand bepaald. Om de epistemische onzekerheden van de verschillende basiselementen van de PSHA op te vangen werd met verschillende variabelen gewerkt, zijnde de twee bronzoneringsmodellen, twee dempingswetten, drie incrementen voor de maximale magnitude, en 200 frequentie-magnituderelaties per bronzone. De berekeningen werden uitgevoerd met CRISIS volgens de Cornell-McGuire methode. De 2400 resultaten worden statistische geanalyseerd, en hieruit leidt men de verschillende percentielen af van de probabiliteitsverdeling van de overschrijdingsfrequentie. Op basis van de P84 geeft dit piekgrondversnellingen (PGA) aan de sokkel van 0,115 g en 0,207 voor de ontwerpaardbevingen en 0,265 g voor de aardbeving buiten ontwerp. De volgende stap is de bepaling van de spectrale transferfunctie voor horizontaal gepolariseerde S-golven, daar deze kenmerkend is voor een welbepaalde locatie. De frequentie-inhoud en amplitude van de seismische golven zullen immers veranderen in sedimentlagen met lagere snelheid en dichtheid, onderweg tussen de harde sokkel en het aardoppervlak. De transferfunctie werd enerzijds experimenteel bepaald door modellering en anderzijds instrumenteel door signaalanalyse van seismometers in de ondergrond en aan de oppervlakte. De experimentele transferfunctie wordt bekomen door de sedimentkolom, zijnde de lagen afgezet op het Krijt, als een lineair (visco)elastisch materiaal te beschouwen en de respons ervan te berekenen op basis van de reflectiviteitstheorie. De invoerparameters werden bekomen uit de verkenningsboringen ON-Dessel-1 en ON-Mol-1. De instrumentele transferfunctie wordt bekomen door het signaal van aardbevingen (natuurlijk en door de mens geïnduceerd) aan de seismische sokkel te vergelijken met die aan de oppervlakte. Hiertoe werden vier seismometers geplaatst: één aan de top van het Krijt (bepaald als seismische sokkel) in een boring van de firma Smet, één in de Boomse Klei (HADES-URF) en, voor beide sites, steeds één aan de oppervlakte. De huidige resultaten zijn gebaseerd op 26 geselecteerde bevingen met een goede mix van verschillende frequenties. De experimenteel en instrumenteel bepaalde transferfunctie vertonen sterke gelijkenissen in piekpositie en algemene vorm, maar ook aanzienlijke verschillen in amplificatie en frequentiebereik. De uiteindelijke stap van de seismische studie is het bekomen van horizontale en verticale versnelling responsspectra aan de oppervlakte. Men vertrekt van de sokkel-responsspectra die, gecombineerd met de transferfunctie uiteindelijk de oppervlakte-responsspectra genereert. Dit geeft maximale horizontale grondversnellingen van 0,125 g en 0,240 g voor de ontwerpaardbevingen en 0,330 g voor de beschouwde aardbeving buiten ontwerp. De resulterende oppervlaktespectra voor deze aardbevingen zijn hieronder weergegeven:
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
35
Figuur 9: Ontwerp oppervlakte respons spectra van de DBE voor fase Ia
Figuur 10: Ontwerp oppervlakte respons spectra van de DBE voor fase III
36
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Figuur 11: Ontwerp oppervlakte respons spectra voor de BDBE
4.6
Hydrologie en hydrogeologie
De toekomstige bergingssite is gelegen in het Netebekken waarvan de Kleine en Grote Nete de belangrijkste deelstroomgebieden vormen. Het zijn weinig ingesneden laaglandbeken met geringe stroomsnelheid en klein verval. De topografie varieert van +70 m TAW in het oosten tot ongeveer 0 m TAW in het westen. Lokaal komen, naast grote zandontginningsplassen ten oosten van de site, ook talrijke zwem-, recreatie- en visvijvers in de valleien voor. Op zes plaatsen worden waterpeilen en/of debieten gemeten, maar een eenduidige relatie met het neerslagoverschot is niet altijd aan te tonen. Een hydrologisch oppervlaktewatermodel waarin de Breyloop en Hooibeek opgenomen werden, toont aan dat bij het huidige klimaat, maar ook bij een extreem klimaatscenario, de gesimuleerde waterpeilen (overstromingsrisico) aanzienlijk lager liggen dan het vloerpeil van de installaties. Om de interacties tussen grondwater en oppervlaktewater te achterhalen, werd de basisafvoer berekend. Er werd tevens een actualisatie verricht van de opgepompte hoeveelheden grondwater. Met deze gegevens als invoer werd met behulp van het lokale grondwatermodel een schatting gemaakt van de lokale waterbalans. Op basis van het geologisch onderzoek, de verkenningscampagnes en de analyses op monsters uit gekernde boringen, werden hydrostratigrafische eenheden bepaald. De homogeniteit en laterale continuïteit nemen echter af in de bovenste eenheden. De porositeit, de hydraulische geleidbaarheid in horizontale en verticale zin en de specifieke bergingscoëfficiënt werden voor iedere eenheid bepaald. De grondwaterstroming wordt voornamelijk bepaald door het infiltrerend regenwater dat gedraineerd wordt naar de waterlopen. De invloed van de rivieren reikt tot aan de Boomse Klei, de Kasterlee Klei net boven de Diest zanden tempert het effect van de kleinere oppervlaktewaterlichamen op de diepere aquifers. De stroomlijnen in de aquifers zijn overwegend noordelijk en noordwestelijk georiënteerd, in het uiterst zuidelijk deel van het gemodelleerd gebied is er een zuidelijke stroming. Opwaartse stroming doorheen de Kasterlee Klei komt enkel voor dicht bij de belangrijkste waterlopen. De seizoenfluctuaties van het grondwaterpeil bedragen 60 cm in de omgeving van de bergingssite. Het beïnvloe-
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
37
dingsgebied van een potentiële contaminatie strekt zich uit ten noorden van de bergingssite richting Kleine Nete. Het overgrote deel van de besmetting blijft in de aquifer boven de Kasterlee Klei. Toekomstige verandering door menselijk ingrijpen (menselijke activiteit en klimaatsveranderingen) zullen de randvoorwaarden van de grondwaterstroming beïnvloeden. Toch zou op de site een verminderde infiltratie gecompenseerd worden door een toename in exfiltratie uit het kanaal.
4.7
Geotechnische karakteristieken
Naar analogie met de hydrostratigrafie zijn ook geotechnische eenheden bepaald op basis van de informatie uit de diverse verkenningscampagnes. Voor elke (sub)eenheid werden representatieve waarden bepaald van geotechnische parameters, zoals het volumegewicht, de effectieve wrijvingshoek, de effectieve cohesie, de elasticiteitsmodulus en de glijdingsmodulus. Omdat de bergingsinstallatie meerdere componenten bevat die een nauwkeurige inschatting van de werkelijke zettingen vereist, werd een zettingsproef uitgevoerd. Deze bestaat uit een zandophoging in de vorm van een afgeknotte pyramide van 20 m hoog, en waarvan de afmetingen en het gewicht in het centrale deel overeenkomen met die van een gevulde module. Dit laat toe om de werkelijke zettingen te vergelijken met die bekomen via verschillende soorten modelleringen. De beste overeenkomst wordt verkregen met het gespecialiseerd materiaalmodel “Hardening Soil with Small Strain Stiffness”. Verder werd ook de stabiliteit van de installaties tijdens de verschillende constructie en exploitatie fases nagegaan. Hieruit blijkt dat de ophoging waarop de fundering aangelegd wordt wel degelijk uit een zand-cement mengsel moet bestaan. De (differentiële) zettingen werden met PLAXIS 3D berekend voor de uiterste grenstoestand en de gebruiksgrenstoestand. De totale zettingen bedragen tussen 11 en 15 cm na het vullen van de modules, en tussen 25 en 32 cm na het aanbrengen van de eindafdekking. De differentiële zettingen blijven beperkt tot 5 cm maximum. Aardbevingsgerelateerde trillingen kunnen liquefactie en dynamische zettingen als gevolg hebben die grootschalige deformaties aan structuren kunnen veroorzaken. Vergelijking van de grondweerstand op door aardbevingen geïnduceerde cyclische belastingen werd op een deterministische, alsook een probabilistische wijze uitgevoerd. Beiden geven vergelijkbare resultaten en tonen aan dat ondiepe liquefactie niet zal optreden voor de vooropgestelde terugkeerperiodes. Diepe liquefactie kan wel optreden maar heeft geen invloed aan het oppervlak. De dynamische zettingen blijken verwaarloosbaar.
4.8
Geochemische karakteristieken
Ook op het gebied van geochemie heeft de meest recente verkenningscampagne met zijn gekernde boringen en talrijke nieuwe filters in de verschillende aquifers, een schat aan informatie geleverd. Deze gegevens kunnen worden beschouwd als een eerste “nulmeting”, die voor de aanvang van de constructiefase gevolgd zal worden door bijkomende campagnes in het kader van de “monitoring”. Analyses die verricht werden op de vaste fase omvatten de mineralogische karakterisering van de verschillende formaties, en de bepaling van de chemische samenstelling, de verdelingscoëfficiënt Kd en de achtergrondstraling ervan. De concentratie van de belangrijkste kationen is duidelijk gerelateerd aan het glauconietgehalte in het sediment. De Kd voor radium en uranium werd zowel gemeten als berekend. De Kd hangt af van het kleigehalte, en dit zowel onder de vorm van glauconiet in de zanden als van het aandeel aan kleimineralen in het sediment.
38
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
De gemeten bodemradioactiviteit is volledig te wijten aan natuurlijke radionucliden, op kunstmatige
137
Cs na die
een gevolg is van fall-out. Ook de geochemie van neerslag, rivier- en grondwater, en poriënwater werd geanalyseerd op het vlak van opgeloste stoffen en gassen, isotopensamenstelling en radionucliden. Neerslagwater heeft een pH van 5,7 terwijl rivierwater bijna neutraal is. Met de diepte neemt de pH toe (5,1 in toplaag, 8,2 in de Berchem Fm.), evenals de alkaliniteit en het gehalte aan anorganische koolstof. Het water van de bovenste aquifer is van het sulfaattype, de Kasterlee Klei van het Na-K-type, en het Diestiaan van het Ca en waterstofcarbonaat-type. Er is geen eenduidige verklaring voor de verrijking aan meer uitgesproken is voor de diepere aquifers. De gemeten
18
O en verarming aan 2H, die
13
C waarden zijn gecorreleerd aan de pH-evolutie
met de diepte. Het zuurstof en stikstofgehalte is vrij uniform verdeeld met de diepte, terwijl methaan vrij grote fluctuaties vertoont. Opgelost CO2 is sterk aanwezig in de bovenste aquifers en neemt af met de diepte. Van de geanalyseerde radio-isotopen in het grondwater geeft enkel 226Ra resultaten boven de detectielimiet, met een dalende trend met toenemende diepte. De radioactiviteitsniveaus liggen binnen de achtergrondwaarden, een bewijs dat de nucleaire installaties een verwaarloosbare impact hebben op het milieu.
4.9
Natuurlijke rijkdommen
In de streek rond, maar vooral oostwaarts van de bergingssite, komt het hoog kwalitatief Mol Zand voor. Dit is een zeer zuiver kwartszand dat gebruik wordt in de glasindustrie, de bouw, de productie van glasvezel en andere toepassingen waarbij Si het hoofdbestanddeel uitmaakt. Men schat dat men nog 30 tot 50 jaar dit zand zal ontginnen in de streek.
4.10
Algemene beschrijving van de biosfeer
In het kader van de MER werd een grootschalige karakterisatiecampagne van de ecosystemen in en rond de nucleaire zone opgesteld. Dit omvat het in kaart brengen van het ecotoop, de opstelling van een vegetatiekaart en onderzoek naar fauna. Men onderscheidt er semi-natuurlijke en beheerde systemen. Het noordelijk deel van de nucleaire zone bestaat gedeeltelijk uit heide, dat een belangrijke biologische en historisch-culturele waarde heeft. Het wordt echter als slechts “biologisch waardevol” beschouwd omdat het tegenwoordig overheerst wordt door het pijpenstrootje. Het overgrote deel van de bijzondere plantensoorten treft men aan op de paden, in de marge van percelen en in de berm. Deze hebben dan ook een “zeer hoge ecologische waarde”. Wat fauna betreft, valt de grote soortendiversiteit op, maar ook het aantal soorten dat in de Rode lijst vermeld staat. De eerste tumulus is in een gebied met “lage ecologische waarde” gesitueerd (voornamelijk naaldbossen), de tweede is gesitueerd in een gebied van “hoge ecologische waarde”.
4.11
Transport processen in geosfeer en biosfeer
Het hydrologische systeem wordt beschreven in § 4.6, en in het bijzonder het afleiden van de infiltratie ge-
Dilutie en dispersie processen in de geosfeer zorgen voor een afname in de concentratie van radionucliden
baseerd op de globale waterbalans (Zie Sectie “Hydrologie en hydrogeologie”). die in het grondwater terechtkomen via uitloging uit de bergingsinstallatie (Zie Sectie “Hydrologie en hydrogeologie”).
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
39
Voor de transportprocessen in de biosfeer, worden de drie types van biosfeerreceptoren die in aanmerking komen: waterput, rivieren en bodems (Zie Sectie “Hydrologie en hydrogeologie”).
4.12
Beschrijving van de referentietoestanden van de site en haar omgeving
Bij de radiologische analyses werd geen besmetting waargenomen (Zie ook HS-16).
40
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
5
Hoofdstuk 5: Kennis van de fenomenologie van de technische barrières in hun omgeving [HS-5]
5.1
Inleiding en doelstellingen
Dit hoofdstuk heeft als doel een beschrijving te geven van de fenomenologische aspecten en de verwachte langetermijnevolutie van de componenten van de kunstmatige barrières van de bergingsinrichting: de aarden afdekking en de cementgebaseerde componenten.
5.2
De afdekking
5.2.1
Rol, eigenschappen en verwacht gedrag
De aarden afdekking is onderdeel van de multilagen afdekking en heeft tot doel:
het beperken van de waterpercolatie naar de betonconstructie tijdens en na de nucleaire reglementaire controlefase, en dit op basis van twee principes: ►
het bevorderen van de capacitieve eigenschap, waardoor regenwater vastgehouden wordt in de bodemlaag, en via evapotranspiratie terug afgegeven wordt aan de atmosfeer, om waterinfiltratie naar de diepere lagen zoveel mogelijk te beperken;
►
het aanleggen van een infiltratiebarrière die de laterale drainage van water in de erop liggende laag bevorderd.
het vertragen van de degradatie van de onderliggende betonconstructie tijdens en na de nucleaire reglementaire controlefase (bescherming tegen vorst/dooi cycli, droog/nat cycli). De aarden afdekking zal eveneens de duurzaamheid van de onderliggende betonnen constructies niet in gevaar brengen (bijvoorbeeld door de invloed van de chemische samenstelling van deze afdekking).
De aarden afdekking (met een dikte van ongeveer 4,5 m) bestaat uit een reeks natuurlijke materialen zoals zand, grind en klei. Vier functionele lagen zijn gedefinieerd:
de biologische laag (met een dikte van ongeveer 1,5 m) met volgende belangrijke functies: toelaten infiltratie van neerslag, zorgen voor een duurzame groei van de vegetatie en beschermen van de kleilaag (infiltratiebarrière) tegen vorst/dooi of droog/nat cycli, en voorkomt zo het barsten en uitdroging van de kleilaag.
de bio-intrusiebarrière (met een dikte van ongeveer 1,5 m) beschermt de onderliggende infiltratiebarrière tegen bioturbaties ten gevolge van wortelgroei en gravende dieren (zoals bijvoorbeeld konijnen, vossen of dassen).
de infiltratiebarrière (met dikte van ongeveer 1,5 m) is alleen aanwezig in het deel van de afdekking gesitueerd boven de modules. Dit is de belangrijkste barrière tegen waterpercolatie. De klei in de infiltratiebarrière ondersteunt het behoud van chemisch stabiele omstandigheden, en beperkt zo de degradatie van het onderliggende beton.
een drainerende zandlaag met een dikte van 0,25 m is de overgangslaag tussen de aarden afdekking en de betonconstructie, met name de ondoorlatende topplaat die nog tot de afdekking behoort, en die voor een geomechanische stabiele ondersteuning voor alle bovenliggende lagen zorgt. Ook laat deze laag de afvoer toe van meer dan de helft van het water dat door de infiltratiebarrière sijpelt.
Lateraal van de modules bestaat de ophoging uit gecompacteerd zand, dit om alle leegtes en niveauverschillen tussen de modules te vullen.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
41
De ondoorlatende topplaat is de tweede infiltratiebarrière van de multilagen afdekking. Het is een nietstructureel dik betoncomponent dat licht gewapend is met een klassieke wapening, versterkt is met vezels of een combinatie van beiden.
Het conceptuele model van de waterinsijpeling door de multilagen afdekking wordt weergegeven in de volgende figuur. Infiltratie van neerslag op de aarden afdekking (P) wordt eerst verminderd door evapotranspiratieprocessen (dwz damping van water vanaf het bodemoppervlak (E sa), transpiratie van water door planten (T a) en verdamping van water dat opgevangen werd door het plantenscherm (Ic). Ook afwatering aan het oppervlak (R) zal de totale infiltratie verminderen. De neerslag vermindert met de evapotranspiratie en de afwatering aan het oppervlak levert de effectieve infiltratie (I) op. Een deel van het water dat de bovenkant van de gecompacteerde klei infiltratiebarrière bereikt, wordt zijdelings afgevoerd in de bio-intrusiebarrière (DLi). Een deel van het water dat de bovenkant van de ondoorlatende betonnen topplaat bereikt, wordt eveneens afgevoerd doorheen de zandlaag (DLi). De hoeveelheid laterale drainage is afhankelijk van de hydraulische eigenschappen van de ondoorlatende topplaat (en in mindere mate van de zandlaag) en van zijn helling. De resulterende « diepe drainage » is dus slechts een fractie van de initiële neerslag op de multilagen afdekking. P: precipitatie T : actuele a transpiratie
Esa: actuele verdamping via de bodem
I : verdamping via het bladscherm van het c opgevangen water R: afwatering langs
Biologische laag Bodem Bio-intrusie barrière Grof
het oppervlak I: infiltratie
Infiltratie- Verdichte barrière Klei Zandlaag
D : laterale drainage Li
boven de infiltratiebarrière
Zand
Ondoorlatend dekplaat Beton
D P: diepe drainage
D : laterale drainage L,i
door
de
ondoorlatende
infiltratiebarrière
Figuur 12: Conceptueel model van de waterbalanscomponenten op de grenzen van een doorsnede van de aarden afdekking.
42
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
5.2.2
Degradatie
en
veroudering:
oorzaken
en
processen;
compatibiliteit
en
levensduur
De graduele degradatieprocessen van de aarden afdekking zijn bodemerosie, barsten van de bodem, verstoring door vegetatie en wortelpenetratie (bioturbatie door flora) en verstoring door bodemorganismen en grotere dieren (bioturbatie door fauna). Door het algemene proces van bodemvorming zullen de initiële eigenschappen van de bodem evolueren. De hierna volgende sub-paragrafen lijsten de belangrijkste conclusies op.
Bodemerosie. Bodemerosie kan worden veroorzaakt door water (bijvoorbeeld regenval en afvoer van regenwater) en/of wind (bijvoorbeeld verspreiding van deeltjes). Een beperkte helling van de aarden afdekking en de aanwezigheid van vegetatie zijn voorzien om dit degradatieproces te beperken. Na de nucleaire reglementaire controlefase wordt conservatief een gedegradeerde aarden afdekking beschouwd in de veiligheidsevaluatie.
Barsten van de bodem. Barsten van de bodem is het meest relevant voor de kleilaag (de infiltratiebarrière). Twee typische processen kunnen bijdragen tot spleetvorming in de kleilaag: vorst/dooicycli en uitdroging. Spleetvorming in de infiltratiebarrière enkel relevant is indien de klei bloot komt te liggen. Omdat aardbevingen ten minste een deel van de bovenliggende lagen zouden kunnen verplaatsen (bijvoorbeeld de biologische laag en de bio-intrusiebarrière), wordt voorzichtigheidshalve een gedegradeerde infiltratiebarrière na de nucleaire reglementaire controlefase beschouwd in de veiligheidsevaluatie. Gedurende de nucleaire reglementaire controlefase wordt de mogelijke schade aan de aarden afdekking als gevolg van aardbevingen hersteld en de kleilaag kan efficiënt blijven bijdragen om de infiltratie te beperken.
Bodemvorming. Onder het huidige klimaat en vegetatie en uitgaande van een zandige afdekking bovenaan, wordt verwacht dat podzolisatieprocessen zich zullen ontwikkelen. Podzolbodems ontstaan door voortdurende verrijking van het oppervlak met organisch materiaal door ontbinding van afgestorven vegetatie. Bodemvorming kan de waterinsijpeling en watercompositie beïnvloeden zowel op positieve als negatieve wijze. Bodemvorming is echter een zeer langdurig proces en eventuele effecten worden impliciet in rekening gebracht door voorzichtigheidshalve een gedegradeerde infiltratiebarrière na de nucleaire reglementaire controlefase te beschouwen in de veiligheidsevaluatie.
Flora bioturbatie. De afdekking kan verstoord worden door penetratie van wortels en vervolgens door het omwaaien of rooien van de bomen. Turbatie door planten wordt niet beschouwd gedurende de nucleaire reglementaire controlefase omwille van het inspectie- en onderhoudsprogramma (bijvoorbeeld verwijderen van invasieve planten). Na de nucleaire reglementaire controlefase wordt conservatief een gedegradeerde aarden afdekking beschouwd in de veiligheidsevaluatie.
Fauna bioturbatie. Bioturbatie door fauna, bijvoorbeeld verstoring door bodemorganismen en verstoring door gravende dieren, komt alleen voor in de biologische laag. De infiltratiebarrière wordt beschermd tegen gravende dieren door de bio-intrusiebarrière. Fauna bioturbatie wordt niet beschouwd gedurende de nucleaire reglementaire controlefase. Na de nucleaire reglementaire controlefase wordt conservatief een gedegradeerde aarden afdekking beschouwd in de veiligheidsevaluatie.
Ten gevolge van aardbevingen zouden er instabiele situaties kunnen ontstaan in de multilagen afdekking. Twee mogelijke gevolgen van seismische gebeurtenissen werden beschouwd: afschuivingen van de lagen van de afdekking en liquefactie-verschijnselen.
Afschuivingen van de lagen van de afdekking. Het resultaat van de berekeningen uitgevoerd om de stabiliteit van de afdekking in het geval van een aardbeving te beoordelen toont aan dat de verstoring optreedt ter
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
43
hoogte van de overgang tussen de bio-intrusiebarrière en de zandophoging aan de zijkant van de modules. Dit resulteert in een mogelijks beperkt beschadigde bio-intrusiebarrière en een mogelijke blootstelling van de uiteinden van de kleilaag. De modules blijven echter beschermd omdat deze op een laterale afstand van 10 tot 15 m gesitueerd zijn van de verstoorde zone. Ook de biologische laag ter hoogte van de bovenzijde van de modules een laterale verplaatsing kan ondergaan waardoor delen van de bio-intrusiebarrière bloot komen te liggen. De laag met hoekige gesteentefragmenten en de eronder liggende lagen zullen intact blijven en niet afschuiven.
Liquefactie (vloeiingsverschijnselen) kan veroorzaakt worden door seismische trillingen waardoor het sediment zich als een vloeistof zal gedragen. De enige zone in de afdekking die hieraan het onderhevig zou kunnen zijn, is de dunne zandlaag onder de infiltratiebarrière. Liquefactie van deze laag wordt als onwaarschijnlijk geacht gezien de beperkte dikte en het kleine watergehalte ervan. Liquefactie van de laterale ophoging wordt niet beschouwd omdat deze niet afgesloten is door een kleilaag en een volledig gedraineerde zone vormt.
5.2.3
Resterende onzekerheden
Tijdens de nucleaire reglementaire controlefase wordt aangenomen dat degradatieprocessen de doeltreffendheid van de aarden afdekking niet zullen beïnvloeden. Door geschikt ontwerp (voldoende dikke aarden afdekking, beperkte helling, aanwezigheid van vegetatie) en inspectie en onderhoud programma zal de afdekking efficiënt bijdragen aan het beperken van watersinsijpeling doorheen de infiltratiebarrière. Ook worden er conservatieve waarden genomen in de veiligheidsevaluatie voor b.v. de effectieve verzadigde hydraulisch conductiviteit van de klei (10-9 m/s) en de effectieve infiltratie (359 mm/jaar voor het huidige klimaat en 413 mm/jaar voor het toekomstige klimaat). Een proefafdekking op grote schaal (ongeveer 40 m x 60 m) en op langetermijn (ongeveer 30 jaar) wordt opgezet om de haalbaarheid om een multilaag afdekking te realiseren te valideren en om het berekenen van de waterstroming in de aarden afdekking gebruik makend van systeem- en site-specifieke parameters. Na de nucleaire reglementaire controlefase kan de efficiëntie van de afdekking verminderen (met name van de kleilaag als infiltratiebarrière), als gevolg van een combinatie van aardbevingen en geleidelijke degradatieprocessen zoals de alteratie van de bovenste lagen. Echter, men verwacht dat zelfs een gedegradeerde afdekking van voldoende dikte, voor tenminste enkele duizenden jaren in staat is om de betonnen constructies te beschermen tegen vorst/dooi en droog/natcycli en om waterinsijpeling te beperken door middel van evapotranspiratie. Deze onzekerheden worden conservatief in rekening gebracht in de veiligheidsanalyses. Een gedegradeerde infiltratiebarrière wordt conservatief in rekening gebracht in de langetermijn veiligheidsevaluatie na de nucleaire reglementaire controlefase en (voor het referentiescenario, graduele degradatie van 350 jaar tot 816 jaar waar een volledige gedegradeerde infiltratiebarrière wordt beschouwd). 5.2.4
Performantie-indicatoren
De belangrijke parameters voor het opvolgen van de performantie van de aarden afdekking zijn de waterdoorsijpeling (i.e. drainage uit de infiltratiebarrière) en de chemische en fysische duurzaamheid. Deze parameters zullen opgevolgd worden in de proefafdekking.
44
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
5.3
Cementgebaseerde materialen
5.3.1
Rol, eigenschappen en verwacht gedrag
De cementgebaseerde materialen in de kunstmatige barrières in het bergingssysteem kunnen opgesplitst worden in beton enerzijds en andere cementgebaseerde materialen anderzijds. Cementgebaseerde materialen kunnen de waterstroming beperken en/of kunnen radionucliden chemisch adsorberen in het bergingssysteem. De belangrijkste componenten van de cementgebaseerde kunstmatige barrières zijn: de caissons en de modules (gewapende beton); de immobilisatiemortel; de ondoorlatende topplaat (vezels versterkt beton (referentie oplossing) en/of licht gewapende beton); het opvulmateriaal (grout als referentieoplossing zie HS-10); de zand-cement ophoging. De betonnen componenten van de oppervlaktebergingsinrichting in Dessel hebben een levensduur van minimaal 350 jaar, waarbij carbonatatie geïdentificeerd is als het belangrijkste degradatiemechanisme. Na 350 jaar nemen de onzekerheden over de evolutie van de betondegradatie toe, vooral wanneer er een koppeling tussen verschillende degradatieprocessen, die nog steeds veel onzekerheden bevatten, gemaakt wordt. Drie processen van betondegradatie worden verder behandeld: carbonatatie, uitloging en aardbevingen:
Met het oog op de toenemende onzekerheden na 350 jaar zoals relevantie van de toegepaste veronderstellingen en randvoorwaarden, werd besloten om twee extreme gevallen te beschouwen waarvoor de carbonatatiediepte geëvalueerd werd. Het eerste scenario kwam overeen met de totale verwijdering van de afdekking aan het einde van de nucleaire reglementaire controlefase (een zeer onwaarschijnlijke aanname). In het tweede geval veronderstelden we dat de afdekking nog functioneert (althans gedeeltelijk, een meer realistisch scenario). Het carbonatatiefront bereikt de wapening in het eerste geval in een tijdsinterval van 20 tot 100 jaar en in het tweede geval tussen 200 en 1 000 jaar na het einde van de nucleaire reglementaire controle fase.
Na uitloging van 33% van de oorspronkelijke massa portlandiet wordt aangenomen dat het einde van de levensduur van het beton bereikt is. Gebaseerd op dit criterium wordt een levensduur van enkele duizenden jaren geschat.
Een BDBE zou kunnen leiden tot een mechanische degradatie en vorming van scheuren in zwakkere zones van de barrières en/of zones waar een maximale belasting optreedt. Een eerste beoordeling van de geometrie van de scheurpatronen van de betonnen SSCs van de bergingsinrichting is uitgevoerd en leidt onder andere tot de conclusie dat voor de momenteel voorziene bouwsequentie en bergingsinrichting, scheuren vooral zouden optreden bij de overgangen tussen de modulewanden en de modulevloeren wanneer ze onderworpen worden aan de veronderstelde BDBE. Een volledige mechanische degradatie wordt alleen verkregen bij aardbevingen die groter zijn dan deze veronderstelde BDBE. Een belangrijke onzekerheid in deze evaluaties zijn de mechanische eigenschappen van het gewapend beton dat (gekoppelde) processen zoals gedeeltelijke carbonatatie en uitloging heeft ondergaan. De modulus van Young, treksterkte, Poisson-factor, scheurenergie en o.a. de eigenschappen van de ijzer-beton-interface kunnen immers wijzigen door deze processen.
Een complex samenspel tussen carbonatatie, uitlogen en mechanische eigenschappen van beton en aardbevingen zullen uiteindelijk leiden tot een volledige fysieke degradatie van het beton. Op basis van de beoordeelde levensduren en hun onzekerheden voor deze drie afzonderlijke processen, zonder koppeling, is het redelijk te veronderstellen dat een volledige degradatie van het beton van de hele bergingsinrichting enkel zou voorkomen enkele honderden jaren na 350 jaar, rekening houdend met de heterogeniteit en de onzekerheden van de randvoorwaar-
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
45
den en ook de effecten van de gekoppelde processen van betondegradatie. Een periode van 816 jaar wordt aangenomen bij het veiligheidsconcept voor de isolatiefase. Er wordt verondersteld dat de fysische eigenschappen van het beton (parameters zoals porositeit, tortuositeit en permeabiliteit die gerelateerd zijn met de veiligheidsfuncties van beperking van waterstroming en van advectie en diffusie) corresponderen met waarden voor volledig fysisch gedegradeerd beton ofwel vanaf de propagatiefase van wapeningscorrosie (actieve wapeningscorrosie), ofwel na uitloging van 33% van het oorspronkelijke portlandiet ofwel na een aardbeving met een magnitude groter dan die van een BDBE. De evolutie van de chemische eigenschappen van het beton (parameters zoals pH, redoxpotentiaal en radionuclide-retentiefactoren met betrekking tot de chemische retentie veiligheidsfunctie) worden ook beïnvloed door fysieke degradatie en, bijgevolg, een grotere waterinsijpeling.
De waterverzadiging in de bergingsinrichting. De waterverzadigingsgraad is een belangrijke parameter omdat het één van de factoren is die het transport van opgeloste stoffen en gasvormige componenten in poreuze media bepaalt. De waterverzadigingsgraad in beton wordt bepaald door verscheidene studies. Ze hebben aangetoond dat een geleidelijke desaturatie van beton tot een verzadigingsgraad van bijna 80% zal resulteren.
De permeabiliteit van beton. De gekozen waarde van de intrinsieke permeabiliteit bedraagt ongeveer 10 -20 m² en komt overeen met een hydraulische conductiviteit van om en bij 10 -13 m/s. Deze waarde is vergelijkbaar met gelijkaardige betonconstructies. ►
Voor de modules wordt, om rekening te houden met heterogeniteiten, schaaleffecten en verschillende uithardingscondities een bijkomende correctiefactor van 10 gebruikt (volgende hydraulische conductiviteiten worden gebruikt in de modellen van de veiligheidsevaluaties: 3,41 10-12 m/s voor het dak (de structurele topplaat in combinatie met de ondoorlatende topplaat); 1,75 10 -12 m/s voor de basis van de modules).
►
Voor de monolieten, wordt er geen bijkomende correctiefactor gebruikt (volgende hydraulische conductiviteit wordt gebruikt: 1,42 10-13 m/s). Ze worden immers geproduceerd in een goed gecontroleerde, speciaal daarvoor ontwikkelde installatie (IPM). Bovendien zijn hun dimensies significant kleiner dan de dimensies van de modules.
De scheuren. Alle betonstructuren zijn onderhevig aan (micro)scheuren omwille van de lage trekspanning en gebrek aan taaiheid is het onmogelijk scheuren in eender welke betonstructuur uit te sluiten. Scheuren in beton of andere cementgebaseerd materiaal worden geclassificeerd als microscheuren en macroscheuren. ►
Microscheuren zijn scheuren op µm-schaal die een netwerk doorheen de volledige cementmatrix vormen. Ze ontstaan onder invloed van plastische krimp, hydratatiewarmte, chemische krimp, of mechanische spanningen. Door hun eigenheid zijn ze alomtegenwoordig in elke betonconstructie, ook in labostalen. Het effect van deze microscheuren is bijgevolg reeds aanwezig in het resultaat van laboproeven. Micro-scheuren worden, omwille van hun fijne structuur, niet aanschouwd als preferentiële transportwegen voor water, gas of opgeloste stoffen.
►
Macroscheuren vormen zich in het algemeen na uitharding van het beton of ander cementgebaseerd materiaal. Ze zijn meestal het resultaat van thermo-mechanische spanningen, mechanische spanningen of corrosie. Deze scheuren, vaak zichtbaar met het blote oog, verhogen significant de gas- en vloeistofpermeabiliteit van het beton en dus ook degradatiesnelheden zoals de carbonatiesnelheid.
►
Macroscheuren zullen in de bergingsconstructie vermeden worden en microscheuren zullen zo sterk mogelijk beperkt worden (geschikte dimensionering van de wapening, vrije krimp mogelijk tijdens uitvoering, zo weinig mogelijk betonstorten geconstrueerd). De haalbaarheid om macroscheuren te ver-
46
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
mijden en microscheuren te minimaliseren is reeds aangetoond in de demonstratieproef en in de constructie van prototypes van monolieten. ►
De impact van scheuren werd in rekening gebracht in de veiligheidsscenario’s: tot 350 jaar worden de doorgaande scheuren impliciet in rekening gebracht; na 350 jaar zijn de doorgaande scheuren expliciet gemodelleerd en werd de effectieve hydraulische conductiviteit verhoogd. Tevens werden er ook scenario’s in rekening gebracht die een snelle degradatie van de modules en/of de monolieten simuleren. Scheuren kunnen ook fungeren als een advectieve bypass voor het transport van radionucliden binnen cementgebaseerde barrières. Bij grote doorgaande scheuren of holtes (met de veronderstelling dat er geen sorptie optreedt in de doorgaande scheuren of holtes) is een expliciete weergave van de scheuren gerechtvaardigd om de mogelijke advectieve bypass van de cementgebaseerde barrières als deel van de radionuclideflux niet te onderschatten.
De chemische evolutie. De chemische evolutie van cementporiënwater geeft een indicatie van de betonevolutiestadia en kan worden gekoppeld aan de evolutie van zowel fysische (porositeit) als chemische (radionuclideretentie) parameters die de betonperformantie bepalen. ►
Voor cement worden typisch vier degradatietoestanden gedefinieerd: Toestand I met een pH van 13,8 die gebufferd wordt door de aanwezigheid van alkali elementen; Toestand II met een pH van 13 die wordt gebufferd door portlandiet; Toestand III waarbij de pH daalt van 12,5 tot 10 en toestand IV met een pH < 10 waarin enkel calciet een bufferende capaciteit heeft. Sorptiegegevens (gekwantificeerd door middel van de Kd constante) werden verkregen voor de vier degradatietoestanden van beton.
►
De chemische evolutie van cement poriënwater wordt onderzocht op basis van een state-of-the-art thermodynamische databank voor cementmineralen die eerst werd gecontroleerd en vervolgens werd aangepast aan de omstandigheden in Dessel. De gerapporteerde resultaten werden uitgedrukt in termen van ‘hoeveelheid uitgeloogd water’. De uitloogsnelheid van cementporiënwater wordt gemaximaliseerd door aan te nemen dat: beton geen weerstand heeft tegen een waterstroming; waterinfiltratie door de multi-lagen afdekking maximaal is; cement gelijktijdig en gelijkmatig over de hele installatie uitloogt. De resultaten tonen dat:
De hoeveelheid water die nodig is om toestand I en II te beëindigen relatief ongevoelig is aan de samenstelling van het infiltrerende water, terwijl de evolutie van toestand III meer wordt beïnvloed door de samenstelling van het infiltrerende water.
►
Er wordt ook de betondegradatie in functie van de tijd berekend voor een waterinstroom van 60 mm/jaar (waterstroom onder de kleilaag) in plaats van 413 mm/jaar. De toestand II wordt verlengd van ~ 2 000 a tot ~ 14 000 a.
5.3.2
Degradatie
en
veroudering:
oorzaken
en
processen,
compatibiliteit
en
levensduur
Het ontwerp en de veiligheidsevaluatie van de bergingsinrichting houden rekening met de evolutie van de performantie van de cementgebonden kunstmatige barrières. De degradatiemechanismen van dergelijke materialen zijn vanuit dit oogpunt bijzonder belangrijk. De verschillende degradatiemechanismen van betonconstructies kan grofweg worden ingedeeld in chemische en fysische processen. De chemische en fysische mechanismen kunnen zich ook op synergetische manier uitten, de degradatie van op cementgebaseerde materialen kan zelden worden toegeschreven aan één geïsoleerd proces. Een belangrijk gevolg van sommige chemische degradatiemechanismen kan de initiatie zijn van actieve corrosie van het wapeningsijzer. Actieve corrosieprocessen leiden tot corrosieproducten dewelke, omwille van hun volume, mechanische spanning kunnen teweegbrengen en zo het beton beschadigen.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
47
Externe sulfaataantasting (ESA). Met in achtname van: de samenstelling van de cementgebaseerde matrix met betrekking tot de normen die van toepassing zijn op het vlak van blootstelling aan agressieve omgevingen, het lage niveau van agressiviteit dat verwacht wordt op de site in Dessel en de resultaten van de duurzaamheidsproeven op het beton in de aanwezigheid van sulfaten, lijkt externe sulfaataantasting geen potentieel kritisch proces te zijn dat de levensduur van de kunstmatige barrières beperkt. Met betrekking tot sulfaten die aanwezig zijn in bepaalde zeer specifieke afvalsoorten wordt aangenomen dat de vrijgavesnelheid in de primaire colli geconditioneerd afval voldoende laag is om de kunstmatige barrières niet aan te tasten. De oxidatie van pyriet die aanwezig is in de infiltratiebarrière van de aarden afdekking kan een belangrijke bron van sulfaat zijn. De materialen die geselecteerd zijn voor de aarden afdekking zullen moeten voldoen aan strenge specificaties op het vlak van pyrietinhoud.
Interne sulfaataantasting (ISA) of Delayed Ettringite Formation (DEF). De meest voorkomende scenario's hebben betrekking op massieve structuren waarbij de warmte door hydratatie slechts gedeeltelijk afgevoerd wordt. De maximum temperatuur die in de modulewanden bereikt wordt zal lager liggen dan de kritieke temperatuurdrempel om DEF te veroorzaken (temperatuur < 70°C). Als resultaat hiervan werd de interne sulfaataanval niet geselecteerd als een potentiële oorzaak van degradatie van het beton. De demonstratietest zal toelaten om de onzekerheid ten aanzien van dit chemische degradatieproces te verminderen.
Degradatie door alkali-silica reacties (ASR). Kalkhoudende aggregaten met een laag gehalte aan silica
Biodegradatie. De biologische degradatie van materialen met cement is een verschijnsel dat algemeen
worden gebruikt om dit type van degradatie te vermijden. voorkomt bij zeer specifieke omstandigheden waar het beton in contact komt met oplossingen die rijk zijn aan organisch materiaal en zwavelverbindingen. De specifieke omstandigheden die vereist zijn om dit type van degradatie te starten en te onderhouden zullen zich niet voordoen op de site van Dessel. Biodegradatie lijkt geen potentieel kritisch proces te zijn dat de levensduur van de kunstmatige barrières beperkt.
Ontkalking (uitlogingsproces). In contact met extern water hetzij door percolatie van water of door diffusie zullen het portlandiet en de C-S-H fasen in gehydrateerde cementsystemen oplossen. Dit langzame proces is zeer relevant voor de duurzaamheid van het beton en de ontwikkeling van de betoneigenschappen in nucleaire bergingsinstallaties.
Carbonatatie. In dit degradatieproces reageren de cementcomponenten portlandiet en C-S-H met opgeloste carbonaten en dit resulteert in carbonaatneerslag zoals calciet. Carbonatatie is op zich niet schadelijk. Maar het zal als voornaamste negatieve effect een daling van de pH veroorzaken dat leidt tot een depassivatie van de wapening (en dus degradatie van gewapend beton). Carbonatatie wordt beschouwd als een belangrijk degradatiemechanisme voor beton voor de evaluatie van de levensduur van de kunstmatige barrières (corrosie van het wapeningsijzer).
Krimp en thermische scheuren. In een korte tijdsperiode geven cementhoudende materialen warmte af tijdens het hydrateren. De resulterende thermische belasting en krimp (volumetrische verandering) kunnen scheuren veroorzaken. Door juiste ontwerpmaatregelen en bij de eisen van de bouwtechnieken kunnen thermische scheuren zoveel mogelijk worden vermeden.
Door corrosie geïnduceerde scheuren. Het ontstaan van actieve corrosie is het belangrijkste proces dat de levensduur van betonnen componenten bepaalt. In de praktijk wordt de levensduur van de betonnen componenten bepaald door het tijdstip waarop actieve corrosie van het wapeningsijzer start.
Vorst/dooicycli. Overeenkomstig de goede praktijk zal vers gestort beton, hetzij voor modules of caissons, niet worden blootgesteld aan vorst tijdens de periode waarin het beton hiervoor gevoeliger is. Het beton zal eveneens voldoen aan de vereisten vermeld in de betreffende normen om resistent te zijn aan dergelijke omstandigheden. (Milieuklasse EE3 in overeenstemming met de normen NBN EN 206-1 en NBN B15-001).
48
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
De omgevingsfactoren aan de binnenzijde van de modules zijn zodanig dat het materiaal niet blootgesteld zal zijn aan vorst door de aanwezigheid van een isolerend dak. Het is echter niet uitgesloten dat de modules gedurende een korte periode vóór de realisatie van de afdekking zullen worden blootgesteld aan vorst. Deze periode moet echter relatief kort zijn. Na de operationele fase zullen de constructies beschermd worden door een aarden afdekking en zullen deze niet langer blootgesteld zijn aan vorst. Vorst/dooicycli lijken geen potentieel kritisch proces te zijn dat de levensduur van de kunstmatige barrières beperkt.
Kruip. Omdat de belastingen die aan de kunstmatige barrières worden opgelegd, verwacht worden beperkt te zijn (dit moet bevestigd worden door de demonstratietest) ten aanzien van de mechanische eigenschappen van het beton gedurende zijn levensduur, blijkt kruip geen potentieel kritisch proces te zijn dat de levensduur van de kunstmatige barrières beperkt.
Het binnendringen van chloride is de penetratie en verspreiding van chloride in beton. De twee grote effecten van chloride op het gewapend beton zijn reductie van de sorptie van radionucliden en initiatie van actieve corrosie. Het milieu in Dessel is niet agressief op het vlak van chloriden. Chloriden aanwezig in sommige afvalsoorten zijn echter een punt voor verdere attentie in het kader van ontwerp en langetermijnevolutie.
De potentiele vorming van klei- en zeolietachtige materialen en de silicaten aanwezig in de omgeving van de bergingssysteem worden op de volgende manier in acht genomen. Voor de veiligheidsstudies worden de bodemwatersamenstellingen gebruikt (meer agressief dan kleiwater en dus leiden ze tot een hogere degradatiesnelheid van beton). Het potentieel gunstig effect van de formatie van kleiachtige materialen op de sorptiecapaciteit wordt buiten beschouwing gelaten in de veiligheidsevaluatie.
De compatibiliteit van het afval met de cementgebaseerde barrières zal aangetoond worden in de conformiteitsdossier, familie per familie. ►
De impact van de temperatuur en van de bestraling worden niet beschouwd als een potentiële oorzaak van degradatie van de cementgebaseerde barrières wegens hun heel lage niveaus.
►
Het zwellen van bitumen of harsen wordt niet beschouwd als een potentiële oorzaak van degradatie van de cementgebaseerde barrières.
►
De impact van de aanwezigheid van chloriden (verdamperconcentraten) op de sorptie van radionucliden is beschouwd door rekening te houden met correctiefactoren [HS-15]. De depassivatie van de wapening kan vandaag niet uitgesloten worden en specifieke oplossingen zullen hiervoor ontwikkeld.
►
De impact van de aanwezigheid van cellulosehoudende stoffen op de sorptie van radionucliden is beschouwd door rekening te houden met correctiefactoren [HS-15].
►
Uit literatuuronderzoek blijkt er dat geen significante impact wordt verwacht op de sorptiecapaciteit van cement door de aanwezigheid van PVC.
►
Wegens de zeer lage corrosiesnelheid van staal in een gecementeerde omgeving, wordt er geen impact verwacht op de cementgebaseerde barrières.
►
Voor aluminium wordt er geen impact verwacht (ofwel wordt er lithiumnitraat toegevoegd tijdens het conditioneren van aluminiumhoudend afval in een gecementeerde matrix, ofwel is het aluminium in de gesupercompacteerde persschijven en is er dus geen rechtsreeks contact tussen aluminium en cementgebaseerde materiaal).
►
Uit de evaluatie van biodegradatie van organische componenten (productie van CO2) in het geconditioneerd afval, blijkt er dat dat de buffercapaciteit van de monolieten groot genoeg is voor de gesupercompacteerde persschijven van niet-brandbaar afval en de harsen geconditioneerd in een standaard cementmatrix. Voor de harsen geconditioneerd in een polymeermatrix en bitumenafval moet de impact van deze interne carbonatatie bestudeerd worden.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
49
De twee fenomenen die werden geselecteerd om een evaluatie te maken van de levensduur van de betonnen constructies zijn uitloging (ontkalking) en carbonatatie. Deze processen, naast hun impact (indien aanwezig) op de eigenschappen van het beton, leiden tot een geleidelijke daling van de pH in het materiaal dat uiteindelijk op min of meer lange termijn, afhankelijk van het scenario, leidt tot een depassivatie van de wapening. Wapeningscorrosie is een van de voornaamste oorzaken van degradatie van gewapend beton en is bepalend voor zijn levensduur. Gebaseerd op de gegevens in de literatuur en de resultaten van de uitlogingsproeven blijkt dat het uitlogingsproces niet het bepalend fenomeen is voor de levensduur van de constructies binnen de eerste eeuwen en zelfs gedurende een periode van ongeveer duizend jaar. Het uitlogingsfenomeen zal gedurende deze periode niet leiden tot een depassivatie van de wapening. Het SCK•CEN heeft ook de chemische degradatie van beton als gevolg van uitloging gemodelleerd. De verkregen resultaten bevestigen deze conclusies en tonen aan dat dit degradatiemechanisme de levensduur van de kunstmatige barrières niet aantast. Gezien het bovenstaande blijkt carbonatatie van beton het bepalende fenomeen te zijn voor de levensduur van de constructies. Atmosferische carbonatatie (bij onverzadigde omstandigheden) zal voor ons bijna uitsluitend van belang zijn omdat de diffusie van CO2 10 000 keer sneller gaat in de gasfase dan in oplossing. Deze keuze (onverzadigd beton) is gebaseerd op de meest nadelige omstandigheid voor de evaluatie van de levensduur van het gewapend beton in de kunstmatige barrières die onderhevig zijn aan carbonatatie. Er is momenteel geen gevalideerd model dat het mogelijk maakt om de levensduur van een gewapende betonnen constructie te kwantificeren over periodes van enkele honderden jaren. Het vertrouwen in het bergingssysteem mag niet enkel op modellen worden gebaseerd, maar moet worden ondersteund door robuuste oplossingen en voldoende kennis van de potentiële degradatiemechanismen in kwestie. Het doel is niet om de levensduur met grote nauwkeurigheid in te schatten, maar de ordegrootte van levensduur in te schatten. Om de carbonatatie van beton te evalueren is het proces als volgt:
Het gebruik van de vereenvoudigde uitdrukking x(t ) K t met x(t): gecarbonateerde dikte op tijdstip t, K: carbonatiesnelheidsconstante (deze constante dekt de eigenschappen van het beton, afhankelijk van de samenstelling en de blootstellingsomstandigheden aan de omgeving. Deze waarde wordt bepaald, gebaseerd op empirische vergelijkingen of op basis van theorie.), t: tijd.
Het toepassen van conservatieve omhullende K-waarden, die kenmerkend zijn voor generieke blootstellingsclassificaties en de kwaliteiten van het beton. Tot op zekere hoogte omvatten deze conservatieve omhullende waarden variaties in omgevingsomstandigheden. De geselecteerde K-waarden zijn de volgende: in afwezigheid van de afdekking: 2,5 mm/jaar0,5 en in aanwezigheid van de afdekking: 0,75 mm/jaar 0,5 (zeer conservatieve waarde om verschillende onzekerheden in te dekken).
De carbonatatiediepte na 350 jaar valt binnen het interval van 15 mm tot 30 mm, afhankelijk of de initiatiefase van de carbonatatie wel of niet in rekening werd genomen. De carbonatatiediepte voor de monolieten en de binnenwanden van de modules moet beduidend lager zijn dan deze waarden. Inderdaad, het aanwezige koolstofdioxide in de modules zal stapsgewijs geconsumeerd worden na de sluiting en plaatsing van de afdekking. Dit zal leiden tot een atmosfeer arm aan CO2 in de module. 5.3.3
Resterende onzekerheden
Voor de tijdschaal hier in kwestie (verschillende eeuwen) zijn er geen gevalideerde modellen die gebruikt kunnen worden om de levensduur van de installaties te voorspellen. Enkel grootteordes worden gegeven, gebaseerd
50
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
op basis van een robuust argument dat vooruitgang op de betrokken gebieden in rekening brengt. Diverse aannames en randvoorwaarden werden toegepast om deze evaluatie te bereiken. Gebaseerd op de eigenschappen van de omgeving te Dessel enerzijds en de geselecteerde betonformule anderzijds, konden bepaalde degradatieprocessen worden geëlimineerd omdat ze als irrelevant worden beschouwd. Deze omvatten sulfaataantasting (extern en intern), alkali-silica reactie (ASR), biodegradatie en mechanische schade door vorst/dooicycli. Bovendien tonen de gegevens in de literatuur aan dat voor de beschouwde periode (<1 000 jaar) het fenomeen van ontkalking (uitloging) geen aantastingsmechanisme is dat waarschijnlijk leidt naar een depassivatie van de wapening. Het blijkt dus duidelijk uit de analyse van de verschillende mogelijke chemische degradatiemodi dat het atmosferische carbonatatie proces de levensduur van de kunstmatige barrières bepaalt. De basismechanismen zijn de factoren die de carbonatatie beïnvloeden en de gevolgen van dit proces op de eigenschappen van het beton werden beoordeeld. Het voorziene O&O programma en in situ-metingen zijn gericht om een bevestiging van de hypothesen te krijgen voor het beoordelen van de levensduur van gewapende betonnen constructies. De studies zullen zich in eerste instantie richten op het mechanisme van scheurvorming in beton en hun potentiële impact op de carbonatatie en wapeningscorrosie. De fenomenologie van het beton in de propagatiefase van de corrosie zal ook het onderwerp van O&O-programma’s zijn. Het effect van sommige van deze onzekerheden wordt verder geanalyseerd aan de hand van specifieke veiligheidsanalyses, andere worden benaderd met conservatieve aannames in de veiligheidsanalyses en worden geanalyseerd in termen van toekomstige werkzaamheden om de onzekerheden te verkleinen. 5.3.4
Performantie-indicatoren
De keuze van materialen beoogt het beperken, zelfs in sommige gevallen het uitsluiten, van enige mogelijke degradatiemechanismen. Een van de functies die wordt toegekend aan het beton is de bescherming van de wapening tegen corrosie. De volgende materialen werden geselecteerd voor het beton, de caissons en de modules:
Cement: ►
CEM I: dit type van cement garandeert een maximale pH-buffercapaciteit (carbonatatie, wapeningscorrosie). Er is een betrouwbare thermodynamische database voor dit type cement (data als onderdeel van de geochemische modellen voor de ontwikkeling van kunstmatige barrières).
►
HSR High Sulfate Resistant om elk risico van een sulfaataantasting te verminderen.
►
LH (lage hydratatiewarmte) om de thermische effecten veroorzaakt door de binding van de cement (met name voor de modules) te beperken.
►
LA (laag alkali-gehalte) om de hoeveelheid alkali te verminderen.
►
Het gebruik van HSR LA LH cement helpt ook bij het verminderen van de risico's van DEF Delayed Ettringite Formation.
NS type superplastificeerder: door zijn chemische aard, heeft dit type plastificeerder niet de mogelijkheid tot
Kalksteenaggregaten: de belangrijkste redenen voor het gebruik van gebroken kalkhoudende aggregaten
complexatie van radionucliden om hun mobiliteit te vergroten. zijn: het risico op alkali-silica reacties (ASR) te vermijden, een hoger treksterkte van het beton, het beperken
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
51
van thermische krimp; en zij helpen bij de vorming van een stabieler skelet in de zone die degenereert door uitloging.
Conventionele wapening: de beslissing werd genomen om geen gebruik te maken van metaalvezels omwille van het gebrek aan ervaring met het langetermijn gedrag van dit type beton.
Naast het karakteriseringsprogramma werd een gevoeligheidsonderzoek uitgevoerd om het samenstellingsgebied, dat toegelaten is voor de realisatie van het beton (maximaal toelaatbare afwijkingen vergeleken met de referentieformule), te bepalen. De resultaten tonen duidelijk aan dat voor de geteste samenstellingen (en gedefinieerd volgens de geldende normen) het beton vrij ongevoelig is voor formulevariaties. Recentelijk werd een aanpak, gebaseerd op het concept van duurzaamheidsindicatoren, ontwikkeld. Deze levert zeer nuttige richtlijnen. Hierdoor is de identificatie mogelijk van kritische duurzaamheidsparameters voor beton, afhankelijk van het soort milieu en potentiële degradatiemodes. Het proces gebaseerd op duurzaamheidsindicatoren steunt op: de voorspelling van de levensduur van de constructies tijdens de ontwerpfase; de diagnose van een bestaande constructie; de validatie van het model en voorspelling van de resterende levensduur van een bestaande constructie. Een tweede valideringsfase voor de modellen die de levensduur voorspellen, naast deze gebaseerd op het laboratoriumonderzoek, bestaat uit de analyse van betonmonsters van bouwelementen of constructies die onderworpen worden aan de penetratie van agressieve stoffen in reële omgevingsomstandigheden. Gezien de waarden van de duurzaamheidsindicatoren voor het beton van de monolieten, zijn deze gelijk aan de hoogste duurzaamheidsclassificaties, vooral met betrekking tot carbonatatie. De gevoeligheidsstudie toont aan dat voor het samenstellingsgebied, dat zal worden toegestaan voor de industriële toepassing van het beton, de waarden voor de belangrijkste duurzaamheidsindicatoren zullen voldoen aan de eisen voor de hoogste duurzaamheidsclassificaties net als voor de referentieformule.
52
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
6
Hoofdstuk 6: Afval [HS-6]
6.1
Inleiding en doelstellingen
In dit hoofdstuk wordt het afval dat in aanmerking komt voor oppervlakteberging beschreven. Eerst en vooral worden de door NIRAS gebruikte classificaties voor niet-geconditioneerd en geconditioneerd afval toegelicht. Vervolgens wordt voor de verschillende fluxen een identificatie van de voornaamste producenten van geconditioneerd afval gegeven. Verder volgt een beschrijving van het huidige afvalacceptatiesysteem dat NIRAS heeft geïmplementeerd in het kader van haar wettelijke opdracht. Ook de verwachte evolutie ervan, noodzakelijk om rekening te houden met de exploitatie van de oppervlakteberging voor categorie A-afval, komt hierbij aan bod. Tot slot wordt de preliminair geschatte bronterm (voorlopige inventaris) voor de oppervlakteberging te Dessel geïntroduceerd. Daarbij worden de basisgegevens beschreven die het mogelijk maken om evaluaties van de veiligheid uit te voeren. Rol van de afvalbronterm Een eerste versie van de in 2008 preliminair geschatte mogelijke afvalbronterm wordt gebruikt om de voor de langetermijn veiligheid kritieke radionucliden te bepalen waarvoor, door middel van veiligheidsevaluaties, restricties bepaald worden qua radiologische capaciteit de berging (Ai,max) en qua activiteitsconcentraties in het afval (Ci,max), zodat er voldaan wordt aan de toepasselijke reglementaire normen. Uit deze eerste versie van de bronterm worden vervolgens een aantal afvalstromen met beperkt volume maar hoge activiteit verwijderd, zodat de resulterende tweede versie van de bronterm de radiologische capaciteit van de berging (Ai,max) en de maximale activiteitsconcentraties (Ci,max) respecteert. Deze tweede versie van de bronterm wordt gebruikt als verificatie dat de radiologische impact onder de toepasselijke reglementaire normen ligt. De versie van de bronterm die gebruikt wordt in (de veiligheidsevaluaties van) dit veiligheidsdossier is de schatting op referentiedatum 1 januari 2008; dit betekent dat de bronterm een momentopname van het categorie A afval in opslag en een voorspelling op deze datum geeft. De bronterm neemt zowel het geconditioneerde afval in tussentijdse opslag, als prognoses over de toekomstige afvalproductie in rekening. Het geconditioneerde afval omvat zowel niet-geaccepteerd afval als geaccepteerd afval. Prognoses houden rekening met operationele activiteiten en met ontmanteling. Conform wet van 31 januari 2003 houdende de geleidelijke uitstap uit kernenergie voor industriële elektriciteitsproductie, wordt een levensduur van 40 jaar ondersteld voor de commerciële nucleaire reactoren. Deze schatting van de bronterm is de huidige beste schatting die NIRAS kan maken met de huidige kennis. Belangrijke onzekerheden over een aantal aspecten van de toekomstige radiologische bronterm blijven bestaan, in het bijzonder met betrekking tot de grote volumes van het toekomstige afval en ook van het historisch afval. Deze onzekerheden zullen blijven bestaan totdat (1) alle categorie A afval is geproduceerd en totdat (2) de acceptatiecriteria voor de berging van categorie A afval exact en volledig zijn gekend en bevestigd door een oprichtingsen exploitatievergunning zodat een volledige set van eisen voor de karakterisatie van afval bestaat. Deze onzekerheden betreffende de bronterm worden beheerd door een gestructureerde en planmatige strategie:
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
53
een gestructureerde en planmatige strategie voor een stap-voor-stap vergunning, bouw en exploitatie van de berging om de aanvaardingscriteria voor het afval te bevestigen en een gestructureerde en planmatige strategie voor een stap-voor-stap karakterisatie, verificatie, erkenning en vervolgens de berging van het afval om de eigenlijke bronterm van de berging vast te leggen.
Deze onzekerheden verklaren waarom de huidige vergunningsaanvraag zowel een algemene strategie van afval karakterisatie als de voorgestelde bergingslimieten omvat, die samen verzekeren dat alle wettelijke radiologische dosis- en risicobeperkingen zijn nageleefd. Dit eerder dan een vergunning op basis van een gekende bronterm van het reeds geproduceerde afval. De werkelijke radiologische bronterm van de berging zal stap voor stap vastgelegd worden naarmate het afval geborgen wordt. Een afvalfamilie van categorie A bestaat uit afval met gelijkaardige karakteristieken qua oorsprong, type matrix, dosistempo, afvalcollo. Twee van de belangrijkste instrumenten voor het toezicht op de het afval doorheen de volledige afvalcyclus tot aan de bergingsinstallatie zullen het conformiteitsdossier en het opvolgingsdossier zijn (zie verder paragraaf 6.3).
6.2
Classificatie van het afval
Voor de classificatie van radioactief afval maakt NIRAS een onderscheid tussen niet-geconditioneerd en geconditioneerd afval. Deze twee classificaties hebben een verschillende structuur omdat er diverse bekommernissen aan de basis liggen:
Voor niet-geconditioneerd afval (NGA) wordt de classificatie bepaald door de verwerkings/conditioneringslijnen, die op hun beurt weer afhangen van de fysisch-chemische toestand van het afval en de radiologische eigenschappen ervan. Het doel van de verwerkingsoperatie bestaat erin om het afval te stabiliseren en/of het volume ervan te reduceren. De conditioneringsoperatie maakt het mogelijk om de radioactiviteit in te sluiten en het afval mechanisch te stabiliseren en manipuleerbaar te maken.
Voor geconditioneerd afval (GA) wordt de classificatie bepaald door de tijdelijke opslag en de vooropgestelde definitieve bergingsoptie, die op hun beurt weer afhangen van de kenmerken en radiologische eigenschappen van het geconditioneerde afval. NIRAS werkt voor zijn geconditioneerd radioactief afval met een classificatie op vier niveaus: de afvalcategorieën, -klassen, -families en -fluxen. De principes van deze classificatie zijn compatibel met die van de internationale classificaties, zoals die van het IAEA. Deze classificatie baseert zich op de kenmerken van het geconditioneerd afval op het moment van hun productie (verwerking en/of conditionering). De colli kunnen worden gehergroepeerd in 58 families geconditioneerd afval voor categorie A, en de vier klassen waaruit die bestaat. Het aanpassen van bestaande families, of het toevoegen van nieuwe families kan eventueel gebeuren op voorwaarde dat de totale radiologische inventaris binnen de limieten van de radiologische capaciteit van de berging blijft (Zie HS-14).
6.3
Beschrijving van het afval-acceptatiesysteem van NIRAS
NIRAS is wettelijk bevoegd voor het beheer van al het radioactief afval aanwezig op het Belgisch grondgebied. Dit beheer omvat het transport, de verwerking en conditionering, de opslag en de uiteindelijke berging van het afval. Het acceptatiesysteem van NIRAS is een systeem dat eigen is aan de instelling en berust op drie pijlers: de acceptatiecriteria, de erkenningen en de eigenlijke acceptatieprocedure.
54
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
De acceptatiecriteria staan centraal in het acceptatiesysteem. De acceptatiecriteria bevatten de minimumvereisten waaraan het radioactief afval moet voldoen op het moment dat het wordt aangeboden opdat NIRAS voldoende zekerheid zou hebben over de veiligheid en de praktische doenbaarheid van het verdere beheer ervan. Volgens artikel 1 "Algemene bepalingen" van deze Algemene Regels dient NIRAS een lijst bij te houden van de van toepassing zijnde acceptatiecriteria en deze lijst toe te sturen aan de bevoegde overheid.
Bij de toepassing van de acceptatiecriteria spelen de erkenningen een grote rol. Via de erkenningsdossiers houdt NIRAS toezicht op de methodes die een bepaalde producent toepast bij de productie en karakterisering van zijn afval. Het verlenen van erkenningen door NIRAS wordt geregeld door het KB van 18 november 2002. Als dusdanig hebben de erkenningen tot doel zich ervan te vergewissen dat een methode, een procedé, een uitrusting of een installatie die wordt gebruikt door een afvalproducent, in staat is om radioactief afval te produceren en/of te karakteriseren, dat beantwoordt aan de toepasbare acceptatiecriteria. Via het systeem van de erkenningen behoudt NIRAS echter de controle over de methodes die de producenten toepassen bij de productie en karakterisering van het afval.
In de acceptatieprocedure wordt nagegaan of het aangeboden collo radioactief afval overeenstemt met de vereisten van de van toepassing zijnde acceptatiecriteria en of de afkomst van het afval en de gebruikte karakteriseringsmethodes in overeenstemming zijn met de erkenningsdossiers. Na de acceptatie worden regelingen getroffen voor de ophaling, het vervoer en de bestemming van het afval. De proces-verbalen van acceptatie worden toegestuurd aan de bevoegde overheid.
Aangezien in België nog geen operationele bergingsinstallaties bestaan, gaat het beheer van NIRAS tot op heden in de praktijk niet verder dan de opslag. Met de berging wordt echter al rekening gehouden via afvalacceptatiecriteria in functie van het voor dat afval van toepassing zijnde referentie-eindbestemming, bijvoorbeeld oppervlakteberging van categorie A-afval. Het bestaande acceptatiesysteem zal dus evolueren met de integratie van een operationele bergingsinstallatie. De acceptatie gegevens die zullen gebruikt worden zullen verzamelen in het zogenaamde ‘Opvolgingsdossier’, dat specifiek verbonden zal zijn aan het betrokken afval en dat verder zal aangroeien naargelang de afvalcyclus verder wordt doorlopen. De structuur van het Opvolgingsdossier zal afhangen van de manier waarop het toestromen van het afval naar de bergingsinstallatie zal georganiseerd worden. Dit zou gebeuren op basis van afvalfamilies:
Een specifiek conformiteitsdossier zal opgesteld worden per familie. De objectieven ervan zijn: ►
het identificeren van de relevante conformiteitscriteria voor de specifieke familie (Zie HS-15),
►
het aantonen dat alle collo van deze familie zijn a priori aanvaardbaar voor de oppervlakteberging,
►
het evalueren van de karakteriseringsmethode van het radioactief afval, en
►
het evalueren van de nut van bijkomende controles.
Het conformiteitsdossier wordt overmaakt naar FANC voor goedkeuring van de familie voor oppervlakte-
Voor deze goedgekeurde familie zal NIRAS, collo per collo, de toelaatbaarheid van het afval bevestigen op
berging. basis van het Opvolgingsdossier. Het Opvolgingsdossier zal de relevante informatie van het betrokken afval verzamelen en aldus een sleutelrol spelen in de toelating van dit afval tot de bergingsinstallatie.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
55
Aanpassingen van bestaande families, of toevoegen van nieuwe families kunnen eventueel gebeuren op voorwaarde dat de totale radiologische inventaris binnen de limieten van de radiologische capaciteit van de berging blijft (Zie HS-14).
6.4
Beschrijving van de afvalfamilies bestemd voor oppervlakteberging en voorlopige inventaris van het afval
Al het categorie A afval is vast of gesolidifieerd geconditioneerd afval. Het type geconditioneerd afval behorende tot categorie A bestaat onder andere uit gesupercompacteerde as vaten, constructiematerialen, filters, metaal, verdamperconcentraten, vast afval, niet-compacteerbaar vast afval, harsen, gesupercompacteerde vaten nietbrandbaar afval, divers vast afval, slib. Gebaseerd op het type geconditioneerd afval levert de afvalproducent het algemene type matrix, het dosistempo op het ogenblik van de productie van het afval (LAAG komt overeen met 5 mSv/h op contact of 0.5 mSv/h op 1 m, en MIDDEL voor hogere dosistempi) en het algemene type afvalcollo. Dit leidt tot 58 families categorie A afval die momenteel beschouwd wordt en opgelijst staan in Tabel 2. Bestaande families kunnen worden gewijzigd en nieuwe families toegevoegd op voorwaarde dat de totale radiologische inventaris binnen de limieten blijft van de radiologische capaciteit van de berging. De families van categorie A afval zijn in overeenstemming met de internationale praktijken van afval dat afgevoerd wordt naar gesloten types oppervlaktebergingsinstallaties zoals het Centre de l’Aube – FMA (Faible et Moyenne Activité) in Frankrijk, El Cabril in Spanje, LWWR (Low Level Waste Repository) en Dounreay in het Verenigd Koninkrijk, Mochovce in Slowakije … Ze zijn ook in overeenstemming met de types afval, beschreven als laagactief afval dat in aanmerking komt voor oppervlakteberging, vermeld in de IAEA standaard over “Classificatie van radioactief afval” (GSG-1) gepubliceerd in 2009. Het bestaande categorie A afval bevat 7 types afvalcolli, het 400 liter standaard vat is het enige standaard afvalcollo dat wordt gebruikt sinds 1989. In periode daarvoor werd een brede variëteit aan niet-standaard colli gebruikt (Tabel 3). De prognoses voor het categorie A afval omvatten een directe conditionering van grotere stukken ontmantelingsafval in type III monolieten, zodat manipulaties op deze stukken tijdens de ontmanteling worden beperkt en stralingsbescherming voor de ontmantelingsoperatoren wordt geoptimaliseerd. Varianten qua verwerking en conditionering van grote stukken zijn mogelijk in de toekomst om werkzaamheden bij versnijding verder te verminderen. Tabel 3 geeft een schatting van het aantal monolieten dat overeenkomt met de 2008 bronterm (versie 2). Uit deze tabel blijkt ook dat elk van de types afvalcollo wordt toegewezen aan een van de drie momenteel voorziene monoliet types I, II en III.
56
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Tabel 2: Overzicht van de families geconditioneerd radioactief afval. Familie ASHES-BGEVCO-400 ASHES-CILVA-400 CONCT-CNT-LOW-1500 CONCT-CNT-LOW-1600 CONCT-CNT-LOW-220 CONCT-CNT-LOW-400 CONCT-KCD-LOW-220 CONCT-KCD-LOW-400 CONCT-KCD-LOW-400V CONCT-KCD-LOW-600 CONSTRUCT-DECOMLOW-400 CONSTRUCT-DECOMLOW-CT3 FILTR-CNT-LOW-1500 FILTR-CNT-LOW-1600-A FILTR-CNT-LOW-400 FILTR-KCD-LOW-400 FILTR-KCD-LOW-400V METAL-DECOM-LOW400 METAL-DECOM-LOWCT3 MIXED-CNT-LOW-1500 MIXED-KCD-LOW-400 MIXED-KCD-LOW-400V NCOMP-BGEVCO-400 NCOMP-CILVA-400 RESIN-CNT-LOW-C1500 RESIN-CNT-LOW-C400 RESIN-CNT-LOW-R1500 RESIN-CNT-LOW-R1600 RESIN-KCD-LOW-C400
Beschrijving Assen afkomstig van de Evence-Coppée verbrandingsoven Supergecompacteerde as in perschijven, CILVA verbrandingsoven Kerncentrale Tihange, gecementeerde concentraten, laagstralend, 1500 L vat Kerncentrale Tihange, gecementeerde concentraten, laagstralend, 1600 L vat Kerncentrale Tihange, gecementeerde concentraten, laagstralend, 220 L vat Kerncentrale Tihange, gecementeerde concentraten, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde concentraten, laagstralend, 220 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde concentraten, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde concentraten, laagstralend, oud 400 L vat Kerncentrale Doel, concentraten + vast afval, laagstralend, 600 L vat Ontmanteling. Constructiematerialen. Conditionering in 400 L vat Ontmanteling. Constructiematerialen. Conditionering in monoliet Kerncentrale Tihange, gecementeerde filters, laagstralend, 1500 L vat Kerncentrale Tihange, gecementeerde filters, laagstralend, 1600 L vat Kerncentrale Tihange, gecementeerde filters, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde filters, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde filters, laagstralend, oud 400 L vat Ontmanteling. Metalen. Conditionering in 400 L vat Ontmanteling. Metalen. Conditionering in monoliet Kerncentrale Tihange, concentraten + vast afval, laagstralend, 1500 L vat Kerncentrale Doel, concentraten + vast afval, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, concentraten + vast afval, laagstralend, oud 400 L vat Directe immobilisatie door cementering, voorafgaand aan CILVA (beta-gamma cel) Directe immobilisatie door cementering, CILVA Kerncentrale Tihange, gecementeerde harsen, laagstralend, 1500 L vat Kerncentrale Tihange, gecementeerde harsen, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Tihange, harsen in polymeer, laagstralend, 1500 L vat Kerncentrale Tihange, harsen in polymeer, laagstralend, 1600 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde harsen, laagstralend, 400 L vat
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Familie RESIN-KCD-LOW-C400V SCOMP-BGEVCO-400 SCOMP-CILVA-400 SOLID-233-SCK-220 SOLID-233-SCK-400 SOLID-233-SCK-400V SOLID-DECOM-LOW400
Beschrijving Kerncentrale Doel, gecementeerde harsen, laagstralend, oud 400 L vat Supergecompacteerde schijven, voorafgaand aan CILVA (mobiele supercompactor) Supergecompacteerde schijven, CILVA nietbrandbaar gemengd afval 220 L vaten uit mobiele cementerings- eenheid (onderaanneming van SCK; historisch afval) 400 L vaten uit mobiele cementerings- eenheid (onderaanneming van SCK; historisch afval) Oude 400 L vaten uit mobiele cementeringseenheid (onderaanneming van SCK; historisch afval) Ontmanteling. SCOMPAC en/of VAST. 400 L vat
RESIN-KCD-LOW-1000A
Gecementeerd vast afval, BELGOPROCESS, 220 L vat Gecementeerd vast afval, BELGOPROCESS, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Tihange, divers vast afval, laagstralend, 1500 L vat Kerncentrale Tihange, divers vast afval, laagstralend, 1600 L vat Kerncentrale Tihange, divers vast afval, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, divers vast afval, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde harsen, laagstralend, 1000 L vat
SLUDGE-LOW-220
SCK·CEN, slib in bitumen, 220 L vat
SOLID-LOW-220 SOLID-LOW-400-A VARIA-CNT-LOW-1500 VARIA-CNT-LOW-1600A VARIA-CNT-LOW-400 VARIA-KCD-LOW-400
SLUDGE-LOW-B400 FILTR-CNT-MEDIUM400-A FILTR-KCD-MEDIUM400-A MIXED-KCD-MEDIUM400 MIXED-KCD-MEDIUM400V RESIN-CNT-MEDIUMC400 RESIN-CNT-MEDIUMR400 RESIN-KCD-MEDIUMC400-A RESIN-KCD-MEDIUMC400V SLUDGE-MEDIUMB400 SLUDGE-MEDIUMB400V SOLID-MEDIUM-400-A VARIA-CNT-MEDIUM400-A VARIA-KCD-MEDIUM400
BELGOPROCESS, slib in bitumen, laagstralend, 400 L vat Kerncentrale Tihange, gecementeerde filters, middelstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde filters, middelstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, concentraten + vast afval, middelstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, concentraten + vast afval, middelstralend, oud 400 L vat Kerncentrale Tihange, gecementeerde harsen, middelstralend, 400 L vat Kerncentrale Tihange, harsen in polymeer, middelstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde harsen, middelstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, gecementeerde harsen, middelstralend, oud 400 L vat BELGOPROCESS, slib in bitumen, middelstralend, 400 L vat SCK·CEN, slib in bitumen, middelstralend, oud 400 L vat Gecementeerd vast afval, BELGOPROCESS, middelstralend, 400 L vat Kerncentrale Tihange, divers vast afval, middelstralend, 400 L vat Kerncentrale Doel, divers vast afval, middelstralend, 400 L vat
57
Tabel 3: Raming van het aantal monolieten (bronterm 2008 versie 2). Type verpakking
# collo 1 142
220 L vat
Type Monoliet
# monoliet 228
Type I Type II
764
62 843
3 054
Type I
15 712
600 L vat
23
Type II
23
1000 L vat
103
Type II
103
1500 L vat
498
Type II
498
1600 L vat
171
Type II
171
Bulk afval
8 226
Type III
400 L vat (oud niet-standaard) 400 L vat (standaard)
Subtotaal
8 226 25 725
76 060
2 312
Reserve
-
Type I
Reserve
-
Type II/III
1 525
-
29 562
Totaal
-
De radiologische samenstelling van de afval bronterm als geheel is een noodzakelijk invoergegeven in de veiligheidsevaluatie. De radiologische samenstelling van de afval bronterm (versie 1) wordt gebruikt om een lijst te bepalen van voor de langetermijn veiligheid relevante radionucliden. Deze afbakening gebeurt door middel van screening berekeningen binnen de radiologische langetermijn veiligheidsevaluaties (de langetermijn veiligheidsevaluaties worden besproken in hoofdstuk 14 van het veiligheidsrapport niveau 2 [HS-14]). Vervolgens worden radiologische bergingslimieten berekend die rekening houden met alle 40 voor de langetermijn veiligheid belangrijke radionucliden. Daarna worden deze limieten gebruikt om versie 2 van de bronterm te bepalen door het weglaten van een deel van het beschouwde afval in versie 1 van de bronterm. Dit om een bronterm te bekomen die voldoet aan de radiologische limieten, opgelegd door de veiligheidsevaluaties. Ten slotte wordt versie 2 van de bronterm gebruikt door de veiligheidsevaluaties om de radiologische impacts te berekenen en deze te vergelijken met de van toepassing zijnde reglementaire dosisniveaus. De invoergegevens voor de veiligheidsevaluaties zijn vermeld in Tabel 4 en Tabel 5. Tabel 4 heeft betrekking op versie 1 van de bronterm die gebruikt wordt om de 40 langetermijn veiligheid relevante radionucliden te bepalen. Tabel 5 heeft betrekking op versie 2 van de bronterm die gebruikt wordt om de radiologische effecten te berekenen van de 40 langetermijn veiligheid relevante radionucliden. Deze tabel geeft eveneens de belangrijkste nucliden die gebruikt worden voor de operationele radiologische veiligheidsevaluaties, met name 60Co, 137Cs (de operationele veiligheidsevaluaties zijn beschreven in de hoofdstukken 12 en 13 van het veiligheidsrapport niveau 2 [HS-12, HS-13]). Tabel 4: Radiologische kenmerken van de bronterm 2008 - versie 1, gebruikt om de voor de langetermijn veiligheid relevante radionucliden te bepalen.
58
Radionuclide
Totale geschatte activiteit (Bq)
Radionuclide
Totale geschatte activiteit (Bq)
Radionuclide
Totale geschatte activiteit (Bq)
H-3
3,39E+14
Mo-99
2,66E+07
W-188
2,05E+07
Be-7
2,35E+06
Tc-99
1,62E+11
Re-188
4,32E+07
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
Radionuclide
Totale geschatte activiteit (Bq)
Radionuclide
Totale geschatte activiteit (Bq)
Radionuclide
Totale geschatte activiteit (Bq)
Be-10
6,56E+08
Tc-99m
2,07E+07
Ir-192
9,51E+10
C-14
8,50E+12
Ru-103
4,89E+08
Tl-200
9,83E+05
Na-22
3,59E+08
Ru-106
3,86E+11
Tl-201
3,19E+09
Na-24
9,57E+10
Pd-107
7,54E+11
Tl-202
7,33E+09
P-32
6,34E+08
Ag-105
4,00E+09
Tl-204
1,22E+08
P-33
5,03E+08
Ag-108m
9,45E+15
Ra-226
6,41E+09
S-35
2,39E+10
Ag-110m
1,56E+16
Ac-227
3,56E+08
Cl-36
5,62E+10
Cd-109
4,52E+10
Th-229
6,48E+07
Ar-39
4,04E+06
Sn-119m
9,44E+02
Th-230
4,72E+05
K-40
5,13E+03
Sn-121m
7,94E+09
Th-232
4,02E+06
Ca-41
4,24E+11
Sn-125
3,23E+08
Pa-231
1,60E+05
Ca-45
3,36E+04
Sn-126
1,52E+08
U-232
3,58E+06
Sc-46
1,28E+06
Sb-124
5,05E+06
U-233
1,12E+09
V-48
2,83E+06
Sb-125
2,55E+10
U-234
3,40E+10
Cr-51
4,19E+10
Te-123m
7,63E+07
U-235
1,56E+09
Mn-54
3,47E+14
I-125
2,09E+11
U-236
1,38E+09
Mn-56
1,57E+06
I-129
6,85E+09
U-238
1,34E+10
Fe-55
2,75E+14
I-131
3,11E+09
Np-236
1,94E+07
Fe-59
3,12E+09
Cs-134
4,65E+13
Np-237
1,08E+09
Co-56
1,42E+10
Cs-135
4,52E+09
Pu-236
1,80E+04
Co-57
7,66E+09
Cs-137
9,68E+13
Pu-238
3,11E+11
Co-58
2,85E+14
Ba-133
1,18E+10
Pu-239
1,61E+11
Co-60
8,48E+15
Ba-140
3,74E+07
Pu-240
1,72E+11
Ni-59
1,04E+13
La-140
3,63E+07
Pu-241
1,17E+13
Ni-63
1,28E+15
Ce-139
1,53E+05
Pu-242
1,90E+09
Zn-65
6,46E+10
Ce-141
3,10E+08
Pu-244
4,63E+08
Ge-68
9,85E+05
Ce-144
4,69E+11
Am-241
6,33E+11
Se-79
7,54E+11
Pm-145
1,53E+03
Am-242
1,68E+09
Kr-85
1,54E+11
Pm-147
2,05E+10
Am-243
2,25E+09
Sr-85
3,91E+07
Sm-151
9,00E+11
Cm-242
1,95E+10
Sr-89
2,86E+07
Eu-152
3,34E+11
Cm-243
3,55E+08
Sr-90
1,33E+13
Eu-154
1,99E+11
Cm-244
2,27E+11
Zr-93
7,54E+11
Eu-155
6,22E+09
Cm-245
6,87E+06
Zr-95
1,21E+09
Gd-153
2,82E+03
Cm-246
2,21E+06
Nb-93m
2,37E+07
Tb-157
9,87E+02
Cm-247
8,64E-01
Nb-94
6,13E+11
Ho-166m
1,33E+03
Cm-248
6,91E+02
Nb-95
6,16E+09
Yb-169
2,86E+07
Cf-252
3,62E+03
Mo-93
7,54E+11
Ta-182
2,97E+05
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
59
Tabel 5: Radiologische kenmerken van de bronterm 2008 - versie 2 gebruikt om de operationele en de lange termijn radiologische effecten te berekenen. Radionuclide
Activiteit (Bq)
Halveringstijd (Jaren)
Radionuclide
Activiteit (Bq)
Halveringstijd (Jaren)
Radionuclide
Activiteit (Bq)
Halveringstijd (Jaren)
H-3
3,42E+14
1,23E+01
Pd-107
6,51E+08
6,50E+06
U-238
4,59E+09
4,47E+09
Be-10 C-14
6,59E+08 8,13E+12
1,60E+06 5,70E+03
Ag-108m Sn-126
2,74E+10 1,40E+08
4,18E+02 2,30E+05
Np-236 Np-237
1,96E+07 7,00E+08
1,52E+05 2,14E+06
Cl-36
5,56E+10
3,01E+05
I-129
1,05E+09
1,61E+07
Pu-238
1,92E+11
8,77E+01
5,20E+09
1,03E+05
Cs-135
4,45E+09
2,30E+06
Pu-239
1,12E+11
2,41E+04
Co-60
1,22E+15
5,27E+00
Cs-137
9,72E+13
3,00E+01
Pu-240
9,26E+10
6,56E+03
Ni-59
5,31E+12
7,60E+04
Ra-226
8,87E+08
1,60E+03
Pu-241
7,69E+12
1,43E+01
Ni-63
5,36E+14
1,01E+02
Th-229
6,54E+07
7,34E+03
Pu-242
6,53E+08
3,74E+05
Se-79
3,53E+08
3,56E+05
Th-232
4,05E+06
1,41E+10
Pu-244
4,67E+08
8,00E+07
Sr-90
1,08E+13
2,88E+01
U-232
3,61E+06
6,98E+01
Am-241
3,25E+11
4,33E+02
Zr-93
5,59E+08
1,53E+06
U-233
1,13E+09
1,59E+05
Am-242m
1,68E+08
1,41E+02
Nb-94
5,79E+11
2,00E+04
U-234
1,63E+10
2,46E+05
Am-243
1,45E+09
7,36E+03
Mo-93
1,24E+08
4,00E+03
U-235
9,22E+08
7,04E+08
Cm-244
1,90E+11
1,80E+01
Tc-99
1,40E+11
2,14E+05
U-236
3,82E+08
2,37E+07
Ca-41 (*)
(°)
Co-60 is gebruikt in de berekeningen van de operationele radiologische effecten.
60
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
7
Hoofdstuk 7: Ontwerp en constructie van de bergingscolli [HS-7]
7.1
Inleiding en doelstellingen
Het doel van dit hoofdstuk is het beschrijven van de bergingscolli en aantonen dat deze verenigbaar zijn met het bergingsconcept, de operationele veiligheid en de langetermijnveiligheid. Het bergingscollo, ook wel monoliet genoemd, is het geheel van een betoncontainer (ook caisson genoemd), het afval (primaire colli GA of de bulkafval, eventueel voorzien in een inwendige container), en de immobilisatiematrix.
7.2
Veiligheidsfuncties en andere functies
De operationele veiligheidsfuncties van de monoliet en zijn componenten staan vermeld in onderstaande tabel, in functie van de verschillende fases van de bergingssite, waar I de uitbatingfase is (Ia met vast stalen dak en Ib met afdeklagen) en II de sluitingsfase (opvulling).
Nucleaire operationele veiligheid 5. Monoliet 5.1 Caisson 5.2 Mortel 5.3 Afvalvorm
Component
Insluitings vermogen
Afscherming Beveiliging
Overgang naar langetermijn veiligheid
Ia
Ib
II
Ia
Ib
II
Ia
Ib
II
Ia
Ib
II
M M
M M
M M
M C
M C
M C
M C C
M C C
M C C
M M M
M M M
M M M
Tabel 6: Operationele veiligheidsfuncties van de componenten van de monoliet.
De relatieve belangrijkheid van de component wordt geïdentificeerd met de volgende categorieën: M voor Main (dit is de ‘Hoofdcomponent’ die moet in staat zijn om de veiligheidsfunctie te verzekeren) en C voor Contribute (dit is de ‘Component’ die bijdraagt tot de verzekering aan de veiligheidsfunctie, maar waar geen specifiek performantie niveau vereist is). De nucleaire operationele veiligheidsfunctie zijn de volgende: het insluitingsvermogen: het beperken van vrijkomen van contaminanten; de afscherming: het beschermen van mensen tegen straling; en de beveiliging: het treffen van maatregelen om de waarschijnlijkheid en gevolgen van menselijke intrusie te beperken. De langetermijnveiligheidsfuncties van de monoliet en zijn componenten staan vermeld in onderstaande tabel in functie van de verschillende fases van de bergingssite, waar III de Fase is van nucleair reglementaire controle, IV is de Isolatiefase (waterstroming en menselijke intrusie), V is Chemische insluitingsfase en VI is de Fase na insluiting. Deze tabel toont hoe het veiligheidsconcept wordt ontwikkeld voor de monoliet en zijn onderdelen.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
61
R1
Langetermijn veiligheid Component
5. Monoliet 5.1 Caisson 5.2 Mortel (Type I & II) 5.3.1 Afvalvorm (Type I & II) 5.3.2 Afvalvorm: Afval + Mortel (Type III)
R2a
III IV V VI III IV
M M C M M C
M M M M
I1
S
V VI III
R2b IV
V VI III IV V VI
III IV V VI
III IV V VI
C C
M M
C C
M M M M
M M
M M
R3
M M M C M M M C
M M M M
C C C C
Tabel 7: Langetermijn veiligheidsfuncties van de componenten van de monoliet
De langetermijnveiligheidsfuncties zijn de volgende: het beperken van het vrijkomen van contaminanten uit de afvalvorm (R1); het beperken van waterstroming (R2a); het beperken van diffusie en advectie (R2b); de vertraging van migratie van contaminanten door chemische retentie (R3); het beperken van de waarschijnlijkheid en gevolgen van menselijke intrusie (I1) en het ondersteunen van een andere component, die moet in staat zijn om een veiligheidsfunctie te verzekeren (S). De caissons en/of de monolieten vervullen eveneens specifieke functies in het beheer van het bergingssysteem:
De monoliet beperkt het aantal verschillende individueel te manipuleren elementen (in vergelijking met primaire colli) en het beheer ervan op de bergingssite. Hij standaardiseert de manipulatiehandelingen en vereenvoudigt bijgevolg de uitrusting.
De monoliet kan men terugnemen en gedurende lange tijd intact kan manipuleren en vervoeren. Dit vergemakkelijkt het terugnemen van het afval, indien deze handeling in de toekomst wenselijk zou zijn, en is in overeenstemming met de ministeriële voorwaarden van 16 januari 1998 en van 23 juni 2006.
Samen met een IP-2 transportcontainer laat een caisson type III het veilig transport toe van bulkafval, vanaf de productiesites naar de site waar de immobilisatiemortel wordt geïnjecteerd (bijvoorbeeld IPM). Als gekwalificeerde IP-2 verpakking (volgens de opgelegde vereisten van het IAEA), mag de monoliet getransporteerd worden op de openbare weg zonder transportcontainer of met een niet ‘IP’ gekwalificeerde transportcontainer.
7.3
Beschrijving van de bergingscolli
Drie verschillende types monolieten worden gebruikt (types I, II en III). Bij deze drie types monolieten passen drie types caissons, die dezelfde type-naamgeving overnemen. Monolieten van type I en II bevatten uitsluitend geconditioneerd afval in primaire colli. Deze twee types monolieten verschillen enkel, wat afmetingen betreft, in hoogte. De keuze voor een monoliet type I of type II wordt bepaald door de afmetingen van de primaire colli. Meer bepaald door de hoogte ervan (Zie Tabel 8). Een monoliet type III wordt gebruikt voor nietgeconditioneerd afval in primaire colli of anders gezegd: ‘bulkafval’. Het is niet uitgesloten dat voor een bepaalde afvalfamilies, er nieuwe types bergingscolli beschouwd zullen worden.
62
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Tabel 8: Caissontypes gebruikt voor de verschillende types (primair) afval. Tussen haakjes staan de type(s) monolieten vermeld die niet uitgesloten zijn omwille van hun afmetingen, operationele veiligheid en langetermijnveiligheid en voor zover ze aan de exploitatievoorwaarden, zoals de maximale massa enz., voldoen. Primaire colli
# max aantal colli
Voorziene type monoliet
per monoliet
[niet uitgesloten]
220 L
5
400 L
4
400 L type FV04 (oud niet-standaard vat)
4
600 L
1
1000 L
1
1500 L
1
1600 L
1
Bulkafval
nvt
7.4
Ontwerp
7.4.1
Ontwerp en constructieregels
I [II, III]
II [III]
III
Volgende voorschriften, normen en standaarden werden beschouwd voor het ontwerp van de caissons en de monolieten.
NBN EN 1992-1-1:2004. Eurocode 2: Design of Concrete Structures – Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings. NBN E52-001. Hijswerktuigen – Algemene bepalingen, 1974. NBN E52-002. Hijswerktuigen – Belastingen en belastingscombinaties, 1980. IAEA Safety Standards. Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material, 2005, No. TS-R-1. NUREG-0554. Single-Failure-Proof Cranes for Nuclear Power Plants, (U.S.) Nuclear Regulatory Commission, Washington, DC. ISO 9223: Corrosion of Metals and Alloys – Corrositivity of Atmospheres – Classification, Determination and Estimation. ISO 9224: Corrosion of Metals and Alloys – Corrositivity of Atmospheres – Guiding Values for the Corrositivity Categories.
7.4.2
Ontwerpbasis
De belangrijkste berekeningsveronderstellingen en beperkingen die in rekening werden gebracht bij het structurele ontwerp van de caissons en de monolieten worden hierna beschreven. Het beton heeft een sterkteklasse C40/50. De dichtheid van het beton bedraagt 2500 kg/m³. Het beton behoudt zijn initiële structurele en mechanische eigenschappen (veroudering van het beton wordt niet in rekening gebracht). De dichtheid van de mortel bedraagt 2200 kg/m³. Het wapeningsijzer heeft een karakteristieke vloeigrens van 500 Mpa. De hijsankers hebben een karakteristieke vloeigrens van 750 MPa.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
63
De nominale betondikte waarmee het wapeningsijzer wordt bedekt bedraagt 40 mm, op de plaatsen waar de wanddikte ongeveer 12 cm bedraagt. Er mag geen rechtstreeks fysiek contact plaatsvinden tussen de wapeningskooi en het ingebedde deel van de hijsankers (in het beton). De wapening is zo ontworpen dat de betonscheuren, onder quasi-permanente belasting, kleiner blijven dan 0,2 mm. Het beschouwde stapelprincipe is als volgt: de (mechanische) belasting wordt enkel door de wanden van de caissons overgebracht en een tolerantie van 2 cm op de excentriciteit is toelaatbaar (en opgenomen in de berekeningen). De maximaal toegelaten massaâ&#x20AC;&#x2122;s voor de monolieten zijn de volgende: 15 400 kg voor Monoliet Type I; 16 900 kg voor Monoliet Type II; 20 000 kg voor Monoliet Type III. Bij het plaatsen van het afval in de monolieten moeten de eisen van het manipulatiesysteem (grijper) worden gerespecteerd. De hijsankers zijn ontworpen volgens de SFP-principes. Dit betekent dat twee diagonaal beschouwde hijsankers kunnen weerstaan aan driemaal de belasting van de zwaarste monoliet binnen de beschouwde categorie (type I, II of III), inclusief dynamische factoren. Volgende belastingsgevallen werden beschouwd voor het ontwerp van de caissons of monolieten: Eigengewicht; Hantering; Stapelen; Hydrostatische belasting op de caissonwanden gedurende het injecteren van de immobilisatiemortel. Volgende belastingen werden niet expliciet in rekening gebracht bij het ontwerp van de caissons en de monolieten: thermische belasting; het effect van zwellen van de mortel door de eventuele aanwezigheid van een expansief reagens; dynamische belasting van het vallen van een hoogte die in de reglementering betreffende IP-2 transportverpakking vermeld is. De invloed van deze belastingen op het gedrag van de structuur van de caisson worden gecontroleerd a posteriori in het kader van de prototype-testprogrammaâ&#x20AC;&#x2122;s. De controle op aardbevingsbestendigheid van de monolieten (om de insluiting van het afval in stand te houden) is uitgevoerd voor de monolieten in hun finale positie in de modules (bedekt met grind, aanwezigheid van moduledak en afdeklagen en onder BDBE (Beyond Design Basis Earthquake).
7.5
Productie van de bergingscolli
De caissons worden vervaardigd in een daartoe bestemde productie-eenheid. De betoncentrale en meetapparatuur zullen toelaten om de dosering van de verschillende samenstellende delen van het beton te respecteren, en dat ten minste binnen de limieten aangegeven in de gevoeligheidsanalyse van het beton. De procedures voor het aanmaken van het beton worden bepaald door derden, die belast zijn met het ontwerp van de betoncentrale. De caissons zullen worden opgeslagen op een plaats die beschermd is tegen neerslag en die voldoet aan de vastgestelde limieten voor het drogingsproces. De caissons, als primaire verpakking van het bergingsafval, zijn onderwerp van een erkenning volgens het KB van 18/11/2002 binnen het afvalbeheer, ingevoerd door NIRAS. De fabricatie van monolieten omvat het inbrengen van het afval en de cementering (realiseren van de immobilisatiematrix). De uitrusting voor het inbrengen van het afval zal de hantering van het afval en het inbrengen ervan in de caissons mogelijk maken. Dit zonder de primaire colli, of de caissons te beschadigen, en rekening houdend met de technische voorschriften voor hun positionering in de caissons. De cementeringsinstallaties zijn onder-
64
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
werp van een erkenning volgens het KB van 18/11/2002 binnen het afvalbeheer, ingevoerd door NIRAS. De procedures voor de aanmaak van mortel zijn gedefinieerd door derden die verantwoordelijk zijn voor het ontwerp van de installatie, of door de exploitant. Een monoliet mag niet verplaatst worden tijdens de kritische periode: vanaf aanvang binding (ongeveer vier uur na cementering) tot voldoende uitharden van de mortel (ongeveer 40 uur). De omgevingstemperatuur van de verschillende zones waar de monolieten gedurende de eerste 28 dagen verblijven, is hoger dan 5°C. Indien er opslag voorzien is na 28 dagen worden de monolieten onder een afdak geplaatst, beschermd tegen de regen. De monolieten worden eveneens beschermd tegen de regen tijdens hun transport naar de modules. De productiesnelheid bedraagt ongeveer 1000 stuks per jaar. 7.5.1
Kwaliteitsborging en kwaliteitscontrole
Een QA/QC-programma zal worden uitgevoerd door de exploitant van de productie-eenheid (fabricage van de caisson) en door de exploitant van de cementeringseenheid (fabricage van monoliet) om de kwaliteit van de geproduceerde caissons/monolieten te garanderen, en zich dus eveneens te vergewissen dat de caissons/monolieten voldoen aan de conformiteitscriteria. Dit programma moet goedgekeurd worden door NIRAS. Regelmatige audits zullen door NIRAS, of een onafhankelijke instelling, uitgevoerd worden. 7.5.2
Afwijking en correctieve acties
Indien de monolieten en/of de caissons niet aan de opgelegde technische specificaties voldoen, kan, op voorwaarden dat dit geen negatieve impact heeft op de langetermijn duurzaamheid en de veiligheid gedurende de operationele fase, de caissons en/of de monolieten eventueel onderworpen worden aan herstellingen of andere herstelmaatregelen zodat deze aan de technische specificaties voldoen. De acceptatievoorwaarden vervatten de afwijkingen en de toegelaten herstellingen hieraan, alsook de bijhorende ondersteunende documenten, argumentatie en passende controles om vast te stellen wanneer dergelijke acties kunnen ondernomen worden.
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
65
8
Hoofdstuk 8: Ontwerp en constructie van de berging [HS-8]
8.1
Inleiding en doelstellingen
Dit hoofdstuk beschrijft het ontwerp en de constructie van de bergingsinrichting. Het ontwerp is gebaseerd op de veiligheidsstrategie met als doel de veilige berging van categorie A-afval te verzekeren. Vertrekpunt van het ontwerp van de bergingsinrichting was het STOLA-Dessel-voorontwerp (ontwerp T0), overeenkomstig de beslissing van de ministerraad van 23 juni 2006. Het huidige ontwerp wordt aangeduid als ontwerp T1.3 en wordt gedefinieerd door een set van technische tekeningen. De afmetingen, beschrijvingen, ... aangeleverd door de technische tekeningen die deel uitmaken van ontwerp T1.3 worden gebruikt als input voor de technische specificaties. Tijdens de aanbestedingsfase en de daarop volgende constructiefase zullen de technische specificaties, constructietekeningen en as built tekeningen worden opgesteld. Deze zullen in overeenstemming zijn met de relevante veiligheidsparameters, bepaald door het veiligheidsrapport en worden ter beschikking gesteld van de regelgever voor de berging. Afwijkingen kunnen aanleiding geven tot aanvullende analyses.
8.2
Algemene beschrijving
8.2.1
Inrichting van de site
De inplanting van de site wordt beschreven §4.2. De bergingsinrichting zal in verschillende, opeenvolgende fasen gebouwd worden en bestaat uit meerdere elementen. In totaal zijn er 34 bergingsmodules gepland Figuur 13 en Figuur 14 geven het algemene ontwerp van de site weer, respectievelijk voor de configuratie met 20 modules en die met 34 modules waarbij in de laatste figuur de hypothese getoond wordt dat de eindafdekking van de eerste reeds tumulus reeds geïnstalleerd is.
Figuur 13: Algemeen ontwerp van de site; de fase met de eerste 20 modules wordt hier getoond.
66
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
Figuur 14: Algemeen ontwerp van de site; de hypothese met 34 modules en een reeds geplaatste eindafdekking op de eerste 20 modules wordt hier getoond.
De site bestaat uit drie zones die fysiek gescheiden zijn: een gecontroleerde zone, een bewaakte zone en een vrij toegankelijke zone (Zie HS12). De hoofdingang van de site bevindt zich aan de zuidzijde van de site, vlakbij het administratief gebouw. Secundaire toegangen bevinden zich verspreid over de perimeter van de site. Elke zone is voorzien van wegen en/of sporen om alle onderdelen met elkaar te verbinden. De modules zijn gebouwd op een ophoging (de 'funderingen' genoemd) gemaakt uit een grindlaag, een zand-cementlaag en verschillende geosynthetische materialen. Op elke rij van modules is er voorzien een rolbrug en de modules worden beschermd door een vaste stalen dakstructuur. Deze dakstructuur wordt in een latere fase door een definitieve afdekking vervangen. Wanneer voldoende modules zijn gebouwd (bijvoorbeeld 8) en alle andere noodzakelijke voorzieningen en voorwaarden zijn vervuld, kan de uitbating van de site starten (zie ook [HS-9]). Vervolgens worden de overige modules van de eerste tumulus gerealiseerd. De operationele zones en de werfzones zullen fysiek gescheiden worden. Wanneer de eerste 20 modules bijna gevuld zijn met monolieten, kan de realisatie van de volgende zone starten. Op dit ogenblik zijn twee rijen van elk 7 modules voorzien voor de tweede tumulus. Dit aantal is afhankelijk van de voorspellingen voor toekomstige afvalvolumes. Bij wijziging zullen, indien nodig, bijkomende veiligheidsevaluaties uitgevoerd worden. Een inspectieruimte is aanwezig onder elk van de modules. Deze ruimte is toegankelijk (voor inspectieapparatuur, niet voor personen) vanuit een centrale inspectiegalerij. Aanleveren van monolieten gebeurt vanaf de IPM, via een spoorlijn. De monolieten worden één per één getransporteerd door middel van een wagentje (ook trolley genoemd). Zodra het wagentje gepositioneerd is tussen de modules wordt de monoliet opgepikt door één van de twee rolbruggen en wordt deze overgebracht naar zijn juiste positie in één van de modules. Een specifiek ontworpen grijper wordt voor dit doel ingezet. Om te voldoen aan het ALARA-principe wordt een afschermingsplaat op de bovenste monoliet van elke stapel geplaatst. De bergingsinrichting omvat eveneens de volgende gebouwen: ■
Een administratief gebouw en een technisch gebouw (ook 'stockage gebouw' genoemd)
■
Een werkplaats/garage
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
67
■
Twee identieke WCBs (Water Collecting Building of Water Collectie Gebouw) ter hoogte van de ingang van elk van de twee centrale inspectiegalerijen. Het WCB herbergt de tanks waarmee het drainagesysteem is verbonden. Elke module is immers voorzien van een drainagesysteem.
Infiltratiebekkens en -sloten zorgen voor lokale infiltratie van meteorisch water dat op de structuren en andere ondoorlatende oppervlakken op de site neervalt. Op het ogenblik dat de eerste 20 modules zijn gerealiseerd, beslaat de site ~13 ha. In de eindconfiguratie (34 modules) verhoogt dit tot ~25 ha.
8.3
Input voor het ontwerp en de ontwerpvereisten
De algemene veiligheidsstrategie van het cAt-project werd in [HS-2] besproken. De ontwerpstrategie is een belangrijk element van deze veiligheidsstrategie en deze wordt in meer detail besproken in §2.7. Zo is het ontwerp gebaseerd op verschillende ontwerpinputs, zijnde: vereisten; het veiligheidsconcept; ontwerpkeuzes. 8.3.1
Ontwerpinputs en ontwerpvereisten
De vereisten, het veiligheidsconcept en de ontwerpkeuzes vormen dus samen de ontwerpinputs die de ontwikkeling van het ontwerp van de bergingsinstallatie verder sturen. Daarvoor worden de ontwerpinputs vertaald in ontwerpvereisten, die de restricties op de diverse SSCs beschrijven en in een aantal gevallen een aantal ontwerpinputs groeperen en operationaliseren, d.w.z. vertalen naar instructies die meer direct bruikbaar zijn voor een ontwerper. De ontwerpvereisten worden vervolgens verder gekenmerkt door conformiteitscriteria die het mogelijk maken om te beoordelen of aan de ontwerpvereisten wordt voldaan. Ze vormen de beoogde performanties van het ontwerp van het systeem en van de verschillende SSCs. 8.3.2
Ontwerpevenementen en referentieongevallen
Het is belangrijk om operationele gebeurtenissen en ongevallen te beschouwen bij het ontwerp. Na analyse werden de ontwerpgebeurtenissen en -ongevallen bepaald waarmee bij het ontwerp rekening gehouden wordt:
Aardbeving (module, stalen dak, monolieten, afdekking, liquefactie). Het bergingssysteem is ontworpen om aan een referentie aardbeving te weerstaan. Er werden drie aardbevingsniveaus gedefinieerd: o
een DBE (ontwerpaardbeving) tijdens de operationele fase (fase Ia, 50 jaar). De bergingsstruc-
o
Een DBE tot het einde van de nucleaire reglementaire controlefase (van fase Ib tot en met fase
o
tuur wordt ontworpen om een dergelijke gebeurtenis te weerstaan en het ontwerp maakt een veilige stop van de uitbating mogelijk. III, 350 jaar). De bergingsstructuur is ontworpen om weerstand te bieden aan een dergelijke gebeurtenis. Een BDBE (grotere dan ontwerpaardbeving) tot het einde van de isolatiefase (fase IV, 800 jaar) om het gedrag van de veiligheidscomponenten te controleren (in het bijzonder de monoliet) onder een ernstigere gebeurtenis.
De Peak Ground Accelerations (PGA) die beschouwd zijn, worden in §4.5 gegeven. Naast de dimensionering van de structuur voor een DBE, werd een liquefactie-analyse uitgevoerd (Zie §4.7).
Overstromingsrisico (funderingen). Voor zowel het huidige klimaat als het hoge klimaatscenario is de overstromingsfrequentie van de site kleiner dan 10 -7 per jaar. Het maximaal gesimuleerde waterpeil in
68
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
de buurt van de site veroorzaakt door een dijkbreuk komt overeen met 25,2 m TAW. Dit is aanzienlijk lager dan het niveau van de installaties. De omhullingskromme van het overstromingsrisico voor een jaarlijkse probabiliteit van 10-7 resulteert in een waarde van 24,75 m TAW (Zie ook §4.6).
Extreme klimaatcondities moeten in rekening gebracht worden (stalen dak). De klimaatbelastingen die gebruikt worden in het ontwerp van de bergingsinrichting voor de operationele fase Ia staan samengevat in Tabel 9. De beschouwde gebeurtenis om het drainagesysteem te dimensioneren is een 3-daagse regenperiode met een intensiteit die verband houdt met een terugkeerperiode van 10 jaar. Het infiltratiebekken is voldoende groot voor een regenval met een terugkeerperiode van 100 jaar.
Tabel 9: Samenvatting van de klimaatbelastingen Klimaatbelasting
Symbool
Waarde
Eenheid
Terugkeerperiode
Dakbelasting
s
0,50
kN/m²
100 a
Wind
Piekdruk
qp
1,141
kN/m²
50 a
Tornado
Piekdruk
qp
1,563
kN/m²
400 000 a
Tmin / Tmax
-20/+40
°C
ΔTmin / ΔTmax
-10/+10
°C
Sneeuw
Beschrijving
Buitenlucht (in de schaduw)
100 a
Temperatuur Verschil tussen staal en beton
N.A.
Zettingen zijn een specifiek ontwerpaspect, waarmee op iteratieve wijze rekening gehouden wordt voor de bepaling van de initiële hellingen van de inspectiegalerijen en het drainagesysteem, het scharniersysteem van de stalen structuur, de hellingen van de rolbrug en de dikte van de anti-capillaire barrière. Opmerking: de ontwerpkeuze van een SFP rolbrug sluit de mogelijkheid van de val van een monoliet uit wanneer deze verplaatst wordt door de rolbrug. Het vermijden van een kantelincident bij het losmaken van een monoliet van de rolbrug wordt opgevangen door een gepast ontwerp van de controle en bediening van de manutentiewerktuigen.
8.4
Algemene ontwerp- en constructieregels
Het ontwerp is gebaseerd op de Eurocodes en hun nationale bijlagen (ANB). De Eurocodes vormen een geheel van gemeenschappelijke Europese structurele ontwerpcodes voor burgerlijke bouwkunde. Om de lange termijn duurzaamheidsaspecten af te dekken werden waar het nodig/mogelijk is specifieke vereisten toegevoegd, om verdere optimalisatie van de prestaties van het systeem door te voeren en om expliciet rekening te houden met de langetermijn radiologische veiligheidsaspecten die niet worden gedekt door de Eurocodes of andere ontwerpcodes (Zie §5).
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
69
De van toepassing zijnde bouwnormen en wettelijke voorschriften zullen worden uitgewerkt voor de aanbestedingsprocedures. Deze update zal worden voorgelegd aan de toezichtshouder en de controle-instanties. In het algemeen zullen specificaties voor civiele werken worden gebaseerd op de Eurocodes en hun nationale bijlagen (o.a. NBN EN 13670, NBN EN 206 en NBN A24-301) en op de bestaande standaard technische specificaties voor civiele werken. Ze worden gewijzigd/aangevuld, door specifieke technische specificaties op basis van aanbevelingen of technische richtlijnen van de bevoegde organismen.
8.5
Ontwerp en beschrijving van de berging
8.5.1
Beschrijving van het ontwerp
De belangrijkste SSCs in het huidige referentieontwerp worden getoond in Figuur 15 en worden hieronder verder beschreven.
Fase Ia
Fase Ib t.e.m. Fase V 1. Afdeklagen
2. Vast stalen dak
3. Module Dak 5. Monoliet
4. Module Middel 6. Module Basis
8. Funderingen
9. Site
7. Inspectiegalerij
Figuur 15: Schematisch overzicht van het bergingssysteem en de belangrijkste SSCs ervan. 8.5.1.1 Funderingen
De funderingen worden gevormd door de zand-cement ophoging en de drainagelaag. De drainagelaag bestaat uit een grindlaag met een dikte van ongeveer 60 cm en geosynthetische folies. Het is de bedoeling om capillaire opstijging en verzadiging van de zand-cement ophoging te voorkomen. Een tussenliggende geogrid zal worden geplaatst om deze laag te versterken en een geotextiel zal worden gebruikt om het binnendringen van fijne materialen van boven en van onder te verhinderen. Als bescherming tegen capillaire opstijging wordt de grindlaag op een niveau van 25,4 m TAW geplaatst. De zand-cement ophoging heeft een dikte van 200 cm (initiĂŤle niveaus: van 26,0 mTAW tot 28,0 mTAW). Een gewichtspercentage van ongeveer 5 % cement wordt gebruikt. Het gekozen cementgehalte is het resultaat van een optimalisatie tussen chemische retentie enerzijds en de kosten, haalbaarheid en risico op scheuren anderzijds.
70
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
8.5.1.2 Modules
De modules zijn structuren uit gewapend betonnen die in situ zijn gegoten. Elke module is structureel onafhankelijk. De wanden zijn verbonden met de funderingsplaat, de ondersteunende plaat en de structurele top plaat door middel van koppelsystemen. Tijdens de operationele fase Ia leveren de wanden eveneens steun aan de dakstructuur. De modulewanden zijn daartoe voorzien van betonnen sokkels die de stalen dakconstructie dragen. Aan hun basis bevinden er zich drie smalle toegangsopeningen naar de inspectieruimte. Onder de modulewanden bevindt zich een glijoplegging onder de vorm van afgeschuinde stalen platen. Wanneer een module is gevuld met monolieten, wordt de residuele ruimte tussen de buitenste monolieten en de modulewanden opgevuld met grind. De residuele ruimte is nodig om rekening te kunnen houden met de bouwtoleranties en lichte plaatsafwijkingen. In vergelijking met het opvullen met bijvoorbeeld beton, wordt door dit opvullen met grind de terugneembaarheid van de monolieten beter behouden. De belangrijkste afmetingen en eigenschappen van de modulecomponenten worden hieronder samengevat.
Wanden : Dikte: 0,70 m (0.85 m ter hoogte van de inspectieruimte), Hoogte: 11,05 m, Overige afmetingen: 25,40 m x 27,40 m, Betondekking: ≥0,040 m, Gemiddelde wapeningsdichtheid: 214-220 kg/m³.
Funderingsplaat: Dikte: varieert tussen 0,70 m en 0,90 m; Niveau: start op 28,0 m TAW; Overige afmetingen: 24,00 m x 26,00 m; Betondekking: ≥0,040 m; Gemiddelde wapeningsdichtheid: 129 kg/m³.
Kolommen : Hoogte varieert: 0,60 m - 0,80 m; Overige afmetingen: 0,75 m x 0,75 m; Betondekking: ≥0,040 m ; Gemiddelde wapeningsdichtheid: 130 kg/m³; Aantal: 156 in elke module, 1 onder elke stapel monolieten.
Ondersteunende plaat bestaat uit twee componenten: Prefab platen gebruikt als bekisting, geplaatst op de kolommen en gewapend beton ter plaatse gestort. Dikte: 0,70 m ; Niveau: start op 29,5 m TAW eerste laag monolieten start op 30,2 m TAW; Overige afmetingen: 24,00 m x 26,00 m; Betondekking: ≥0,040 m ; Gemiddelde wapeningsdichtheid: 180 kg/m³.
Structurele top plaat : Dikte: 0,40 m; Overige afmetingen: 24,00 m x 26,00 m; Betondekking: ≥0,040 m ; Gemiddelde wapeningsdichtheid: 298 kg/m³
Informatie over de betonsamenstelling en de betonfenomenologie wordt gegeven in §5. Het laagste toegangspunt (toegang WCB) ligt op 25.7 mTAW, wat waterindringing door overstroming uitsluit. De toegangen tot de inspectieruimte worden afgesloten door geprefabriceerde betonnen afsluitplaten die in de openingen geplaatst worden. Deze platen bevatten de nodige functionele openingen voor de passage van de inspectierobot en drainage-leidingen en opvulleidingen maar verhinderen de directe toegang voor mensen. De inspectieruimte zal worden opgevuld tijdens fase II. De vereisten voor het opvulmateriaal wordt gegeven in §10. 8.5.1.3 Inspectiegalerij en drainagesysteem
Het drainagesysteem is onafhankelijk van het algemene systeem van de site om regenwater te collecteren (infiltratiebekkens en infiltratiesloten, zie 8.5.3.8). Het gecollecteerde water in het systeem kan afkomstig zijn van een van de volgende bronnen: ■
Condenswater in de module en de galerij
■
Accidentele infiltratie doorheen de dichtingen van de galerij.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
71
■
Defect in het stalen dak, bijvoorbeeld door schade veroorzaakt door een zeer krachtige tornado.
■
Waterinsijpeling doorheen de multi-lagen afdekking.
Het principe wordt weergegeven in het schema van Figuur 16.
Figuur 16: Principe van het drainagesysteem
Het drainagesysteem dat geïnstalleerd is in de centrale galerij maakt het mogelijk om water, afkomstig van de inspectieruimte en de module zelf, te verzamelen langs twee kanalen. ■
Water in de module zelf wordt verzameld door afhellende gootjes die ingebed zijn in de betonnen ondersteunende plaat.
■
Water vanuit de inspectieruimte, van de vloer die afhelt richting galerij, wordt verzameld in de hoofdleiding die in de inspectiegalerij loopt en naar het WCB leidt.
Het water dat opgevangen wordt in modules waarin zich nog geen monolieten bevinden, dient niet in de opvangtank verzameld te worden. Aangezien dit water zeker niet-besmet is, kan het conventioneel afgevoerd worden. Het WCB bevindt zich in het oostelijke einde van de galerij en biedt voldoende opslagcapaciteit voor de ontwerpgebeurtenis: de afmetingen van de buffertanks zijn gebaseerd op de berekende hypothese en zijn uit praktische overwegingen opgedeeld in twee 25 m³ tanks. De tanks maken controle van het water mogelijk vooraleer dit door middel van een vrachtwagen naar Belgoprocess wordt vervoerd. Het WCB herbergt ook een conventioneel ventilatiesysteem voor de inspectiegalerij. De galerij en het drainagesysteem zijn ontworpen om gravitair te functioneren, rekening houdend met de maximaal te verwachten differentiële zettingen. De initiële helling van de galerij is bij de bouw zodanig gekozen dat er steeds een voldoende gravitaire resterende helling van de galerij zal zijn. Daar de inspectiegalerij geen langetermijnveiligheidsfuncties verzekert, worden er geen specifieke vereisten opgelegd aan de betonsamenstelling buiten de vereiste sterkteklasse en verwerkbaarheid.
72
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Een subcomponent van de inspectiegalerij zijn de proefstukkamers (sampling rooms) die dienen voor het bewaren van getuigestructuren onder representatieve omstandigheden (zie [HS-16] §16.5.1.2). 8.5.1.4 Stalen dakconstructie en betonnen sokkels
Over elke betonnen module is een stalen vakwerk voorzien. De hele assemblage van deze afzonderlijke stalen constructies zal een gebouw vormen met een lengte van ongeveer 300 m en een breedte van 60 m. Het vakwerk laat toe om een waterdichte en geïsoleerde bekleding boven de modules aan te brengen en biedt ondersteuning voor twee mobiele rolbruggen in het gebouw (één voor elke rij modulen). Elke stalen structuur met een geprojecteerde oppervlakte van 32,4 m lang en 29,1 m breed is structureel volledig onafhankelijk van de andere. Elk vakwerk ondersteunt twee rolbanen die samengesteld zijn uit statisch bepaalde secties. Een loopbrug is geïnstalleerd langs de longitudinale gang tussen de modules. Deze geeft toegang tot beide rolbruggen. 8.5.1.5 Multilagen afdekking
De multilagen afdekking is vooral gericht op het minimaliseren van de waterinsijpeling naar de onderliggende betonnen constructie. Een algemene beschrijving werd reeds gegeven in paragraaf 5.2.1. 8.5.1.6 Manutentiewerktuigen
De berging van de monolieten in de modules gebeurt met een afstandsbediend systeem dat bediend wordt vanuit de controlekamer in het administratief gebouw. De uitbating is gebaseerd op werkdagen van 8 u en een capaciteit van ongeveer 1000 transporten per jaar. Elke monoliet wordt voorbereid in de IPM waar hij wordt geladen in een afgeschermde container die bevestigd is op een afstandsbediend wagentje. Van zodra de transfer van de monoliet is geregistreerd, verlaat het wagentje het gebouw en rijdt naar een vooraf bepaalde positie tussen twee modules in uitbating, beschermd door het stalen dak. Vervolgens grijpt de grijper van de rolbrug de monoliet voor berging in de module. Dit gebeurt laag per laag en gelijktijdig voor vier aangrenzende modules om de zetting onder controle te houden. De modules worden vanuit het midden naar de buitenwand opgevuld met monolieten. Twee SFP rolbruggen kunnen in principe simultaan gebruikt worden. Het besturingssysteem is gebaseerd op een stapsgewijze werking, waarbij elke volgende stap alleen mogelijk is na verificatie van de gepaste transfervoorwaarden voor de volgende. De rolbrug bestaat uit drie belangrijke componenten: ■
De rolbaan (met een overspanning van ongeveer 26,7 m), die verbonden is met de stalen structuur;
■
De brug, die over de rolbaan rijdt
■
De loopkat, die de brug dwarst
NIRAS opteert ervoor om de rolbruggen van de modules SFP uit te voeren zoals gedefinieerd in NUREG 0554. De NBN classificaties van de rolbrug en de structuur zijn volgens Groep 3 (kraan) en M6 (aandrijfmechanisme).
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
73
De kraan wordt beschouwd als een rolbrug die voorzien is van de volgende hijssystemen: ■
Hoofdtakel geïnstalleerd op de loopkat voor de manutentie van monolieten;
■
Hulpmonorail takels van 50 kN gemonteerd langs de hoofdliggers. De monorail takels laten toe om klassieke hulphandelingen sneller uit te voeren.
De nominale belasting van de rolbrug (W) bedraagt 230 kN. De maximum hijssnelheid bedraagt 4 m/min1. De maximale snelheid voor brug- en grijperbeweging bedraagt 15 m/min. De toegelaten afwijking van de hoofdliggers bedraagt 1/1000 van hun overspanning bij een statische MCL (Maximum Critical Load). Tijdens de manutentie moet de impuls, die gegeven wordt door de operator, verzekeren dat: ■
Voor het hijsen er een afwijking is van minder dan 2 mm in beide richtingen;
■
Voor de horizontale verplaatsing er een afwijking is van minder dan 5 mm in beide richtingen.
De startbewegingen worden steeds aan lage snelheid uitgevoerd. De versnelling moet progressief en vloeiend gebeuren met de mogelijkheid om tussenliggende snelheden aan te houden. Elke plotse start moet voor de operator onmogelijk gemaakt worden (opgelegde versnellingshelling). De hoofdelementen van het transportsysteem zijn ■
Sporen van de IPM naar de modules en de werkplaats; met inbegrip van draaiplatformen op het niveau van de modules
■
Wagentjes – ook trolleys genoemd (autonoom aangedreven); minimaal 2. De maximaal toelaatbare snelheid bedraagt 5 km/h. De wagentjes omvatten o.a. een transportcontainer (zie verder).
■
Een garage/werkplaats voor onderhoud
■
Laadstation voor de batterij van de wagentjes (in de IPM en/of in de garage/werkplaats)
■
Een besturingseenheid geïnstalleerd in de controlekamer van het administratief gebouw.
Het ontwerp van een transportcontainer moet voldoen aan de volgende vereisten: ■
Het stralingsniveau op het buitenoppervlak van de transportcontainer is lager dan 2 mSv/h en het stralingsniveau op 2 m afstand van elk punt van het buitenoppervlak is lager dan 100 μSv/h (zoals aanbevolen door de IAEA-richtlijn TS-R-1);
■
De montage van de transportcontainer wordt zodanig uitgevoerd dat de afscherming, zonder uitzondering, voldoet voor het stralingsniveau van de geladen monoliet. Het principe van het overlappen van platen is van toepassing om de effectiviteit van de afscherming over de hele oppervlakte van de transportcontainer te waarborgen.
De wagentjes zijn ontworpen om de transportcontainer (en de monoliet) te beschermen tegen regen. Uiteraard is deze bescherming intrekbaar om de manutentie van monolieten in/uit de transportcontainer mogelijk te maken.
1
74
Deze snelheid volgt uit het feit dat de snelheid als 'slow' beschouwd dient te worden volgens figuur 70-6 van CMAA specification #70. Volgens de versie van 1975, dewelke de versie is die van toepassing was op datum van publicatie van de huidige versie van NUREG0554, bedraagt deze snelheid 15 voet/min (= 4.572 m/min).
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Voor een veilige en betrouwbare werking moet de sturing van deze componenten worden gecoördineerd door het centrale besturingssysteem. De besturingssystemen van de componenten zijn geïntegreerd in de architectuur van het overkoepelende besturingssysteem. 8.5.1.7 Afschermingsplaten
De afschermingsplaten zijn gemaakt van hetzelfde beton als de modulewanden. De buitenafmetingen bedragen 1,9 m in het vierkant (in vergelijking met 1,94 m in het vierkant voor de monolieten) en een dikte van 30 cm. De hijspunten zijn niet SFP en hebben een vorm en een positie die compatibel is met het grijpsysteem.
Figuur 17: Afschermingsplaat bovenaan een monoliet.
8.5.1.8 Nucleaire uitrustingen en bijgebouwen
Bijgebouwen zijn noodzakelijk vanaf de start van de exploitatie voor een volledige inzetbaarheid van de bergingsinrichting.
Een administratief gebouw Een technisch gebouw (ook 'stockage gebouw' genoemd) Een werkplaats/garage
Als nucleaire uitrustingen en bijgebouwen worden in deze paragraaf aanzien: die uitrustingen en bijgebouwen die – hoewel niet verwacht bij normale uitbating – potentieel besmet kunnen worden en die (in dat geval) een ontmanteling moeten ondergaan aan het einde van hun levensduur. De volgende nucleaire uitrustingen en bijgebouwen zijn aanwezig op de bergingsinrichting: ■
Het drainagesysteem zoals beschreven in hoofdstuk 8.5.3.3, samengesteld uit: ►
Recipiënten in de inspectiegalerij
►
Verschillende leidingen
►
Opslagtanks in het WCB
►
De constructies waarin het drainagesysteem is gelegen: de inspectiegalerij en het WCB.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
75
■
De gecontroleerde zone in het administratief gebouw: controle op besmetting in geval van een incident, uitrusting om te ontsmetten, …
De nucleaire infrastructuur en de bijgebouwen blijven operationeel tot het einde van de operationele fase. Alle elementen die verband houden met het drainagesysteem worden ontmanteld gedurende de sluitingsfase (fase II, zie [HS-10] §10.3.4). Afhankelijk van de operationele geschiedenis (besmettingsniveau van het verzamelde drainagewater) zullen passende ontmantelingstechnieken worden toegepast. Elke vorm van radioactief afval en secundaire effluenten die uit deze uitbating voortvloeien, zullen worden getransporteerd naar een geschikte afvalverwerkingsinstallatie. Wanneer de sluitingsfase is voltooid, kunnen de resterende nucleaire installaties in het kantoorgebouw worden ontmanteld of de status kan worden gewijzigd in een niet-nucleaire infrastructuur. Er wordt verwacht dat er geen ontsmetting vereist is in deze zone. 8.5.2
Langetermijnveiligheidsfuncties en nucleaire operationele veiligheidsfuncties vereist door het veiligheidsconcept
De langetermijn- en de nucleaire operationele veiligheidsfuncties voor de belangrijkste componenten (SSCs) worden hieronder beschreven (respectievelijk in Tabel 10 en in Tabel 11). Voor de andere ontwerpvereisten en specifieke normen en voorschriften toegepast bij het ontwerp van de SSCs, wordt er verwezen naar de gedetailleerde informatie in Hoofdstuk 8 van het veiligheidsrapport [HS-08].
76
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Tabel 10: SSCs en de langetermijnveiligheidsfuncties die ze vervullen tijdens verschillende fases. R1
Langetermijn veiligheid Component
1. Afdeklagen 1.1 Biologische laag 1.2 Bio-intrusie barrière 1.3 Infiltratie barrière 1.4 Zandlaag 1.5 Ondoorlatende topplaat 1.6 Zwevende platen 1.7 Bitumen laag 1.8 Ophoging aan de zijdes 3. Module dak 3.1 Structurele top plaat 3.2 Prefab afschermingsplaat 4. Module Midden 4.1 Grind 4.2 Modulewand 5. Monoliet 5.1 Caisson 5.2 Mortel (Type I & II) 5.3.1 Afvalvorm (Type I & II) 5.3.2 Afvalvorm: Afval + Mortel (Type III) 6. Module Basis 6.1 Ondersteunende plaat 6.2 Opgevuld drainagesysteem 6.3 Prefab element 6.4 Kolommen 6.5 Opgevulde inspectieruimte 6.6 Funderingsplaat 7. Opgevulde inspectiegalerij 8. Funderingen 8.1 Zand-cement ophoging 8.2 Drainage laag 8.3 Site zand egalisatie 9. Site 9.1 Site geologie 9.2 Site toezicht 9.3 Markers en archieven Legend: M (Main) - C (Contribute) III - Nucleaire reglementaire controle IV - Isolatie fase V - Insluitingsfase VI - Post-insluitingsfase
R2a
III IV V VI III IV M M M M M C C
M(1) C C C M
R2b
V VI III M(1) C C C C
IV
R3 V VI III IV V VI
C C C C
M M C M M C
M M M M
M M
C C
S III IV V VI
C C C C M M C
M M C C
M M
I1 III IV V VI
M
M
M M
M M
M M C C C M
M M C C C M
C C
C
M C C C
M M C
M M C C
M M C
M M M C M M M C
M M M M
M M M M M M
M M M M M M
C C C C C C
M M M M
C C C C
M M M M M M
M M
M M C M M C
M M M C
C C C C
M M C C
C
M M M C
M M M M M M
M C C C
M C M M
M C M C
M M M M M M
M C C C
M M
M(1): Na fase III wordt ondersteld dat enkel een residuele biologische laag de R2a functie vervult.
De aangegeven S-functies hebben betrekking op de volgende elementen:
S-functie voor de funderingen: een mechanische ondersteuning van bovenliggende SSCs.
S-functie voor de modules: o
o
mechanische ondersteuning van andere SSCs (modulewand, ondersteunende plaat, kolommen,
o
beperking van schade tijdens een aardbeving (grind).
opgevulde inspectieruimte en funderingsplaat);
S-functie voor de multilagen afdekking: o o o
chemische buffering (structurele top plaat);
o
bescherming van de andere SSCs tegen fauna en flora (Bio-intrusie laag) en vorst-dooi cycli (door zijn dikte); chemische buffering (ondoorlatende bovenste plaat); beperken van de differentiële zettingen van de afdekking (zwevende platen); mechanische ondersteuning voor de andere SSCs (ophoging aan de zijdes).
S-functie voor de afschermingsplaten: chemische buffering.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
77
Tabel 11: De nucleaire operationele veiligheidsfuncties van de SSCs.
Nucleaire operationele veiligheid Component 1. Afdeklagen 1.1 Biologische laag 1.2 Bio-intrusie barrière 1.3 Infiltratie barrière 1.4 Zandlaag 1.5 Ondoorlatende topplaat 1.6 Zwevende platen 1.7 Bitumen laag 1.8 Ophoging aan de zijdes 2. Vast stalen dak 3. Module dak 3.1 Structurele top plaat 3.2 Prefab afschermingsplaat 4. Module Midden 4.1 Grind 4.2 Modulewand 5. Monoliet 5.1 Caisson 5.2 Mortel 5.3 Afvalvorm 6. Module Basis 6.1 Ondersteunende plaat 6.2 Drainagesysteem 6.3 Prefab element 6.4 Kolommen 6.5 Inspectieruimte 6.6 Funderingsplaat 7. Inspectiegalerij 8. Funderingen 8.1 Zand-cement ophoging 8.2 Drainage laag 8.3 Site zand egalisatie 9. Site 9.1 Site geologie 9.2 Site toezicht 9.3 Markers en archieven 10. Transportcontainer Legend: M (Main) - C (Contribute) Ia - Operationele fase (Stalen dak) Ib - Operationele fase (Afdekking) II - Sluitingsfase
Insluitings vermogen Ia
Ib
II
Afscherming Beveiliging Ia
Ib
II
Ia
C C C C C
C C C C C
Ib
II
C C C C M
C C C C M
C
C
M M
M M
M M
M
M
M
Overgang naar langetermijn veiligheid Ia
M
Ib
II
M M M M M M C M
M M M M M C
C C
C C
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M M
M M
M M
M M
M M
M M
M C
M C
M C
M C C
M C C
M C C
M M M
M M M
M M M
M M
M M
M
M
M
M
M
M
M
C
C
C
C
C
C
M M
M M
M M
M M M
M M M
M C M M
M M M
M M M
M M M
M M
M M
M M
M
M
M
M M
M
M
C
Component niet aanwezig/beschikbaar Backfilling van de component
De aangegeven functie "Overgang naar LT Veiligheid"-functies houdt volgende elementen in:
Voor de funderingen: een mechanische ondersteuning van andere SSCs (zand-cement ophoging, drainagelaag), en het vermijden van opstijgend water (drainagelaag).
Voor de modules: chemische buffering (structurele top plaat); vermijd water doorheen de preventiebarrière (modulewand); mechanische ondersteuning van andere SSCs (modulewand, ondersteunende plaat,
78
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
kolommen, inspectieruimte en funderingsplaat); beperking van schade tijdens een aardbeving (grind); validatie van transitie door monitoring (inspectieruimte).
Voor de inspectiegalerij en drainagesysteem: validatie van transitie door monitoring.
Voor de stalen dakconstructie: vermijd waterinsijpeling doorheen de preventiebarrière.
Voor de multi-lagen afdekking: chemische buffering (ondoorlatende bovenste plaat); vermijd water doorheen de preventiebarrière (alle); bescherming van de andere SSCs tegen fauna en flora (Biointrusie laag); mechanische ondersteuning voor de andere SSCs (alle); beperking van scheuren in de ondoorlatende bovenste plaat gedurende de constructie (bitumenlaag).
Voor de manutentiewerktuigen: het beschermen van de monolieten (tegen regen) tijdens het transport. de goede werking van de manutentiemiddelen, en in het bijzonder van de brugkraan, moet er voor zorgen dat de monolieten niet beschadigd worden tijdens de uitbating (Om schade door een val van monoliet uit te sluiten, werd geopteerd voor het gebruik van een SFP brugkraan).
Voor de afschermingsplaten: chemische buffering.
De volgende secties beschrijven de belastingsgevallen en de resultaten voor de belangrijkste SSCs. 8.5.3
Belastingsgevallen en resultaten
8.5.3.1 Funderingen
Het draagvermogen wordt berekend voor de belangrijkste constructiefasen: ■
Constructie van de modulewanden (belasting: 235 kPa); deze situatie blijkt de dimensionerende te zijn.
■
Gevulde modules zonder afdekking (belasting: 300 kPa)
■
Voltooide modules met eindafdekking: identiek aan de vorige fase, met 100 kPa toegevoegd aan de vorige belasting (gewicht afdekking).
De toepassing van de formule voor alle vier belastingsgevallen en voor de drie fasen toont aan dat het draagvermogen niet wordt overschreden. 8.5.3.2 Modules
Twee belangrijke configuraties moeten in overweging worden genomen bij het ontwerp van de modules: de ene met en de andere zonder de aanwezigheid van de eindafdekking. De configuratie met de eindafdekking is deze die dimensionerend is, uitgezonderd voor de betonnen sokkels. Wanneer de eindafdekking is geplaatst, wordt met drie belastingen rekening gehouden: het eigen gewicht van de modules en de monolieten (D), de horizontale en verticale bodembelastingen (H) en de belastingen als gevolg van de ontwerp basisaardbeving (E). Deze belastingsgevallen worden met elkaar gecombineerd volgens de volgende formules uit de Eurocodes: ■
1,35 D + 1,35 H (ULS fundamentele combinatie)
■
1,00 D + 1,00 H + 1,00 E (ULS seismische combinatie)
■
1,00 D + 1,00 H (SLS quasi-permanente combinatie)
De hoeveelheid wapening in de wanden wordt hoofdzakelijk bepaald door de belasting onder invloed van aardbevingen. In de platen (funderingsplaat, ondersteunende plaat en structurele topplaat) wordt de wapeningshoe-
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
79
veelheid ook voor een gedeelte bepaald door het beperken van de scheurwijdte. Een maximale scheurwijdte van 0.3 mm wordt opgelegd voor scheuren die voortkomen uit zowel krimp als externe belasting. De gemiddelde wapeningsdichtheden in de betonnen modules moeten ten minste de volgende zijn 2: ■
Funderingsplaat: 129 kg/m³
■
Ondersteunende plaat: 180 kg/m³
■
Structurele top plaat: 298 kg/m³
■
Wanden parallel aan de galerij: 220 kg/m³
■
Wanden loodrecht op de galerij: 214 kg/m³
■
Kolommen van de inspectieruimte: 130 kg/m³
Er moet worden opgemerkt dat de vereiste overlappings- en verankeringslengtes hierin nog niet meegeteld zijn. Bovendien kunnen bij de praktische uitvoering (kleine) wijzigingen nodig zijn in de wapeningsconfiguraties. Kruip- en spanningsniveaus werden beoordeeld en vereisen geen bijkomende wapening. 8.5.3.3 Inspectiegalerij en drainagesysteem
Het volume van de opvangtanks is gebaseerd op een terugkeerperiode van 10 jaar en een regenperiode van 3 dagen (interventietijd voor het dak). De evaluatie resulteert in een vereist volume van 49,6 m³. De andere belastingsgevallen werden alleen op een conservatieve manier geschat om de toereikendheid van het drainagesysteem, zoals ontworpen, te controleren. ■
Met een conservatieve benadering wordt de jaarlijkse condensatie in een module geschat op minder dan 2,5 m³. In werkelijkheid wordt een veel kleiner volume verwacht.
■
De hoeveelheid water dat door de hele multilagen afdekking sijpelt (inclusief doorheen de betonnen ondoorlatende bovenste plaat) in combinatie met het betonnen dak is geschat op 0,1 mm/a. Het is belangrijk op te merken dat deze waarde werd afgeleid voor de beoordeling van de veiligheid en daarom een bovengrens is. Deze resultaten komen overeen met een jaarlijks volume aan water van ongeveer 70 liter voor een module.
8.5.3.4 Stalen dakconstructie en betonnen sokkels
Acht belastingsgevallen worden beschouwd voor de berekeningen van de staalconstructie:
2
80
■
SW: eigengewicht van de constructie
■
SL: sneeuw en personenlasten – SL = 0,7 kN/m²
■
W: windbelasting – vb,0 = 25 m/s
■
T: temperatuurverschil tussen de stalen en betonnen constructies – ΔT = +/-10 °C
■
BC: belastingen veroorzaakt door de verplaatsing van de rolbrug
De opgegeven minimale gemiddelde wapeningshoeveelheden zijn afgeleid van de huidige wapeningsplannen. Indien de wapeningsplannen aangepast worden kan dit aanvaardbaar zijn indien de resulterende wapening minstens gelijk is aan deze vereist volgens de berekeningsresultaten.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
►
Klasse van de rolbrug
HC2
►
Hijsvermogen
Qs=230 kN
►
Gewicht van de brug
Qa=627,11 kN
►
Gewicht van de kraan
Qb=120 kN
►
Gewicht van de grijper
Qle=45 kN
►
Hijssnelheid
Vh=0,067 m/s
■
I: algemene onvolmaaktheid
■
To: tornadobelasting – vp = 50 m/s
■
S: seïsme. Het ontwerpspectrum wordt weergegeven in §4.5. Voor de beschouwde situatie in deze paragraaf (stalen dakconstructie geplaatst) werd het spectrum met een PGA van 0,125 g toegepast.
Deze worden samen gecombineerd in overeenstemming met: ■
fundamentele combinaties
■
accidentele ontwerpcombinaties
■
seismische ontwerpcombinaties
■
karakteristieke combinaties
Uit berekeningen blijkt dat aan de criteria, opgelegd door de Eurocode 3 (UGT en GGT), voldaan is voor elk constructie-element. De wapeningsdichtheid in de betonnen sokkels is ongeveer 130 kg/m³. Er moet worden opgemerkt dat de vereiste overlappings- en verankeringslengtes hierin niet meegeteld werden. Bovendien kunnen bij de praktische uitvoering (kleine) wijzigingen nodig zijn in de wapeningsconfiguraties. De verankeringsvereisten werden eveneens bepaald. 8.5.3.5 Multilagen afdekking
Er werden drie rekencodes gebruikt voor de analyse: Plaxis, Winstabl en FLAC. Statische belastingen worden afgeleid van het eigengewicht van de afdeklagen. De seismische belasting is als volgt ■
Plaxis & Winstabl: de PGA bedraagt 0,224 g en 2/3 van de PGA voor verticale versnelling.
■
In FLAC wordt de seismische invoer toegepast op de onderrand van het model in de vorm van een spanningsgeschiedenis. Elk van hen is 20 seconden lang en wordt aangeleverd als versnellingsgeschiedenis (met een tijdstap gelijk aan 0,01 s) waaruit een equivalente spanningsgeschiedenis wordt berekend. Beide DBE met 0,224 g en BDBE met 0,283 g worden als volgt toegepast: 6 verschillende 40 seconden seismische invoeren worden gesimuleerd: 3 (BDBEi+DBEj) gevallen en 3 (DBEi+DBEj) gevallen. Dit komt neer op het veronderstellen dat twee identieke aardbevingen onmiddellijk op elkaar volgen.
De zwevende platen zullen van wapening voorzien worden met de minimum verhouding wapening zoals door de normen opgelegd. Een minimumwapening met klassieke wapeningsstaven wordt voorzien.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
81
Voor de stabiliteit van de helling leveren de drie verschillende codes gelijklopende resultaten: de faalmechanismen die tijdens de beschouwde analyses (statische en pseudo-statische analyses) optreden zijn oppervlakkige storingen, die gemakkelijk kunnen worden hersteld en die geen onmiddellijke invloed hebben op de functionaliteit van de afdekking boven de modules. FLAC levert het gedrag van de aarden afdekking voor grotere opeenvolgende gebeurtenissen. Voor de onderzochte gevallen neigen de bovenste lagen van de multi-lagen afdekking (lagen 1a en 1b) te schuiven langs de helling: hun horizontale verplaatsing onderaan de helling varieert van geval tot geval tussen 20 en 80 cm. Een relatieve verplaatsing van niet meer dan enkele centimeters wordt ook steeds waargenomen tussen de kleilagen rond de GCL (Geosysnthetic Clay Liner). In elk geval blijft de onderste kleilaag van de infiltratiebarrière stabiel boven de betonnen modules, evenals de ophoging aan de zijdes. 8.5.3.6 Manutentiewerktuigen
De aannemer/leverancier zal een overzichtstabel voorbereiden met een overzicht van de verschillende belastingscombinaties die bij de berekeningen in rekening werden genomen en legt dit ter goedkeuring voor aan NIRAS. Deze tabel zal volgende elementen bevatten: ■
het geïdentificeerde toestel (mechanisme …);
■
de geïdentificeerde belastingscombinatie;
■
de spanningscriteria waaraan moet worden voldaan;
■
de gebruiksvereisten.
De seismische studie veronderstelt dat de last zich in elke positie kan bevinden. Bijkomend dient de afwezigheid van een last eveneens bestudeerd te worden. De verschillende belastingscombinaties die gespecificeerd zijn door NUREG 0554 worden uitgevoerd conform de NBN normen. Bijvoorbeeld: de proefbelastingen vereist door NUREG 0554 zijn opgenomen in de belastingsgevallen zoals gespecificeerd in § 1.1.3 van NBN B51.001. 8.5.3.7 Afschermingsplaten
Enkel het eigengewicht (SW) tijdens het hijsen van de afschermingsplaat moet in rekening gebracht worden. Het eigengewicht van de plaat moet wel worden vermenigvuldigd met een dynamische factor om het transport van de afschermingsplaat met de rolbrug in rekening te brengen. De waarde van deze coëfficiënt (φdyn) wordt op 1,15 bepaald. 8.5.3.8 Diversen
Infiltratiebekkens en afvoer van regenwater Het ontwerp voor de infiltratiebekkens werd geverifieerd voor een 10-jarige en 100-jarige terugkeerperiode. In de praktijk werd het infiltratiebekken ontworpen op basis van landschapsarchitecturale aspecten. Het resulterende infiltratiebekken van de eerste tumulus heeft volgende kenmerken:
82
■
Een totale oppervlakte van 7450 m² (niveau 25.0 mTAW);
■
een maximale waterdiepte van ongeveer 1 m (0,97 m = 25,40 - 24,43 m TAW);
■
het niveau van het omringende maaiveld op 25,40 m TAW;
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
■
overloop op niveau 25,30 m TAW.
Gegeven het ontwerp van het infiltratiebekken, werden de waterstanden bepaald voor de gedefinieerde belastingsgevallen. De details staan samengevat in Tabel 12. Zoals blijkt, is een overloop niet strikt noodzakelijk om een terugkeerperiode van 100 jaar aan te kunnen. Deze wordt toch voorzien vanuit het voorzorgsprincipe voor nog grotere regenbuien. Tabel 12: Details van de stormsimulaties Terugkeerperiode (jaar)
Globale opwarming
Max. waterdiepte (m TAW)
Lozing via overloop
10
Nee
24.65
Nvt
10
Ja
24.67
Nvt
100
Ja
24.79
Nvt
Brandbeveiliging Het brandbluswaternet is ontworpen om een brand veroorzaakt door een vliegtuigcrash te bestrijden. Voor andere doeleinden zal een mobiele droogpoedertank, aansluitbaar op de Unimog, worden voorzien. Overeenkomstig artikel 17 van het KB van 30.11.2011, wordt het risico op brand zoveel mogelijk beperkt. De bergingsinstallaties zelf (modules, monolieten, afdekking en ophoging) zijn door hun aard niet brandbaar. Voor de uitrustingen en andere (tijdelijke) structuren wordt dit artikel eveneens gerespecteerd: Een bluswatercircuit is geïnstalleerd om de vereiste hoeveelheid water te leveren bij de gewenste druk. Het circuit is geïnstalleerd in een lus rond de set modules in elk van de opeenvolgende fasen van de bergingsinrichting. Het circuit ligt ondergronds (~1.5 m). Twee soorten pompen zijn geïnstalleerd: één om het circuit op druk te houden, de andere om de vereiste hoeveelheid water te leveren in geval van brand. Adequate detectiesystemen zijn geïnstalleerd. Het systeem moet een debiet leveren van 300 m³/u. De druk in de ondergrondse leiding moet 8 bar bedragen. De capaciteit van de watertank is minstens 350 m³ en deze tank moet op een tijdspanne van 8 uur gevuld kunnen worden. De water-toevoerleiding zal hierop voorzien worden. De hydranten worden geplaatst conform NBN S21-019-BH100.
8.6
Constructie van de berging
8.6.1
Funderingen
Het storten, uitspreiden en verdichten van de grindlaag wordt uitgevoerd in overeenstemming met het "Standaardbestek 250 V-3.3 Onderfundering type II”. De compressiemodulus (M1) moet minstens 35 MPa bedragen op elk niveau en elke locatie van de grindlaag.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
83
Het storten, uitspreiden en verdichten van de zand-cement ophoging wordt uitgevoerd in overeenstemming met het "Standaardbestek 250 IX-1 Zandcement”. De gemiddelde druksterkte van de Proctor stalen na 28 dagen (Wm,min) moet ten minste 3,0 MPa bedragen. De zand-cement ophoging is 2,0 m dik (na verdichten) en wordt gerealiseerd in lagen van ongeveer 25 cm dik. De overlap bij de plaatsing van Geotextiel bedraagt ten minste 50 cm in beide richtingen. De tussenliggende geogrid wordt geplaatst in overeenstemming met het "standaardbestek 250" voor "onderfunderingen type II". De overlap bij de plaatsing van Geogrid bedraagt ten minste 50 cm in beide richtingen. 8.6.2
Modules (met inbegrip van de betonnen sokkels)
8.6.2.1 Beschrijving
De sequentie van de constructie van een module werd zodanig gekozen dat krimp en krimpversterking minimaal worden gehouden. Voor dit doel werden voorafgaande berekeningen uitgevoerd om verschillende constructievolgordes met elkaar te vergelijken. Deze die de krimpversterking minimaal houdt is de te volgen uitvoering en werd in de "demonstratieproef" met succes toegepast. ■
Plaatsen van kleine betonnen platen onder de volledige toekomstige muuromtrek. Deze platen zullen dienen om de bekisting te verankeren (zie verder).
■
Plaatsen van lokale glij-elementen om de wrijvingscoëfficiënt te verminderen.
■
De wapening wordt geplaatst samen met de koppelingen voor de platen (funderings- en ondersteunende) en de sokkels om een ononderbroken wapening te bekomen. Er zal afdoende controle van de dekking zijn.
■
Opstelling van de bekisting voor het storten van de vier wanden in één continue storting. De bekisting is opgetrokken over de volledige binnen- en buitenzijde van de muuromtrek en –hoogte. De bekisting moet op zichzelf staan door bevestiging op de betonnen vloerplaat en verankering aan de bovenzijde (zonder gebruik te maken van doorgaande trekkers).
■
Beton wordt aangeleverd door een daartoe bestemde betoncentrale ingeplant op de site. Door een centrale op de site in te planten wordt de tijd tussen aanmaak en verwerking van het beton tot een minimum beperkt. Bovendien is men minder afhankelijk van externe factoren zoals files e.d. De wanden worden continu gestort (ongeveer 800 m³ voor een module) en getrild van onder naar boven.
■
Zo spoedig mogelijk na het gieten wordt de binnenbekisting losgemaakt maar op zijn plaats gehouden om de uithardingsvoorwaarden niet in gevaar te brengen en om ongehinderd vrije krimp en schuiven aan de onderzijde mogelijk te maken. De uitharding gebeurt bij aanwezigheid van de bekisting en plastic zeilen en/of een waterlaag bovenaan.
84
■
Verwijdering van de bekisting.
■
Storten van mager beton in de binnenruimte van de wanden.
■
Na het plaatsen van de wapening wordt de funderingsplaat gestort. De voegen tussen de plaat en de wanden zijn voorzien van een waterstop.
■
In een volgende stap worden de kolommen gestort. Hiervoor wordt individuele bekisting gebruikt.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
■
Vervolgens worden geprefabriceerde platen geplaatst bovenop de kolommen die als bekisting fungeren voor de ondersteunende plaat. Bij het storten van de ondersteunende platen is er, zoals bij de funderingsplaat, een waterstop voorzien.
■
De inspectiegalerij kan in parallel gestort worden met de platen.
■
Ten slotte worden de sokkels gerealiseerd.
De aannemer zal doorgaan met de bouw van de eerste 20 modules. Nochtans kan het operationeel vullen van de modules 1 tot 4 starten wanneer aan de volgende voorwaarden is voldaan: ■
Voldoende afstand van elke niet-nucleaire onderaannemer/personeel/publiek zodat de dosisdebietbeperkingen worden gerespecteerd.
■
Volledig elektrisch netwerk met UPS, onafhankelijk van de stroomvoorziening van de werfzone.
■
Een voltooide spoorlijn naar de IPM.
■
Een operationeel infiltratiebekken.
■
Een operationeel drainagesysteem.
■
Een operationele werkplaats, administratief gebouw, toegangscontrole, controlekamer en besturingssysteem, WCB.
■
Volledig functionele bewakings- en monitoringstoestellen verbonden met het administratief gebouw.
■
Alle operationele modules zijn uitgerust met een stalen dakstructuur en beplating.
■
Toegangswegen ontworpen voor tussenkomst van brandbestrijding en voor noodsituaties van welke aard ook.
■
Dubbel hekwerk; de tijdelijke uitzondering is het voorziene hekwerk tussen de reeds operationele en niet-operationele modules.
8.6.3
Inspectiegalerij en drainagesysteem
Zoals beschreven in de vorige paragraaf wordt de inspectiegalerij ter plaatse op de site gestort, tezelfdertijd met de ondersteunende platen en de funderingsplaten van de aangrenzende modules. Tijdens de constructie van de ondersteunende platen en de installatie van het drainagesysteem zelf moeten de leidingen die nodig zijn tijdens de sluitingsfase worden geïnstalleerd, namelijk de ontluchtings- en vulbuizen. Het overgrote gedeelte van het drainagesysteem is toegankelijk tijdens de operationele fase. Dit gedeelte kan bijgevolg ingeschakeld worden in de inspectie- en onderhoudsprocedures en eventuele herstellingen zijn eenvoudig uitvoerbaar. Indien herstellingen nodig zijn aan het kleine gedeelte dat zich achter de afsluitplaat bevindt, zullen specifieke procedures voorgesteld worden. Deze kunnen – indien nodig - het tijdelijk verwijderen van de afsluitplaat met zich meebrengen. 8.6.4
Stalen dakstructuur
8.6.4.1 Beschrijving
De volledige staalconstructie voor één module (kolommen, vakwerk, verbanden, rolbaan, gordingen, torens, loopbruggen,…) zal zo snel als mogelijk worden geplaatst nadat de betonwerken voor deze module voltooid zijn en de sokkels minstens 28 dagen oud zijn.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
85
8.6.5
Multi-lagen afdekking
8.6.5.1 Beschrijving
Aan het einde van fase Ia moeten de volgende stappen volgen: 1.
Het plaatsen van een bitumineuze folie bovenaan alle structurele platen. Deze laag voorkomt het binnendringen van water tot de multi-laag afdekking gerealiseerd is. Het is eveneens de basis voor de ondoorlatende topplaat.
2. 3.
Geleidelijk verwijderen van de bekleding en de staalconstructie van west naar oost. De grind- en zandtalud wordt nu uitgebreid als basis voor de multi-laag afdekking. Het zand wordt laag voor laag geplaatst om de betonnen modules te beschermen tegen weerschommelingen tot aan het niveau van de zijbalken van de ondoorlatende topplaat. Zijgangen en het middelste gedeelte bovenaan de galerij worden gelijktijdig met zand gevuld.
4.
De ondoorlatende topplaat wordt nu samen met de zwevende platen gestort met zand als funderingslaag.
5.
De aarden afdekking kan nu aangebracht worden. Het plaatsen van de verschillende lagen wordt uitgevoerd volgens gekende praktijken. Dit zal getest worden op een grote schaal (~40 x 60 m) en een lange termijn (~30 jaren) met een proefopstelling (“proefafdekking”); specificaties zullen opgesteld worden op basis van de opgedane ervaring.
8.6.6
Manutentiewerktuigen
8.6.6.1 Beschrijving
In tegenstelling tot de specificatie voor modules en grondwerken zullen de manutentiewerktuigen (kranen, grijpers, wagentjes, pompen,…) worden aanbesteed op basis van performantievoorschriften. Het onderzoek en de testen worden stelselmatig uitgevoerd tijdens levering, productie in de werkplaats en assemblage op de site. De beschrijving van het onderzoek, de testen bij inbedrijfname, de periodieke keuringen, de eindoplevering en operationele inspecties zullen door de aannemer gedocumenteerd worden in overeenstemming met de vereisten van de toepasselijke codes en normen en gedocumenteerd worden in testrapporten. De testen worden uitgevoerd voorafgaand aan de productie (lassen, leveren,…), tijdens de productie (controle van de dimensies, proeven op monsters, …), tijdens de eindfase van de constructie (verbindingen, aarding, kalibratie, toegang, geometrie,…), blanco test zonder lading in de fabriek, nominale belastingstesten in de fabriek (SFP testcriteria,…) en controles op de site. De interfaces tussen elke uitrusting van de verschillende leveranciers worden behandeld tijdens de inbedrijfstellingsfase. 8.6.7
Monolieten en afschermingsplaten
Monolieten: zie [HS-07]. De afschermingsplaten zullen gebouwd worden door de algemene aannemer, gelijktijdig met de constructie van de modules. De richtlijnen zijn gelijk aan deze voor het beton van de modules. De afschermingsplaten worden
86
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
binnenin de modules geplaatst tijdens de constructiefase. Het positioneringssysteem dat uitsteekt aan de onderzijde van de afschermingsplaten zal op de ondersteunende plaat rusten.
8.7
Conformiteitscriteria
De conformiteitscriteria afgeleid van de ontwerpvereisten worden opgelijst in bijlage 2 van hoofdstuk 8 van het veiligheidsdossier [HS-08]. Alleen die criteria met betrekking tot veiligheid en duurzaamheid worden er besproken. Andere, zoals goede technische praktijken en gemeenschappelijke geotechnische vereisten, zullen in de technische specificaties van het aanbestedingsdossier worden opgelegd.
8.8
Kwaliteitsborging en kwaliteitscontrole
Het grootste deel van het ontwerp werd uitgevoerd door de aannemer van NIRAS: Tractebel Engineering (TE). TE implementeerde een kwaliteitsmanagement systeem (QMS) dat conform de vereisten van de ISO 9001:2000 normen is. De verschillende modellen, datasets (invoerparameters) en computercodes gebruiken tijdens het ontwerp worden geverifieerd en gevalideerd. De organisatiestructuur tijdens de constructie wordt hier eveneens besproken, net zoals een aantal belangrijke principes:
De aannemers moeten materiaalcertificaten en uitvoeringsprocedures voorleggen om overeenkomst met de aanbieding aan te tonen.
Het toepassen van holdpoints tijdens de constructiewerken.
NIRAS engageert zich om een volledig QA/QC programma op te stellen dat zal worden opgenomen in de aanbestedingsdocumenten. Tijdens de constructie en de installatie van de SSCs zal de kwaliteit van de as-built SSCs en het voldoen aan de opgelegde specificaties worden geverifieerd en gewaarborgd aan de hand van dit QA/QC programma. De controles, die in dit programma opgenomen zijn, zullen geschieden gebaseerd op de geldende “toepassingregelementen”. Deze documenten omschrijven twee verschillende controles: een industriële zelfcontrole (IZC) en een externe controle. De industriële zelfcontrole bestaat uit een reeks beproevingen uitgevoerd door de fabrikant zelve die betrekking hebben op het volledige productieproces. De toepasssingsreglementen beschrijven ook eenduidig hoe deze IZC georganiseerd moet zijn en welke proeven hoe vaak en conform welke methode dienen uitgevoerd te worden. NIRAS zal het deel van het toepassingsregelement, hetwelk de IZC beschrijft, bovendien uitbreiden met bijkomende beproevingen om vertrouwen in de langetermijnsperformantie van het eindproduct te onderbouwen. De correcte implementatie van deze IZC wordt op zijn beurt gecontroleerd door een externe gecertificeerde firma voor dergelijke controles. Aspecten van structurele monitoring na constructie worden behandeld in §16.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
87
9
Hoofdstuk 9: Uitbating [HS-9]
9.1
Inleiding en doelstellingen
Dit hoofdstuk beschrijft de verschillende processen en stappen die verbonden zijn aan de uitbatingsactiviteiten van de berging. De meeste processen zijn generiek beschreven. Na constructie en op het ogenblik dat er een asbuilt dossier wordt opgemaakt en voorgelegd aan de veiligheidsautoriteiten voor de bevestiging van de exploitatievergunning, zal dit hoofdstuk volledig en in detail zijn uitgewerkt. In dit hoofdstuk worden de verschillende te nemen stappen beschreven om het afval uit de opslaggebouwen te halen, te verwerken tot monolieten en finaal in de berging te plaatsen. Naast de normale bedrijfsmatige uitbating worden ook de commissioning en precommissioning testen die vooraf gaan aan de uitbating beschreven alsook de organisatie van bouwactiviteiten tijdens de exploitatieactiviteiten en het onderhoud aan installaties en uitrustingen.
9.2
Uitbatingsfilosofie
Aansluitend aan de bouwfase en startend met de inbedrijfsstelling begint de rol van de uitbater van de bergingsinstallaties. Deze rol eindigt met de sluiting van de berging nl de opvulling van de inspectieruimtes en –galerijen en het opstarten van de controlefase. De uitbating van de berging heeft zeer belangrijke veiligheidsgerelateerde aspecten, zowel op korte termijn als op lange termijn. De uitbating wordt dusdanig georganiseerd dat de veiligheid voor mens (zowel werknemers als bezoekers en omwonenden) en milieu zowel op korte als lange termijn wordt gegarandeerd en geoptimaliseerd, dat de vergunningsvoorwaarden die opgelegd zijn door de veiligheidsautoriteiten, altijd gerespecteerd worden en dat de vigerende wetgeving steeds wordt nageleefd. De te bergen bronterm wordt samengesteld tijdens de uitbating op basis van gekarakteriseerde en geaccepteerde colli en wordt voornamelijk gestuurd door de operationele criteria Y’1 tem Y’4, het X-criterium, de restrictie betreffende de bovenste laag van de modules alsook conventionele fysicochemische karakteristieken en compatibiliteit. NIRAS heeft de strategische keuze gemaakt om het te bergen volume de prioriteit te geven op de te bergen activiteit. Er zal dus steeds voorrang gegeven worden aan grote volumes afval met een lagere activiteit boven kleine volumes met een hoge activiteit. De veiligheidsautoriteiten en lokale stakeholders zullen ruimschoots op voorhand geïnformeerd worden van de intentionele te bergen bronterm. De berging zal in fases van 4 jaar uitgebaat worden, d.w.z. gedurende 4 jaar worden er steeds 4 modules volledig gevuld waarna ze na akkoord van de veiligheidsautoriteiten afgedicht worden met een dakplaat. Hierna gaat een nieuwe fase van opvullen van 4 modules gedurende 4 jaar van start. De opvulling met monolieten van de berging zal indicatief een 50-tal jaren bedragen. Nadien wordt de finale afdekking geplaatst die gemonitord wordt op een goede werking gedurende enkele tientallen jaren. Het is pas als deze goede werking is aangetoont en met akkoord van alle stakeholders dat we een vergunning zullen aanvragen voor de sluiting van de berging.
88
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Voor de installaties in bedrijf worden genomen zal er een gedetailleerd uitbatingshandboek opgesteld worden dat alle procedures voor normale of abnormale uitbating omvat en die ook de QA/QC aspecten van de uitbating zal beschrijven. Hieronder is een plattegrond van de site gevoegd waarop de belangrijkste plaatsen van activiteit zijn aangeduid.
9.3
Uitbatingsactiviteiten en procesbeschrijving
9.3.1
Precommissioning- en commissioning testen
De inbedrijfstellingsfase omvat onder meer de verificatie, door conformiteitscontroles en opstarttests, van de geschiktheidsvoorwaarden van de SSCs van de bergingsinstallatie op het einde van de bouwfase om zo de veiligheid en betrouwbaarheid van de installatie in de exploitatiefase en in de post-exploitatiefase te waarborgen. Deze verificatie verloopt doorgaans in twee fasen:
De pre-commissioning, ook ‘koude’ inbedrijfstelling, ‘koude’ proeven of niet-nucleaire inbedrijfstelling genoemd, wordt uitgevoerd zonder de aanwezigheid van radioactieve materialen: deze fase vangt al aan bij de niet-nucleaire bouwfase, in de fabriek of op het terrein, met de uitvoering en documentering van een reeks kwaliteitscontroles tijdens die fase, of met de uitvoering van een of ander programma voor operationele ‘koude’ systeemproeven.
De eigenlijke commissioning, ook ‘warme’ inbedrijfstelling, ‘warme’ proeven of nucleaire inbedrijfstelling genoemd, wordt indien nodig uitgevoerd met de aanwezigheid van radioactieve materialen.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
89
9.3.2
Verificatie en aanvaarding van monolieten
De monolieten worden vervaardigd in Installatie voor Productie van Monolieten (IPM). Deze installatie wordt uitgebaat door Belgoprocess maar valt binnen de activiteiten en controles van NIRAS als beheerder van radioactief afval en als exploitant van de berging. Dat betekent dat deze installatie zal erkend worden door NIRAS en dat de geproduceerde monolieten geaccepteerd zullen worden door NIRAS. Alleen afvalcolli (geconditioneerd in het standaardgeval of niet geconditioneerd in geval van ontmantelingsafval) die voldoen aan de volgende voorwaarden:
Maken deel uit van een familie met een goedgekeurd conformiteitsdossier [HS-6] Volledig geaccepteerd door NIRAS Voldoen aan de vergunningscriteria van de IPM Voldoen aan “handboek samenstelling bronterm” dit wil zeggen dat het voldoet aan alle van de vergunningsvoorwaarden afgeleide conformiteitscriteria, past in de opvulstrategie en is combineerbaar met 3 andere colli tot een monoliet.
kunnen afgevoerd worden naar de IPM voor conditionering tot monolieten. Conform het erkenningsdossier zal Belgoprocess het afval verwerken tot monolieten gebruik makend van door NIRAS geaccepteerde caissons die gefabriceerd zijn in de caissonfabriek. NIRAS zal de monolieten zowel tijdens als na de fabricatie controleren op conformiteit met de acceptatie- en conformiteitscriteria. In het kader van de erkenning gebeuren er eveneens verschillende controles van het kwaliteitssysteem in de IPM en op de goede werking van de apparatuur en installaties. Voor de monoliet naar de berging vervoerd wordt zal het volledige acceptatiedossier van de monoliet zowel technisch als administratief in orde moeten zijn en goedgekeurd moeten zijn door alle intervenanten (hoofd fysische controle, acceptatie NIRAS, sitemanager berging). Het zal ook ter informatie overgemaakt worden aan de veiligheidsautoriteiten. 9.3.3
Transfer van monolieten van IPM tot in de modules
Om ongevallen en incidenten in de mate van het mogelijke te voorkomen is er gekozen voor een transfer van monolieten via spoorweg en door middel van batterijgestuurde transfertreinen. Om de stralingsblootstellingen te optimaliseren (ALARA) is ervoor gekozen om afschermingsplaten te voorzien die bovenop alle monolieten geplaatst worden binnenin de modules die in opvulling zijn. Voor de monolieten kunnen vertrekken uit de IPM zullen er vanuit de controlekamer controles gebeuren op het goed functioneren van het voor de veiligheid belangrijke materieel en apparatuur zoals bv de rolbruggen, de omgevingsdosimetrie, geen personeel in de modules, eindeloopschakelaars voor rolbruggen, gekende x,y positie monoliet, aanwezigheid van afschermplaat .... Na de plaatsing in de module zal direct een check gemaakt wordt dat de monoliet wel degelijk op de juiste plaats werd ingebracht en een ondubbelzinnige registratie per bv foto of video zal gemaakt worden vooraleer de afschermingsplaat (shielding slab) op de monoliet geplaatst wordt.
90
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Het laden/lossen en het overbrengen van de monolieten van de IPM naar de bergingsinstallatie gebeuren volledig vanop afstand (behalve bij een ongeval of problemen) om te voldoen aan het ALARA-principe. Die handelingen vereisen met andere woorden geen enkele menselijk interventie in de gecontroleerde zone. De meeste handelingen worden geautomatiseerd, waarbij echter verschillende stoppunten worden ingesteld die de operator moet goedkeuren vooraleer het proces wordt voortgezet (opening van de transportcontainer in de loszone enz.). De handelingen in de transfercyclus is de volgende:
Laden van de trolley. De trolley waarop de transportcontainer is bevestigd, wordt in de IPM geladen met behulp van een kraan die wordt bediend door de operator van de IPM, uitgerust met een grijper vergelijkbaar met die op de rolbruggen in de module. Elke trolley kan één transportcontainer dragen en elke transportcontainer kan één monoliet bevatten. Na het laden wordt de transportcontainer vanop afstand gesloten met twee afdekplaten.
Overbrengen naar de loszone. Nadat alle voorgaande handelingen zijn uitgevoerd, vertrekt de trolley naar buiten via het transferpunt, met overdracht van eigendom. De IPM wordt immers uitgebaat door Belgoprocess, terwijl de bergingsinstallatie wordt uitgebaat door NIRAS, dus twee verschillende rechtsentiteiten. De eigenlijke transfer houdt in dat de monoliet door NIRAS site Dessel wordt aanvaard
Plaatsen van de monoliet. De modules worden momenteel tegelijk per 2 gevuld. Dus zodra de trolley zich in de loszone bevindt, is het nog steeds mogelijk om de monoliet ofwel in de linkermodule ofwel in de rechtermodule te plaatsen, naargelang van de vereisten van de opvulstrategie.
Verplaatsen van de afschermplaat. Terwijl de trolley van de IPM naar de loszone rijdt (zoals hoger be-
Plaatsen van de monoliet in twee stappen. Wanneer de monoliet op zijn eindpositie in de loszone is aan-
schreven) moet de kraanbestuurder de afschermplaat verwijderen die boven op de monoliet werd geplaatst waarop de nieuwe monoliet moet komen. gekomen en de trolley en transportcontainer werden geopend, wordt de grijper naar omlaag gebracht om de monoliet vast te grijpen. De plaatsing van de monoliet gebeurt vervolgens in twee stappen: automatische plaatsing van de monoliet naast zijn eindpositie, waarna de monoliet door de kraanbestuurder nauwkeurig op zijn plaats wordt gezet.
Terugplaatsen van de afschermplaat. Nadat de monoliet op zijn plaats werd gebracht, kan de afschermplaat boven op de nieuwe monoliet worden gelegd. Terugkeren naar de IPM. Het terugkeren van de trolley en lege transportcontainer verloopt vrijwel identiek met de procedure beschreven in punt 9.3.3.4., zij het in omgekeerde volgorde.
9.3.4
Opvulstrategie
De modules van de oppervlaktebergingsinstallatie worden tegelijkertijd 2 x 2 met monolieten uit de IPM gevuld. Gedurende een kleine 4 jaar (tijd nodig om 2 x 2 modules te vullen) kunnen de twee SFP-rolbruggen (één per rij) over beide modules bewegen. De modules die zich het dichtste bij de IPM bevinden, worden als eerste gevuld. De laagsgewijze opslag (in plaats van stapelen) is aangewezen om differentiële zettingen binnen één module te beperken en is ook een veiligheidsmaatregel om het vallen van één of meer monolieten vanaf een grote hoogte te vermijden. Er zijn twee verschillende types operationele limieten (X en Y) De eerste betreft de totale activiteit in de berging of in de modules. In Hoofdstuk 14 §14.14 is er één globale operationele parameter Y’1 bepaald over alle modules en alle nucliden heen die kleiner of gelijk aan één moet
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
91
zijn en 3 operationele parameters Y’2, Y’3 en Y’4 die betrekking hebben op de ganse berging maar waarin niet alle nucliden worden meegenomen in de berekeningen. Y’2, Y’3 en Y’4 moeten kleiner zijn dan 0,3333. Per bergingsinstallatie is er een heterogeniteitscoefficient N bepaald in Hoofdstuk 14 §14.14 die de maximale activiteitslimiet per module vastgelegd. In elke module mag er dan N/34 ste deel van Y’1 tot Y’4 aanwezig zijn. Voor de eerste fase van 20 modules is er een voorzichtige N-waarde van 2 vastgelegd alhoewel de berekeningen uitwijzen dat er hogere N-waarden theoretisch toegelaten zijn. Voor de tweede fase van 14 modules is de Nwaarde begrensd op 1,5. Uiteraard moeten modules met een N waarde die groter is dan 1 ‘gecompenseerd’ worden door modules met een N-waarde van kleiner dan 1. De totale Y’ mag immers zijn maximale waarde (1 of 0,333 afhankelijk van Y’) niet overschrijden. Voorzichtigheidshalve is er een holdpoint voor monolieten vastgelegd met een Y die groter of gelijk is aan 10 (voor berekening Y zie Hoofdstuk 15 § 15.6 [HS-15]). Dit holdpoint is geen gevolg van de veiligheidsevaluaties maar heeft tot doel de activiteit van langlevende radionucliden in de berging te beperken. Deze monolieten kunnen niet naar de berging afgevoerd worden voordat het holdpoint gelicht is door de algemene directie van NIRAS en de veiligheidsautoriteiten. Een tweede operationele parameter legt de concentratielimiet vast per afvalcollo. Voor de 32 kritische nucliden zijn maximale activiteitsconcentraties bepaald en op dezelfde manier als met de Y-criteria is er een X-criterium bepaald dat kleiner moet zijn dan 1 voor elk afvalcollo. Bij de bepaling van dit criterium wordt rekening gehouden met de onzekerheden die bestaan bij de radiologische karakterisering van het afval. Het bepalen van de exacte combinatie van afvalcolli tot monolieten en de plaats van de monolieten in de berging verloopt in verschillende fases en start lang voor de eigenlijke productie van monolieten en berging.
In een eerste fase worden de geraamde globale operationele parameters bepaald van de volgende fase van 4
In een tweede fase wordt er een voorstel gemaakt van de combinatie van geaccepteerde afvalcolli tot mono-
modules op basis van gekarakteriseerde afvalcolli. lieten en een gedetailleerde opvulsequentie voor de volgende 4 modules. De gedetailleerde maar nog steeds virtuele operationele parameters zijn alsdan gekend voor die 4 modules.
In een derde fase worden de afvalcolli afgevoerd naar de IPM, worden er monolieten geproduceerd en na technische en administratieve controles op conformiteit met de acceptatie- en conformiteitscriteria en de vergunningsvoorwaarden kunnen deze monolieten vanuit de outputbuffer van de IPM afgevoerd worden naar de berging. Tijdens deze fase worden de operationele parameters online continu opgevolgd. Afwijkingen met de geprojecteerde parameters dienen gedocumenteerd en geargumenteerd te worden.
9.3.5
Behandeling van secundaire afvalstromen
De exploitatie van de berging zal in normale omstandigheden geen enkele radiologische of conventionele lozing hebben, niet gasvormig en ook niet vloeibaar. Enkel een te verwaarlozen hoeveelheid filterdoekjes van de monitoringtoestellen zal gegenereerd worden die verwerkt zullen worden in de installaties van Belgoprocess. Incidenteel is het mogelijk dat er grotere besmette afvalstromen ontstaan die behandeld moeten worden. Standaard zijn de behandeling van besmette afvalwaters voorzien maar ook besmette kledij en afval van decontaminatie kunnen ontstaan. In deze laatste gevallen zal er in de afhandeling van het incident een deel gewijd worden aan de behandeling van deze afvalstromen.
92
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Besmette afvalwaters kunnen ontstaan door ontsmettingsdouches of door percolerend water door reeds opgevulde modules. Voor dit laatste geval zijn er (overeenkomstig de principe van beveiliging in de diepte) drainagesystemen geïnstalleerd om dit water op te vangen en te verwerken als afval in de installaties van Belgoprocess. Water dat opgevangen wordt uit nog niet gevulde modules is per definitie niet besmet en kan gewoon als regenwater behandeld worden. Water uit de ontsmettingsdouches wordt via leidingen afgevoerd naar het watercollectiegebouw en wordt op dezelfde manier verwerkt als percolerend water. 9.3.6
Afdichting van de modules
Na de opvulling van 4 modules worden ze afgedicht met een betonnen dakplaat. Vooraleer deze werken kunnen aangevat worden zullen de veiligheidsautoriteiten een proces-verbaal die de opvulling afsluit, opstellen. De afdichting van elke module kan slechts gebeuren na goedkeuring door het FANC en op basis van een gunstig proces-verbaal van opvulling. De structurele afdichting van een module vereist het volgende:
installatie van tijdelijke veiligheidsbarrières;
plaatsen van een PVC-folie om te vermijden dat beton wegloopt door de kleine openingen tussen de af-
storten van een dunne laag mager beton om de integriteit van de kunststof folie te beschermen;
vullen van de ruimten tussen de monolieten en de modulewanden met grind om de functionele ruimte op te vullen en te voorkomen dat monolieten tijdens een aardbeving tegen elkaar botsen; schermplaten; plaatsen van wapeningen; storten van de structurele dekplaat waarbij de modulewanden zelf dienst doen als zijbekisting.
Na de opvulling van 4 modules worden ze afgedicht met een betonnen dakplaat. Vooraleer deze werken kunnen aangevat worden zullen de veiligheidsautoriteiten een proces-verbaal die de opvulling afsluit, opstellen. De afdichting van elke module kan slechts gebeuren na goedkeuring door het FANC en op basis van een gunstig proces-verbaal van opvulling.
9.3.7
Plaatsing van de eindafdekking
Wanneer alle modules in een reeks gevuld en afgesloten zijn, kan de meerlagige eindafdekking worden aangebracht. De inspectiegalerij, het wateropvangsysteem en de bijbehorende monitoringsystemen blijven bereikbaar en bruikbaar. Eerst wordt er een bitumen folie bovenop de afdekplaat van de modules gelegd, het stalen dak wordt dan ontmanteld en de afdekking wordt dan aangelegd. Deze bestaat uit een ondoordringbare dekplaat en een aarden afdekking die beschreven is in Hoofdstuk 8. 9.3.8
Interface tussen bouwactiviteiten en exploitatieactiviteiten
De geplande bouwactiviteiten tijdens de exploitatie van de berging zijn de volgende:
afsluiten van modules;
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
93
constructie van bijkomend modules; bouw van de finale afdekking sluiting van de berging.
Het afsluiten van modules hoort bij de exploitatieactiviteiten en gebeurt onder de rechtstreekse verantwoordelijkheid van het personeel en management van de berging. Tijdens het afsluiten van de modules en voorbereiden van de volgende fase van 4 op te vullen modules wordt het aanvoeren van monolieten opgeschort tot de installaties vrijgegeven worden voor uitbating door de hiërarchische lijn en het hoofd fysische controle. Voor de activiteiten starten zullen er generieke en specifieke procedures opgesteld worden die goedgekeurd zullen worden door het Hoofd fysische controle en de veiligheidsautoriteiten. Alle andere activiteiten worden uitgevoerd onder de verantwoordelijkheid van de afdeling projecten van NIRAS. De exploitatieactiviteiten gebeuren in parallel tenzij er in overleg met de dienst fysische controle, beveiliging en exploitatie beslist wordt om tijdelijk de uitbating op te schorten. De perimeters die de bewaakte en gecontroleerde zones bepalen steeds integraal afgezonderd worden van de zones die gebruikt worden tijdens de constructiewerkzaamheden. Voor de perimeters verbonden worden dienen alle pre-commissioningtests gebeurd te zijn en dienen de dienst fysische controle en de veiligheidsautoriteiten hun goedkeuring te geven. Voor elk van de vermelde constructieactiviteiten zal er een gedetailleerd organisatiedossier en kwaliteitsplan opgemaakt worden door de afdeling projecten van NIRAS. Hieraan dienen naast de hiërarchische lijn van de site Dessel ook de dienst fysische controle en de veiligheidsautoriteiten hun goedkeuring te hechten. 9.3.9
Onderhoud van installaties en uitrustingen
Onderhoud aan de installaties wordt uitgevoerd door eigen personeel of door derden. In de installatie is het voorzien dat het onderhoud van de uitrustingen steeds kan gebeuren op een veilige plaats. De leveranciers van de uitrustingen dienen een gedetailleerd onderhoudshandboek en –schema op te maken waarin alle inlichtingen zijn gegroepeerd die nodig zijn voor het courante en uitzonderlijke onderhoud en vervanging van de uitrustingen en/of hun onderdelen. De hiërarchische lijn van de bergingssite is er verantwoordelijk voor dat dit toegepast wordt. Dit onder toezicht en controle van de dienst voor fysische controle, preventieadviseur, veiligheidsautoriteiten en controleorganismen. Niet voorziene speciale bouwactiviteiten zoals vervangingswerkzaamheden of grote onderhoudswerken tijdens de exploitatiefase worden beschouwd als een speciaal proces waar een specifiek plan zal worden voor gemaakt dat door de hiërarchische lijn van de bergingssite, de dienst fysische controle en de veiligheidsautoriteiten goedgekeurd moet worden. 9.3.10 Opvolgingsactiviteiten en verouderingsbeheer
Alle uitrustingen inclusief de controle en bediening hebben gedetailleerde onderhouds- en vervangingsschema’s waardoor de veroudering opgevolgd zal worden door preventief en curatief onderhoud. De uitrustingen zullen ook periodiek getest worden op goed functioneren.
94
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
De veroudering van de SSCs zal opgevolgd worden door de constructie van getuige structuren (monolieten, betonnen muren,...) die periodiek destructief en niet destructief opgevolgd worden. Indien de resultaten niet overeenkomen met de hypothesen van dit veiligheidsdossier wordt dit beschouwd als een niet-conformiteit en wordt een specifieke aanpak voorgesteld aan de veiligheidsautoriteiten. Desgevallend kan het dan aanleiding geven tot een herziening van dit veiligheidsdossier.
9.4
Maatregelen bij abnormale uitbatingsomstandigheden
Een panel van experts heeft een HAZard IDentification-analyse uitgevoerd. Bedoeling van die analyse was om potentiële risico’s als gevolg van defecten en incidenten op te sporen. Het resultaat van die analyse is een lijst van mogelijk te verwachten storingen (abnormale omstandigheden, incidenten, ongevallen). Voor al die storingen worden gepaste maatregelen ondernomen. De algemene filosofie die de organisatie hanteert wanneer zich een abnormale situatie voordoet, steunt op het STAR-model:
STOP (stop alle werkzaamheden en zorgt ervoor dat de installatie in een ‘veilige’ toestand verkeert) THINK (analyseer en beoordeel de situatie om de oorzaak van het probleem op te sporen) ACT (voer de nodige correcties uit) REVIEW (beoordeel de geïmplementeerde oplossing en ga na of die voldoet; documenteer het volledige proces).
Voor elk van de geïdentificeerde storingen wordt een ‘storingsfiche’ opgesteld, waarin de situatie wordt beschreven en de onmiddellijk te nemen maatregelen worden bepaald (ervoor zorgen dat de installatie in een veilige toestand verkeert), evenals de stappen die moeten worden ondernomen om de storing op duurzame wijze te herstellen (de oorzaken elimineren) en de nodige evaluaties.
9.5
Uitbatingsprocedures
Voor de installaties in bedrijf worden genomen zal er een gedetailleerd uitbatingshandboek opgesteld worden dat alle procedures voor normale of abnormale uitbating omvat en die ook de QA/QC aspecten van de uitbating zal beschrijven. De procedures in het uitbatingshandboek zullen altijd een zeker vast stramien qua inhoudsopgave volgen, zodat steeds de nodige aandacht besteed wordt aan
9.6
voorbereiding (planning, nodige middelen); kwalificatie van het personeel; hold/witness controle punten; bijdrage tot optimalisatie van bescherming; bijdrage tot beveiliging in de diepte;
Noodplan
NIRAS werkte een intern noodplan uit (in overeenstemming met KB 17 oktober 2003) voor het beheer van stralingsrisico’s en conventionele risico’s en om de autoriteiten en andere stakeholders op de hoogte te brengen van de aard en omvang van eventuele abnormale omstandigheden.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
95
NIRAS als uitbater, en vooral de uitbatingsinstelling NIRAS-site Dessel, is verantwoordelijk voor de uitvoering van het plan.
9.7
Naspeurbaarheid en behoud van geheugen
Het bewaren van alle relevante data en gegevens is van groot belang om de komende generaties (zowel wat betreft de veiligheidsautoriteiten als de uitbater als de lokale en bovenlokale stakeholders) een optimale kennis te verschaffen over het ontwerp, de veiligheidsstudies en het geborgen afval. Deze kennis is essentieel om toekomstige beslissingen zoals sluiten van de berging, aanpassen of verbeteren van SSCs, eventuele herstellingen of dergelijke, te ondersteunen. De data die zeker bewaard zal worden is de volgende:
alle versies van het veiligheidsdossier (veiligheidsrapport en bijlagen), hier zijn ook de as-build dossiers inbegrepen; alle beschikbare gegevens over het geborgen afval, dit omvat de radiologische en andere karakteristieken, het opvolgdossier, eventuele afwijkingen, de exacte plaats in de berging, de producent en familie van afval, ...;
exploitatierapporten over de exploitatiefeedback van de installatie, in het bijzonder over de incidenten en ongevallen tijdens de bergingsuitbating;
de verschillende versies van de masterplannen en de opvolgdossiers betreffende de deelprojecten die de
gegevens en registraties van het toezichtsprogramma.
maatschappelijke bijhorende voorwaarden invullen;
Een kennisbeheersysteem zal er zorg voor dragen dat er steeds gebruik gemaakt wordt van de laatste versies van plannen, documenten en dossiers maar dat vorige versies steeds bewaard blijven.
9.8
Beheerssysteem en totaal kwaliteitssysteem
TQM (Total Quality Management), dat door NIRAS ook in het kader van ISO9011:2008-certificering wordt geïmplementeerd, is een systeem waarbij de activiteiten met betrekking tot kwaliteitsmanagement worden verankerd in de verschillende processen van het managementsysteem. Dit blijft ook van toepassing wanneer een IMS wordt ontwikkeld, vermits het TQM doorgaans in het IMS wordt geïntegreerd. Dit aspect wordt in detail beschreven in Hoofdstuk 3.
9.9
Bepaling van uitbatingslimieten
De radiologische exploitatielimieten zijn afgeleid van de veiligheidsevaluaties uit Hoofdstuk 14 en vertaalt naar een opvulstrategie. De vergunningsvoorwaarden zullen de definitieve radiologische exploitatielimieten vastleggen en deze zullen steeds gerespecteerd worden. Door de systematiek omschreven in Hoofdstuk 9 zijn alle stakeholders inclusief de veiligheidsautoriteiten volledig geïnformeerd over de geprojecteerde operationele parameters voor de ganse berging en de huidige en volgende fase van 4 modules alsook uiteraard over de actuele operationele parameters van het effectief geborgen afval.
96
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
9.10
Rapportering
Elk incident of afwijking van de normale bedrijfsvoering zonder onderscheid of er eventueel radiologische gevolgen zou kunnen hebben zal gemeld worden aan de veiligheidsautoriteiten en lokale stakeholders. Alle arbeidsongevallen ongeacht de ernst of eventuele mogelijkheid op radiologische gevolgen zullen gerapporteerd worden aan de veiligheidsautoriteiten. Voor nucleaire incidenten zal de geldende regelgeving gevolgd worden. Periodiek (minimaal jaarlijks) zullen de veiligheidsautoriteiten en lokale stakeholders geĂŻnformeerd worden van de actuele en geprojecteerde operationele parameters en concrete opvulplannen zowel voor de modules in exploitatie, als voor de volgende fase van modules als voor de ganse berging.
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
97
10
Hoofdstuk 10: Sluiting van de berging [HS-10]
10.1
Inleiding en doelstellingen
De fase van sluiting van de bergingsinstallaties houdt het realiseren van de werkzaamheden in die toelaten de installatie in haar definitieve configuratie te brengen. De sluiting van de bergingsinstallaties zal gebeuren op het einde van de operationele periode en houdt voornamelijk het opvullen van de inspectiegalerijen en inspectieruimtes in.
10.2
Beschrijving van de finale configuratie
De configuratie van de berging op het einde van fase Ib wordt beschreven in Hoofdstuk 8. Dit is de configuratie waarbij het vast stalen dak weggenomen is, de eindafdekking boven en naast de modules is aangebracht maar de inspectiegalerijen en inspectieruimtes nog toegankelijk zijn. Het drainagesysteem is eveneens nog operationeel aan het einde van fase Ib. De finale configuratie verschilt met de voorgaande op de volgende punten:
Het grootste deel van het drainagesysteem is ontmanteld en verwijderd. Het resterende deel van het drainagesysteem, met name de leidingen die doorheen de vloerplaten van de modules gaan, is opgevuld. De inspectieruimtes zijn opgevuld. De inspectiegalerijen zijn opgevuld. Overbodige infrastructuur is verwijderd: wegenis, eventueel delen van het administratief gebouw en de werkplaats, …
De langetermijnveiligheidsfuncties die door het opvulmateriaal verzekerd moeten worden zijn samengevat in volgende Tabel 13. De support functies die aangehaald worden omhelzen mechanische ondersteuning van de bovenliggende SSCs. Langetermijnveiligheid Component 6. Module Basis 6.2 Opgevuld drainage systeem 6.5 Opgevulde inspectieruimte 7. Opgevulde inspectiegalerij Legende: M (Main ) - C (Contribute ) III - Fase van nucleair reglementaire controle IV - Isolatiefase V - Chemische insluitingsfase VI - Fase na insluiting
R1
R2a
III IV V VI III IV
V
R2b
R3
VI III IV V VI III IV V VI M M C C
M M M C M M M C
I1
S
III IV V VI
III IV V VI
M M C M M C
C C M C
M(1): Na fase III, wordt op conservatieve wijze ondersteld dat de afdeklaag gewijzigd is. Desalniettemin zal een overblijvende biologische laag blijven een R2a veiligheidsfunctie vervullen. OPM: de tabel geeft geen enkele informatie omtrent de mate waarin de diverse functies ingevuld worden
Tabel 13: Langetermijnveiligheidsfuncties voor de SSCs die opgevuld worden tijdens de sluitingsfase
Voor de leiding komende van de ondersteunende plaat, wordt er een grout gebruikt. Het opvulmateriaal voor deze component moet een permeabiliteit hebben die gelijk of lager is aan die van de ondersteunende plaat zelf. De permeabiliteit kan eventueel verlaagd worden door expanding agents toe te voegen aan het grout. Het op te vullen volume is namelijk klein. De volgende materialen worden beschouwd: portland cement; kalksteenmeel; zand; superplastificeerder; expanding agent; en water.
98
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Voor de ruimte tussen de funderingsplaat en de ondersteunende plaat, wordt er een grout gebruikt. Een specifieke groutsamenstelling zal ontwikkeld moeten worden. Om de samenstelling op punt te stellen wordt een stapsgewijze aanpak vooropgesteld.
STAP 1: ontwikkeling van enkele kandidaat-mengsels op laboratoriumschaal, gebaseerd op de vereiste rheologische en mechanische eigenschappen. Er worden enkele kandidaat-mengsels geselecteerd voor STAP 2.
STAP 2: evaluatie van de verpompbaarheid en de eventuele invloed van het verpompen op de rheologie. De
STAP 3: test op grote schaal, met (simulatie van) de echte pompomstandigheden (e.g. lengtes en diameters
beste een of twee mengsels zullen verder beproefd worden in STAP 3. van de leidingen).
Bij de toekomstige ontwikkeling van het materiaal zullen ook alternatieven bekeken worden om de chemische retentie functie (R3) te optimaliseren. Er moet uiteraard over gewaakt worden dat deze alternatieve materialen compatibel zijn met de andere SSCs en dat ze ook de andere gewenste functies kunnen vervullen, zoals bijvoorbeeld de gewenste mechanische ondersteuning. Het gebruik van (een zeker percentage) ijzerhoudende zanden afkomstig van bijvoorbeeld hematiet of magnetiet gesteentes - wordt overwogen. Een andere piste die onderzocht wordt, is de mogelijke toevoeging van zeolieten aan het mengsel. Voor het opvullen van de inspectiegalerij kunnen meer courante bouwmaterialen gebruikt worden aangezien de vereisten hier minder restrictief zijn. Het grootste deel van de galerij wordt opgevuld met zand. Dit kan manueel aangebracht worden of het kan in de galerij geblazen worden. De eerste meters (grootteorde 1 à 2 m) van de galerij zullen opgevuld worden met beton. Voor dit beton zijn er geen specifieke vereisten dus een klassiek beton (bijvoorbeeld C35/45) voldoet.
10.3
Sluitingsplan
Bij de bouw van de modules en meer bepaald de ondersteunende platen, moeten reeds bepaalde leidingen geïnstalleerd worden die nodig zijn bij het opvullen van de inspectieruimte. De conformiteitstesten en –controles die voorzien worden bij de oplevering van de sluitingswerkzaamheden zijn opgenomen in Hoofdstuk 8. Om de leiding komende van de ondersteunende plaat op te vullen moeten de volgende stappen doorlopen worden. Het gedeelte van het drainagesysteem in de inspectiegalerij tot aan de prefabmuur die de inspectieruimte afsluit, wordt verwijderd. Een bal (met compatibele diameter) wordt in de leiding geplaatst om de filter bovenaan de ondersteunende plaat af te sluiten. In de galerij wordt het andere uiteinde van de leiding afgesloten met een compatibel eindstuk, ter plaatse gelijmd of gelast. Dit eindstuk is voorzien van een vulopening. Met een kleine menger wordt het grout aangemaakt in de inspectiegalerij. Het grout wordt onder druk geïnjecteerd in de leiding via de vulopening en duwt de bal vooruit in de leiding totdat deze blokkeert tegen de filter die het drainagesysteem bovenaan de ondersteunende plaat afsluit. Op deze wijze verhindert de bal dat water en fijne deeltjes door de filter zouden dringen. Het grout in de leiding hardt vervolgens uit. De ruimte tussen de twee platen onderaan de module wordt zo goed mogelijk opgevuld met een grout. Op het einde van de verbindingstunnel tussen de inspectiegalerij en de module bevindt zich een kleine prefabmuur die de toegang tot de inspectieruimte beperkt. Het grout wordt tot op deze plaats aangevoerd door leidingen doorheen de inspectiegalerij. Het wordt onder druk geïnjecteerd aan de prefabmuur totdat het de overliggende muur van de module bereikt. Om zeker te zijn dat de hele ruimte opgevuld kan worden, worden secundaire injectiebuizen op de funderingsplaat gelegd (één per opening). Aangezien het opvullen gebeurt vanaf de opening zal het gedeelte dicht bij de opening eerst opgevuld zijn. De lucht in het overige gedeelte dient te kunnen ontsnappen om een goede opvulling van dit gedeelte te kunnen verzekeren. Daarom zijn drie ontluchtingsbuizen bevestigd
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
99
aan de onderzijde van de ondersteunende plaat (het hoogste punt van de module na opvulling). Deze ontluchtingsbuizen hebben ook een verificatiefunctie: wanneer er grout uit de ontluchtingsbuizen komt in de inspectiegalerij, kan aangenomen worden dat de opvulling compleet is. Het grootste gedeelte van de centrale inspectiegalerij wordt opgevuld met zand. De eerste 1 à 2 meter aan beide uiteinden van de galerij worden vervolgens opgevuld met beton. Het zand kan manueel ingebracht worden of het kan in de galerij geblazen worden. Nadien wordt de galerij aan beide zijden afgesloten met een bekisting. Onderaan de bekisting is een injectiebuis voorzien, bovenaan een ontluchtingsbuis. Beton wordt aangevoerd met mixers en wordt gepompt totdat het beton uit de ontluchtingsopeningen komt. Daarna hardt het beton uit. Tijdens de sluitingsfase gebeuren ook een aantal aanpassingen aan de site. Naast het ontmantelen van het WCB (Water Collecting Buildings), kunnen bepaalde delen van het administratief gebouw en de werkplaats ontmanteld worden. Alle voorzieningen in het administratief gebouw voor toegang tot de gecontroleerde zone kunnen bijvoorbeeld ontmanteld worden.
10.4
Argumentatie die de beslissing tot sluiting ondersteunt
Bij het nemen van de beslissing tot sluiting moeten twee aspecten afgewogen worden:
Enerzijds is het aangewezen de sluiting zo snel mogelijk uit te voeren om het risico op menselijke intrusie te
Anderzijds is het beter de sluiting later uit te voeren om door observaties toe te laten het vertrouwen in de
beperken en het systeem in een volledig passieve toestand van veiligheid te brengen; toekomstige performantie van het systeem te vergroten en te bevestigen.
Na de plaatsing van de eindafdekking (fase Ib), zal de balans tussen bovenstaande twee aspecten periodiek afgewogen moeten worden. Alvorens effectief over te gaan tot sluiting moeten alle belanghebbende partijen geraadpleegd worden, zoals gedefinieerd in de wetgeving die op dat moment zal gelden. Elementen die de toekomstige performantie van het systeem kunnen bevestigen zijn onder andere:
Zolang de inspectiegalerij toegankelijk is, zijn de proefstukkamers dat ook. Deze laten toe de evolutie van
De performantie van de R2 functie van het bergingssysteem, waarin de eindafdekking een bijzondere rol
het beton in representatieve omstandigheden op te volgen; speelt, kan op alerte wijze opgevolgd worden door het drainagesysteem zolang dit actief is. De monitoring van de afdekking zelf zal hiertoe ook bijdragen;
Door middel van het drainagesysteem kan een verificatie gebeuren van de performantie van een combinatie van “R1, R2 a/b & R3” functies door het detecteren van de graad van besmetting van het opgevangen water. Een belangrijk aspect hierin is het detecteren van typische voorlopers van radiologische besmetting, waaronder Tritium (de piek van de Tritiumconcentratie in het drainagewater is te verwachten tussen 50 en 70 jaar).
Om bovenstaande doelstelling goed in te kunnen vullen, wordt momenteel een duur van ongeveer 50 jaar vooropgesteld voor fase Ib.
100
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
11
Hoofdstuk 11: Maatregelen na sluiting (controlefase) [HS-11]
11.1
Inleiding en doelstellingen
Deze Hoofdstuk handelt over de maatregelen na sluiting van de berging en omvat (i) de nucleaire reglementaire controlefase en (ii) de beslissing tot opheffing van de nucleaire reglementaire controle.
Nucleaire reglementaire controlefase: de afgesloten installatie blijft onder toezicht; dit houdt onder andere een voortzetting in van de monitoring en toezichtsactiviteiten, en van de toegangscontrole tot de bergingssite.
Opheffing van de nucleaire reglementaire controle: bestaat uit een administratieve beslissing tot declassering van een bergingsinstallatie, waarna de betreffende installatie niet langer onder de classificatie van het ARBIS valt.
De bergingsinstallatie blijft een nucleaire inrichting tot de opheffing van de nucleaire reglementaire controle. Ná de opheffing van de nucleaire reglementaire controle kunnen de actieve maatregelen en controles worden stopgezet, en vanaf dan gaat men er van uit dat er zich onopzettelijke menselijke intrusie in de bergingsinstallatie kan voordoen. Er is een uitgesproken intentie om deze controles zo lang als mogelijk verder te zetten, in interactie met de lokale belanghebbenden en binnen een wettelijk kader.
11.2
Activiteiten tijdens de nucleaire reglementaire controlefase
De bergingsinstallatie blijft een nucleaire inrichting tot de opheffing van de nucleaire reglementaire controle. Ná de opheffing van de nucleaire reglementaire controle kunnen de actieve maatregelen en controles worden stopgezet, en vanaf dan gaat men er van uit dat er zich onopzettelijke menselijke intrusie in de bergingsinstallatie kan voordoen. Het belangrijkste streefdoel van een oppervlaktebergingsinstallatie is de bescherming van mens en milieu tegen de risico’s verbonden aan het geborgen categorie A afval, zonder dat dit buitensporige lasten oplegt aan toekomstige generaties. De risico’s verbonden aan een bergingsinstallatie dienen dus tot aanvaardbare niveaus gebracht te worden, en dit gedurende de hele levensduur van de bergingsinstallatie. De twee fundamentele vereisten die hieruit voortvloeien zijn:
De beperking van de radiologische inhoud: De beperking zorgt ervoor dat het afval enkel spoorhoeveelhe-
De beperking van de periode van actieve controle en toezicht in duur, waarbij een maximale termijn van 300
den aan langlevende radionucliden mag bevatten. jaar na de beëindiging van de operationele fase I.a. wordt ondersteld.
De activiteiten die zullen plaatsvinden tijdens de nucleaire reglementaire controlefase worden beknopt beschreven in hoofdstuk 11 [HS-11] en zijn de volgende:
Maatregelen en toezicht ter voorkoming van onopzettelijke menselijke intrusie;
Andere activiteiten, m.n. omgevingsdosismonitoring.
Toezicht op maatregelen ter voorkoming van waterinfiltratie; Monitoring van de insluitingscapaciteit van de bergingsinstallatie; Periodieke update van veiligheidsevaluaties; Activiteiten aangestuurd door het beheersysteem (behoud van technische, menselijke en financiële middelen en behoud van het geheugen)
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
101
11.2.1 Beheersysteem
Het beheersysteem, van toepassing tijdens de nucleaire reglementaire controlefase, zal voornamelijk een voortzetting betekenen van het beheersysteem van toepassing tijdens de pre-operationele en operationele periode. Er wordt dan ook verwezen naar hoofdstuk 3. De wetgever heeft NIRAS de mogelijkheid geboden een speciaal fonds op te richten voor de financiering van haar opdrachten op lange termijn, het zogenaamde Fonds op Lange Termijn, afgekort FLT (Wet van 8 augustus 1980 betreffende de budgettaire voorstellen). Het FLT moet zowel de kosten van de voorlopige opslag van het radioactief afval, als van de verwezenlijking van de industriële bergingsinstallaties, als van het toezicht tijdens de nucleaire reglementaire controle op de bergingsinstallaties dekken.
11.3
Overgang van de actieve naar de passieve maatregelen
Momenteel worden voorzichtigheidshalve geen tussenstappen voorzien tijdens de nucleaire reglementaire controlefase, er wordt uitgegaan van een verderzetting van alle maatregelen en schikkingen, getroffen bij de start van de nucleaire reglementaire controlefase. De exacte sequentie en eventuele afname van actieve maatregelen zal tijdens volgende fases verduidelijkt worden. Beslissingen om bepaalde maatregelen te reduceren zullen steeds in functie zijn van (i) de risico’s op dat moment verbonden met de bergingsinstallatie en/of (ii) het vertrouwen in de performantie van de bergingsinstallatie aan de hand van periodieke assessments- en monitoringresultaten. De geleidelijke vermindering van actieve maatregelen gedurende de nucleaire reglementaire controlefase dienen gejustifieerd en gerechtvaardigd te worden tijdens de toekomstige periodieke reviews van het veiligheidsdossier en beveiligingsmaatregelen, en dienen onderworpen te worden aan een voorafgaandelijke goedkeuring van de bevoegde autoriteiten. De activiteiten waarvan een overgang naar louter passieve maatregelen mogelijk zijn, worden beschreven in onderstaande punten:
Gefaseerde maatregelen ter voorkoming van menselijke intrusie (evolutie naar een programma met louter passieve maatregelen daar de radiologische impact ten gevolge van de intrusiescenario’s afneemt met de tijd en mits justificatie door de exploitant en mits toestemming van de bevoegde autoriteiten).
Gefaseerde monitoringsactiviteiten met betrekking tot de insluitingscapaciteiten van de berging; Gefaseerd toezicht op de maatregelen ter voorkoming van waterinfiltratie. Dit moet blijken uit de resultaten afkomstig van (i) de proefafdekking en (ii) de opgedane ervaring met de definitieve multibarrière-afdekking gedurende de exploitatie- en sluitingsfase.
102
Fasering van andere activiteiten (bv indien het nodig wordt geacht, kan de beslissing genomen worden om de frequentie van omgevingsdosismonitoring verder te reduceren).
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
11.4
Argumentatie tot opheffing van de oprichtings- en exploitatievergunning
Enkel wanneer aan onderstaande voorwaarden voldaan wordt kan de exploitant effectief overgaan tot de aanvraag van de opheffing van de nucleaire reglementaire controle. Op basis hiervan kunnen de bevoegde autoriteiten al dan niet de beslissing nemen tot de opheffing van de nucleaire reglementaire controle, waarna de betreffende installatie niet langer meer onder de classificatie van het ARBIS [KB 20/07/01] valt. In het bijzonder, de beslissing wordt genomen op basis van de beoordeling van het vertrouwen in de langetermijnveiligheid van de bergingsinstallatie.
Voorwaarde 1: De radiologische impact voor de scenario’s van geleidelijke uitloging valt binnen de vooropgestelde beperkingen Voorwaarde 2: De radiologische impact voor de intrusiescenario’s valt binnen de vooropgestelde referentiewaarden (De radiologische impact voor de verschillende intrusiescenario’s voor de V2 bronterm leveren reeds een eerste indicatie dat de duur korter kan zijn dan de vooropgestelde 250 jaar (vanaf beëindiging sluitingsfase)).
Voorwaarde 3: Het behoud van geheugen is verzekerd op lange termijn.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
103
12
Hoofdstuk 12: Stralingsbescherming [HS-12]
12.1
Inleiding en doelstellingen
Dit hoofdstuk bespreekt de stralingsbeschermingsaspecten van de bergingsinrichting voor categorie A-afval vanaf het ontwerp en de realisatie van de monolieten en de modules (vóór Fase Ia) tot de nucleaire reglementaire controlefase (fase III). De stralingsbescherming wordt beschouwd op korte en op lange termijn. Het doel van dit hoofdstuk is om de toegepaste maatregelen en de ingezette middelen om de werknemers en de bevolking te beschermen tegen de schadelijke gevolgen van ioniserende straling, voor te stellen. Stralingsbescherming omvat een geheel van regels, procedures, preventiemiddelen en controle om de directe of indirecte schadelijke gevolgen van ioniserende straling op mens en milieu te voorkomen en te verminderen. De stralingsbescherming is gebaseerd op drie fundamentele principes, vastgelegd door de Internationale Commissie voor Stralingsbescherming (ICRP): verantwoording, optimalisering en het principe van individuele dosislimieten. Het optimalisatieprincipe is gebaseerd op het ALARA-principe (As Low As Reasonably Achievable). Dit betekent dat stralingsdoses en het vrijkomen van radioactieve stoffen in het milieu zo laag als redelijkerwijze haalbaar moeten worden gehouden, rekening houdend met sociale en economische overwegingen.
12.2
Reglementair kader
Het stralingsbeschermingsprogramma wordt opgelegd om, bij blootstelling van werknemers en publiek aan straling en radioactieve stoffen, de naleving van de eisen te waarborgen van de:
nationale wettelijke voorschriften en richtlijnen; internationale regelgeving en aanbevelingen.
De relevante richtlijnen werden opgelijst in Hoofdstuk 2 [HS-2], § 2.3.
12.3
Stralingsbeschermingsprincipes
De strategische veiligheidsoriëntatie met betrekking tot de stralingsbescherming zijn: de principes van stralingsbescherming; systeemoptimalisatie en best beschikbare technieken; afzondering en insluiting; robuustheid en gelaagde bescherming, passieve veiligheid; en iteratieve veiligheidsevaluaties gebaseerd op betrouwbare en robuuste elementen. Deze oriëntaties, gebaseerd op internationale en nationale aanbevelingen, worden opgelegd om de veiligheidsdoelstellingen te bereiken. De stralingsbeschermingsstrategie (stralingsbeschermingsprincipes en de gelaagde bescherming) wordt in detail beschreven in Hoofdstuk 2 van dit veiligheidsrapport [HS-2].
12.4
Stralingsbeschermingsbeheer
Het geïntegreerde beheersysteem dat beveiliging, gezondheid, kwaliteit, economische aspecten en veiligheid als belangrijkste factor integreert; en de algemene functies en verantwoordelijkheden van NIRAS als beheerder van radioactieve afvalstoffen en uitbater van de berging worden in detail besproken in Hoofdstuk 3 [HS-3]. In het bijzonder zijn de volgende functies betrokken bij de veiligheidsaspecten: NIRAS directeur-generaal, de site manager, de Dienst Fysische Controle (DFC) en de comités PORC en PSAC.
104
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Bij de ontwikkeling van het ontwerp werden de best beschikbare technieken en terugkoppeling van internationale ervaring gebruikt om het ontwerp te optimaliseren. Optimalisering van het systeem bij de ontwikkeling van het ontwerp wordt beschreven in Hoofdstuk 2 [HS-2]. De evolutie van het ontwerp is onderworpen aan een specifieke procedure die het mogelijk maakt om de verschillende wijzigingen te documenteren en te accepteren. In het bijzonder, de QA procedure voor de aanpassing van het ontwerp garandeert dat de ontwerp- en veiligheidsdoelstellingen, met inbegrip van de stralingsbeschermingsaspecten (optimalisatie), niet in negatieve zin worden gewijzigd wanneer een aanpassing wordt voorgesteld (vanaf T(x-1) tot Tx). Dit betekent dat de personen die verantwoordelijk zijn voor het ontwerp en de veiligheid instemmen met de wijzigingen via een streng gecontroleerd proces. Tijdens de exploitatie wordt rekening gehouden met stralingsbescherming door het respecteren van verschillende fundamentele aspecten om de blootstelling zo laag als redelijkerwijze mogelijk te houden. Die aspecten zijn gericht om de invloed beter te beheersen van stralingsbescherming, door middel van meer kennis (opleiding & informatie in stralingsbescherming), risico-analyses en terugkoppeling van ervaring, (opstart)tests en strikt geformaliseerde processen.
12.5
Benadering van operationele stralingsbescherming
12.5.1 Operationele limieten
Om het risico van overschrijding van de voorgeschreven wettelijke grenzen te beperken en de opgelopen doses door individuen te verminderen, worden operationele limieten, die onder de voorgeschreven wettelijke grenzen en beperkingen liggen, toegepast. Deze beperkingen zijn de "waarschuwingslimieten" die de aandacht vestigen op de evolutie van de operationele omstandigheden en toelaten acties voor te bereiden om de situatie te optimaliseren. Als onderdeel van het NIRAS engagement met betrekking tot het ALARA-principe werden dosisbeperkingen opgelegd die strikter zijn dan de wettelijke limieten. Dit om de individuele en collectieve stralingsdoses te helpen beperken. Deze dosisbeperkingen worden administratieve controleniveaus (Administrative Control Levels ACL) genoemd. Onderstaande tabel bevat de afgeleide waarden: Tabel 14: Administratieve controleniveaus opgelegd voor de bergingsinrichting Werknemers
Werknemers
Publiek
Type
NIRAS Operationele dosisbeperking
NIRAS Operationele dosisbeperking
Wettelijke dosisbeperking
Effectieve dosis
10 mSv/12 maanden
0,4 mSv/week
0,3 mSv/jaar
De wetgeving met betrekking tot bezoeken aan de gecontroleerde zone wordt toegepast (ARBIS). 12.5.2 Radiologische risico’s
De bergingsinrichting bevat potentiële bronnen van blootstelling aan ioniserende straling. Een radiologische risico analyse maakt het mogelijk om de inventaris van deze bronnen vast te stellen. Verschillende ontwerpen en strategieën (zonering, toezichtsprogramma, ...) werden beschouwd om de stralingsbronnen te beperken, om te
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
105
beschermen tegen ioniserende straling en om de radioactieve stoffen in te sluiten. Tijdens de operationele fase zijn de stralingsbronnen die in rekening moeten worden genomen, de volgende:
Uitwendige bestraling. Stralingsbronnen worden ingesloten in de monolieten door de betonnen caisson en door de immobilisatie/vulmortel. Het dosistempo op contact van elke monoliet moet onder 20 mSv/h liggen. Het disfunctioneren van de insluiting wordt gedurende de operationele fase uitgesloten door een correcte aanvaarding van het afval, toezicht en, indien nodig, door het uitvoeren van herstellingen. Ook worden de operators worden beschermd tegen straling door de betonnen afschermingsplaten (30 cm), geplaatst boven op de monolieten. Dit is voornamelijk van belang voor technici die belast zijn met het onderhoud van de rolbrug en voor de bouwvakkers die belast zijn met het storten van beton bovenaan de afschermingsplaten tijdens het afdichten van de modules. Bezoekers aan de bergingsinrichting worden op een veilige afstand van de bronterm gehouden en worden beschermd tegen straling door de afscherming van de modulewanden (70 cm) en de betonnen afschermingsplaten. De stralingsintensiteit buiten de bergingsmodules wordt voornamelijk bepaald door strooistraling (skyshine effect = reflectie van straling tegen een luchtlaag). De bevolking die in de buurt van de bergingsinrichting woont, wordt eveneens tegen straling beschermd door de afscherming van de modulewanden en de betonnen afschermingsplaten.
Oppervlaktebesmetting. Vooraleer een monoliet in de outputbuffer van de IPM wordt geplaatst, wordt het oppervlak van de monoliet op oppervlaktebesmetting gecontroleerd. Bijgevolg zullen enkel monolieten vrij van oppervlaktebesmetting naar de berging getransporteerd worden.
Vloeistoffen. Het drainagesysteem wordt gebruikt om water op te vangen dat afkomstig is van eventuele defecten aan het stalen dak en condenswater dat mogelijkerwijze in contact is geweest met de modules en de monolieten (Zie Hoofdstuk 10). Het water afkomstig van het drainagesysteem wordt verzameld in twee reservoirs. Het waterpeil in de reservoirs wordt automatisch opgevolgd en waterstalen worden genomen om eventuele besmetting te detecteren. Na staalname worden de effluenten (radioactief of niet) afgevoerd naar Belgoprocess (BP) voor verwerking. Er worden geen vloeibare afvalstoffen rechtstreeks geloosd in het milieu.
Luchtbesmetting. Aërosolen worden niet verwacht bij normale exploitatie omstandigheden omdat het categorie A-afval werd (post)geconditioneerd in de monolieten. Op basis van gedetailleerde evaluaties, wordt de gasvormige vrijzetting uit het afval uitgescreend. Radon (uit betonnen constructiematerialen) kan gevonden worden in de inspectieruimten en de galerij op de bergingssite. De inspectiegalerijen zijn uitgerust met een actief meettoestel voor radon en een ventilatiesysteem dat indien nodig een lage concentratiegraad aan radon garandeert.
12.6
Ontwerp en praktijken van operationele stralingsbescherming
12.6.1 Zonering en toegang
De definitie van bewaakte en gecontroleerde zone wordt gegeven door het ARBIS. De zones worden gedefinieerd door dosistempo niveaus: in de bewaakte zone zal de dosis lager zijn dan 6 mSv/jaar en in de gecontroleerde zone kan de dosis hoger zijn dan 6 mSv/jaar. In de bergingsinrichting worden de volgende zones gedefinieerd:
106
een vrije zone (witte zone) waar het dosistempo kleiner moet zijn dan 5 µSv/h; een bewaakte zone (groene zone) waar het dosistempo kleiner moet zijn dan 10 µSv/h. Deze zone wordt niet gebruikt voor de opslag of het transport van monolieten;
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
een gecontroleerde zone die bestaat uit drie stralingszones: ►
een gele zone waar het dosistempo kleiner moet zijn dan 25 µSv/h. Dit is de zone waar de monolieten tijdelijk langskomen in een transportcontainer of zones zoals de inspectiegalerij;
►
een oranje zone (dosistempo < 250µSv/h). Deze zone maakt het mogelijk om de nabijheid van stralingsbronnen te materialiseren voor ALARA-aspecten en bestaat voornamelijk uit de aangrenzende modules van de vier modules die worden gevuld (deze laatste behoren tot de rode zone). Bij normale exploitatie, vinden er geen standaardwerkzaamheden plaats in de oranje zone;
►
een rode zone (dosistempo < 250 µSv/h), waar de monolieten worden opgeslagen of een zone die zich potentieel in het directe stralingsveld van de monolieten bevindt.
Poorten en toegangscontrole zijn op de site voorzien om eventuele ongeoorloofde toegang tot het terrein te voorkomen. De toegang tot elke zone is mogelijk voor geautoriseerde personen via het administratief gebouw (gele zone) en voor geautoriseerde voertuigen. Deze voertuigen rijden rechtstreeks door naar de bewaakte zone (en dan eventueel naar de gecontroleerde zone) na controle van hun toegangsrechten. Werkzaamheden in de oranje of rode zones maakt de interventie van een stralingsbeschermingsagent (RP agent) noodzakelijk die het dosistempo controleert in de werkzone vooraleer de operators beginnen te werken. Toegang tot de gecontroleerde zone wordt geregistreerd en gecontroleerd. Binnen de gecontroleerde zone moeten de werknemers een wettelijk goedgekeurde passieve dosimeter en een digitale dosimeter met alarm dragen. Het dragen van dosimeters is vereist om beroepshalve blootstelling van werknemers aan externe radioactieve straling te meten. Gepaste kledij moet in deze zones gedragen worden. 12.6.2 Ventilatie
Het natuurlijk voorkomend radium dat in het betonnen materiaal aanwezig is, is een constante bron van radonproductie. Daarom moet de verspreiding van radon van de bovengrondse berging binnen een toegelaten limiet zorgvuldig gecontroleerd worden. De voorlopige onderzoeken over verspreiding van natuurlijke radon toont aan dat de radonconcentratie onder controle wordt gehouden door natuurlijke ventilatie van de inspectiegalerij. Indien nodig kan een systeem van gedwongen ventilatie worden voorzien om een lage radonconcentratie te waarborgen. 12.6.3 Radiologische monitoring
Deze paragraaf heeft alleen betrekking op de ‘Individuele monitoring’. Operationele monitoring en omgevingstoezicht worden besproken in Hoofdstuk 16. Individuele monitoring is het meten van de stralingsdoses ontvangen door individuen tijdens werkzaamheden of bezoeken aan de bergingsinstallatie. In normale omstandigheden is de belangrijkste blootstellingsweg externe bestraling (direct of indirect via sky shine = luchtreflectie). De door een individu ontvangen dosis ten gevolge van uitwendige stralingsbronnen worden meestal gemeten door een daarvoor voorziene persoonlijke dosimeters die door het individu wordt gedragen. tijdens periodes van mogelijke blootstelling. Het gaat over integrerende dosimeters en onmiddellijk afleesbare actieve dosimeters. Beide dosimeters worden goedgekeurd door de autoriteiten, zodat ze geschikt zijn voor dosimetrische doeleinden. Ook de dienst externe dosimetrie dient te worden goedgekeurd door de autoriteiten en dit in overeenstemming met het Koninklijk Besluit van 01/07/08 "Erkenning Diensten Externe Dosimetrie".
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
107
Blootstellingswegen als inhalatie, huidbesmetting en ingestie worden voorkomen door maatregelen met betrekking tot (i) de afvalstoffen en de monoliet (bv. het vermijden van besmetting), (ii) de bergingsinstallatie (bv het vermijden van besmetting buiten het drainagesysteem) en (iii) de bergingssite (bv de beperkingen van een gecontroleerde zone). Er zal uitrusting beschikbaar zijn om metingen op huidbesmetting uit te voeren bij incidenten of ongevallen: een personenbesmettingsmonitor voor het meten van handen (palm en rug), voeten en eventueel kledij van individuen. 12.6.4 Afschermingpraktijken
Operationele praktijken die bijdragen aan het ALARA-principe gedurende normale exploitatie zijn:
Het gebruik van de monoliet om afval te bergen. Het radioactief afval wordt in een caisson geplaatst en gecementeerd om een monoliet te vormen. Het gebruiken van monolieten heeft het voordeel dat het risico op besmetting beperkt is. Verder vermindert het gebruik van betonnen caissons de dosisniveaus.
Gebruik van een afgeschermde transportcontainer en afstandsbediening. De monolieten worden vervoerd naar de bergingsmodules door middel van afgeschermde en afstandsbediende transportwagentjes. Toegang tot de gecontroleerde zone is normaal enkel voorbehouden voor het interventiepersoneel. Een waarschuwingslicht in de ruimte of in het gebouw dat toegang biedt tot de gecontroleerde zone geeft aan wanneer monolieten worden vervoerd op de site.
Het toepassen van afschermingsplaten en afstandsbediening. De rolbrug wordt tijdens de exploitatie vanuit de controlekamer afstandsbediend. Elke stapel monolieten is afgedekt door een 30 cm betonnen afschermingsplaat.
Zelfafscherming door een specifieke opvulstrategie voor de module. Een geschikte opvulstrategie voor de modules is voorzien (Zie Hoofdstuk 9) en draagt bij tot ALARA: o.a. de minder stralende monolieten zullen zo snel als mogelijk geplaatst worden rond en op de meest stralende monolieten; er zullen geen monolieten met hoge dosistempi geplaatst worden in de bovenste laag van de modules; de sterkst stralende monolieten worden centraal in de modules geplaatst.
De stralingsbeschermingsmaatregelen (fysische en organisatorische middelen) die genomen worden tijdens de exploitatie van de bergingsinstallatie om de blootstelling ALARA te houden zijn o.a.:
De toegangscontrole en signalisatie om rechtstreekse blootstelling aan straling van personeel van de ber-
Het ontwerp van insluiting en afscherming beperkt de kans op interne en externe blootstelling tijdens nor-
Het personeel volgt opleiding op het vlak van stralingsbescherming, aangepast aan hun werkzaamheden;
gingsinstallatie te beperken; male exploitatie; Toegangs- en uitgangscontrole en radiologisch toezicht worden uitgevoerd op personeel en uitrusting om verspreiding van besmetting bij de behandelingsactiviteiten van het afval te vermijden; Een ademhalingsbeschermingsprogramma is geïmplementeerd en ademhalingsbeschermingsuitrusting zal worden gebruikt gedurende abnormale werkzaamheden waarbij personeel kan worden blootgesteld aan hoge oppervlaktebesmetting en/of luchtbesmetting;
Instrumenten en apparatuur om straling of radioactieve stoffen te detecteren, worden geselecteerd zodat nauwkeurige stralings-, besmettings- en luchtbesmettingsmetingen kunnen worden uitgevoerd. Dit betekent, naast andere aspecten, dat detectielimieten, gevoeligheid en meetbereik van de instrumentatie geschikt zijn voor de overeenstemmende verwachte waarden in de werkzones;
108
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Radiologische werkprocedures en instructies bevatten een ALARA-toetsing voor aanvang van de werkzaamheden, voor taken waarvan wordt verwacht dat de straling en/of radioactieve besmetting op de site de limieten zullen overschrijden;
Dosimetrie toestellen worden ter beschikking gesteld van het personeel en zijn geschikt voor het werk dat wordt verricht. Registratie van stralingsdoses wordt uitgevoerd;
Het management dat verantwoordelijk is voor de stralingsbescherming wordt in kennis gesteld van alle on-
Elke werknemer heeft de bevoegdheid om te stoppen met radiologische werken als er bewijzen zijn dat er
Operationeel en omgevingstoezicht en/of een bemonsteringsprogramma is operationeel om een uitstoot naar
gewone of onverwachte radiologische omstandigheden; roekeloos wordt omgesprongen met radiologische controles; het milieu toe te detecteren, en om te controleren of uitstoot van de installatie tot een minimum beperkt wordt
Het radiologische controleprogramma wordt uitgevoerd in overeenstemming met de geschreven en goedgekeurde procedures.
De items die belangrijk zijn bij normale uitbating en bij incidenten/accidenten zijn het wagentje, het transport tussen de IPM en de bergingsinstallatie en de rolbrug.
12.7
Doses
De dosis die opgelopen wordt door de operators en de externe aannemers die op de site werken tijdens de normale exploitatie van de categorie A-afval bergingsinstallatie, werd geschat in functie van de verschillende werkzaamheden en de zones waar deze werkzaamheden worden uitgevoerd. Er worden zeven zones beschouwd. Deze zones worden gekoppeld aan de taken die tijdens normale exploitatie worden uitgevoerd op de bergingsinstallatie. Voor elke zone wordt een conservatief dosistempo geraamd. Deze ramingen worden herzien op basis van de terugkoppeling van de opgedane ervaring. Op basis van de verdeling van de werkuren per taak en op conservatieve basis van de hoogste dosistempi in de verschillende zones, kan de totale dosis per werknemer berekend worden voor elke taak. Op basis van het aantal vereiste werknemers voor elke taak, wordt de collectieve dosis voor elke taak berekend. Op basis van de frequentie per jaar voor elke taak, die worden beschreven in Hoofdstuk 9, wordt een gemiddelde jaarlijkse collectieve dosis per taak berekend. De totale gemiddelde jaarlijkse collectieve dosis is ongeveer 1,9 man.mSv/a. Afhankelijk van de werkzaamheden zal de jaarlijkse collectieve dosis fluctueren. Later, tijdens de exploitatie van de bergingsinstallatie, worden de reële opgelopen doses van de werknemers gemeten en geregistreerd in een gegevensbank. Deze waarden worden vervolgens vergeleken met de theoretische waarden en indien mogelijk - nadat een taak verschillende keren werd uitgevoerd - worden de theoretische blootstellingswaarden aangepast. Voor de leden van het publiek werd een zeer conservatieve benadering gevolgd om de maximale blootstelling aan straling te berekenen. Verondersteld werd dat een persoon op een afstand van ongeveer 70 m verblijft van het midden van een bijna volledig gevulde module gedurende 2000 uren. Opdat de verwachte radiologische blootstelling van dit kritisch individu 0,3 mSv/jaar zou bedragen op perimeterafstand, moet men een spot dosistempo van de monolieten van 801µSv/h veronderstellen. De berekende spot dosistempo mediaan bedraagt slechts ~55 µSv/h. De radiologische blootstelling zal bijgevolg significant lager zijn dan 0,3 mSv/jaar.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
109
In een andere studie werd de potentiële externe blootstelling van personen van het publiek ter hoogte van een aantal plaatsen in de nabije omgeving van de bergingsinstallatie in kaart gebracht. Voor het bezoekparcours bekomt men 19µSv/jaar, rekening houdend met een jaarlijkse blootstellingduur van 720 uur. De dosisinschatting bij abnormale exploitatie-omstandigheden wordt beschreven in Hoofdstuk 13.
110
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
13
Hoofdstuk 13: Veiligheidsevaluatie â&#x20AC;&#x201C; operationele veiligheid [HS-13]
13.1
Inleiding en doelstellingen
Dit hoofdstuk gaat over de radiologische operationele veiligheid van de bergingsinstallatie van categorie A afval te Dessel. Het schetst de algemeen wetgevende basis voor het ontwerp van de installatie en laat interne en externe gebeurtenissen aan bod komen. De referentieongevallen worden geĂŻdentificeerd.
13.2
Gebeurtenissen
Een gebeurtenis (of initiatorgebeurtenis) is om het even welk voorval dat de operatoren van de installatie niet hadden voorzien (zoals b.v. een operationele fout, een technisch defect of een ander probleem) met gevolgen of mogelijke gevolgen vanuit het standpunt van stralingsbescherming of veiligheid (ze kunnen een bedrijfsincident of een ongeval veroorzaken). Door de nodige maatregelen die zorgen voor een voldoende afstand tussen de bouwvakkers en de operationele modules, wordt er geen significante interactie verwacht tussen de bouw en operationele activiteiten die kunnen aanleiden tot specifieke bedrijfsincidenten en/of ongevalsomstandigheden. Door de bijkomende bescherming van de eindafdekking of de structurele topplaten leiden de vooropgesteld gebeurtenissen (die nog van toepassing zijn) na de eerste stap van de exploitatie fase aan tot minder gevolgen. De beschrijving van de gebeurtenissen dus zich focusseren op de eerste stap van de exploitatiefase. 13.2.1 Bedrijfs- en ongevalsomstandigheden
Gebeurtenissen worden geclassificeerd als functie van de bron waaruit zij ontstaan. Gebeurtenissen van externe oorsprong of externe gebeurtenissen komen voort uit een bron die zich buiten de bergingsinstallatie bevindt. Gebeurtenissen van interne oorsprong of interne gebeurtenissen komen voort uit een bron die zich binnen de bergingsinstallatie bevindt. Verder bestaat een onderscheid tussen incidenten en ongevallen. Een incident (of bedrijfsincident) duidt op een gebeurtenis die leidt tot werkingsafwijking vergeleken met de normale werking van de exploitatie, maar die evenwel geen aanzienlijke tekortkomingen inzake veiligheidsvoorzieningen (geen significante schade berokkent aan de bestanddelen die belangrijk zijn voor de nucleaire veiligheid of die niet ontaardt in ongevalsomstandigheden), een ruime verspreiding van de besmetting of te hoge blootstelling van werknemers als gevolg heeft. Een ongeval duidt op een gebeurtenis met aanzienlijke tekortkomingen inzake veiligheidsvoorzieningen, en kan leiden tot de vrijstelling van radioactieve stoffen binnen de bergingsinstallaties en/of in de omgeving. Een referentieongeval is een hypothetisch ongeval dat, hoewel onwaarschijnlijk, realistisch mogelijk is en dewelke aanleiding geeft tot de vrijstelling van radioactieve stoffen in de atmosfeer. Een referentieongeval is voldoende representatief vanuit het standpunt van de radiologische gevolgen van het personeel en de naburige bevolking. Het is een gebeurtenis van interne of externe oorsprong welke een jaarlijkse waarschijnlijkheid van optreden heeft die hoger is dan 10-7. Het beschouwde referentieongeval betreft vliegtuigimpact op de bergingsinstallatie tijdens de eerste stap van de exploitatiefase (Ia).
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
111
Een ontwerpongeval is een hypothetisch ongeval waartegen de bergingsinstallaties, dankzij de gepaste maatregelen die tijdens het ontwerp en de constructie getroffen worden, bestand zijn en waarbij de systemen, structuren en componenten die de gezondheid en veiligheid van de bevolking vrijwaren, hun functies blijven vervullen. De ontwerp ongevallen zijn: de differentiële zettingen en verzakkingen; overstromingsrisico; aardbeving; regen; extreme klimaatcondities; en sabotage, intrusie en terrorisme. 13.2.2 Identificatie van de gebeurtenissen
De gebeurtenissen die mogelijk gevolgen kunnen hebben voor de afvalbergingsinstallaties categorie A, werden via een gefaseerd proces geïdentificeerd. Om te beginnen is een volledige lijst opgesteld met gebeurtenissen van externe en interne oorsprong die mogelijkerwijs de veiligheid van de bergingsinstallatie kunnen beïnvloeden. Dit is aan de hand van twee verschillende en complementaire methodes gebeurd: een bottom-up HAZID-studie en een top-down doorlichting van relevante IAEA-voorschriften, leidraden van FANC en andere relevante documentatie. Nucleaire-veiligheidsadviseurs hebben beide lijsten met gebeurtenissen samengebracht tot één definitieve lijst. Vervolgens is de radiologische impact voor de bevolking geanalyseerd tijdens een groepssessie waarbij van elke geïdentificeerde gebeurtenis een beoordeling is gemaakt aan de hand van een risicomatrix. Op basis van de resultaten, werd een short lijst opgesteld van gebeurtenissen van interne en externe oorsprong die bij het ontwerp beschouwd moeten worden. Alvorens de bouw van start gaat, zal een HAZOP-studie of gelijkwaardig plaatsvinden. Een risicoanalyse voor de sluitingsactiviteit zal ook uitgevoerd worden voor het starten van de sluitingsfase.
13.3
Analyse onder normale uitbating
De gedetailleerde omschrijving van de normale bedrijfsomstandigheid wordt beschreven:
In hoofdstuk 8 (sectie 8.6) voor een beschrijving van de systemen, structuren en componenten. In hoofdstuk 9 voor een beschrijving van de normale exploitatie van de bergingsinstallatie. In hoofdstuk 12 voor de stralingsbeschermingsaspecten. In hoofdstuk 17 voor een beschrijving van de technische specificaties tijdens de normale exploitatie van de bergingsinstallatie.
13.4
Analyse van gebeurtenissen van interne oorsprong
De interne gebeurtenissen die in de bergingsinstallaties kunnen optreden, zijn geïdentificeerd en geclassificeerd (na evaluatie) in de volgende table. Hieronder volgt ook een korte beschrijving van de genomen maatregelen bij het ontwerpfase om ze te voorkomen.
Gebeurtenis
Classificatie
Ontwerpmaatregelen
1. Verlies van monitoringfuncties door wegvallen van elektriciteit
Incident
Bij het wegvallen van de elektriciteit dient de exploitatie te worden stilgelegd. Noodstroom voorzien voor specifieke toestellen voor monitoring, verlichting, alarmen en toegangscontrole
2. Inbreuk op beveiliging door wegvallen
Incident
Het ontoegankelijk maken van de modules of
112
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
van elektriciteit
monolieten, hekwerk aan de gecontroleerde en aan de bewaakte zone en wachters die voldoende bewaking voorzien, om ervoor te zorgen dat het beveiligingsniveau voldoende hoog blijft. Ook is er een noodstroomvoorziening die de voornaamste functies operationeel moet houden (zoals verlichting van de actieve operationele zone en de toegangscontrole).
3. Defect van een buffertank of van het drainagesysteem
Incident
Het mogelijk besmette water wordt in geval van een defect aan een buffertank onder buffertanks verzameld (vloer van het WCB). In geval van een breuk in het drainagesysteem wordt het water opgevangen ter hoogte van de ondoordringbare vloer van de inspectieruimtes en/of de centrale goot in de inspectiegalerij.
4. Aanwezigheid van waterstof uit batterijen
Incident
Er wordt met droge batterijen gewerkt. Deze geven waterstof af, maar in voldoende kleine hoeveelheden om – zelfs bij gebrek aan ventilatie – niet tot brand of explosie te leiden.
5. Vrijgave van waterstof en zuur door batterijen in werkplaatsen of administratieve gebouwen
Incident
Er wordt met droge batterijen gewerkt. Deze geven waterstof af, maar in voldoende kleine hoeveelheden om – zelfs bij gebrek aan ventilatie – niet tot brand of explosie te leiden. Het administratieve gebouw en de werkplaats liggen in delen waar een brand en/of explosie geen rechtstreeks radiologische gevolgen veroorzakt.
6. Interne brand veroorzaakt door een voertuig
Incident
Voorzieningen zoals beperkingen op het vervoer van brandbaar materiaal, snelheidsbeperkingen voor de voertuigen, brandbeveiligingsuitrusting en noodplan zijn aanwezig om een brand veroorzaakt door een voertuig (bv. een vrachtwagen) te voorkomen en bestrijden.
7. Storing aan de I&C-apparatuur
Incident
Bij het wegvallen van de elektriciteit dient de exploitatie te worden stilgelegd.
8. Wegvallen van alle alarmsignalen
Incident
Bij het wegvallen van de alarmsignalen dient de exploitatie te worden stilgelegd. Voorzieningen zoals redundantie op UPS (Ultimate Power Supply) of het gebruik van visuele camera's werken hier bovendien preventief of houden de gevolgen van een gebeurtenis zo beperkt mogelijk.
9. Defecte rolbrug tijdens het verplaatsen van een monoliet
Incident
Naast de controlekamer is lokaal een tweede interface voorzien, die de monoliet naar een veilige positie kan brengen. De lading naar beneden halen kan manueel gebeuren. X-Y bewe-
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
113
gingen zijn mogelijk door middel van externe mechanische toestellen. 10. Waterlek uit drainagesysteem van de decontaminatiedouche
Incident
Een lekbak (de vloer) kan dienen om mogelijk besmet water in op te vangen. Bij normale bedrijfsomstandigheden zal wellicht geen besmetting optreden. Het is dan ook erg onwaarschijnlijk dat de decontaminatiedouches in gebruik zullen worden genomen (beperkt watergebruik en met erg laag radioactiviteitsniveau).
11. Elektromagnetische interferentie op de rolbrug, op de trolley en op het I&Cnetwerk
Incident
Door I&C-apparatuur te gebruiken met een EMC-kwalificatie (elektromagnetische compatibiliteit) zal elektromagnetische interferentie geen storingen meer veroorzaken. Functieverlies veroorzaakt bovendien een operationele stop.
12. DifferentiĂŤle zettingen en verzakkingen
Ontwerpongeval
Rekening gehouden in het ontwerp van de bergingsinstallatie. Ook zijn de maatregelen voorhanden zodat zij of hun effecten niet tot onaanvaardbare radiologische gevolgen leiden. Dit zijn enkele van de maatregelen: voldoende kwaliteitscontrole van het afval, ruimtes in de installatie dichtmaken, compensatiemechanismes aanbrengen in de structuur van de berging (b.v. de rolbanen), modules per vier homogeen opvullen, structurele monitoring om afwijkingen tijdig op te sporen.
13. Kantelen van een monoliet
Ongeval
Een valproef op een monoliet type I leert dat zelfs indien de caisson ernstige schade oploopt, de metalen vaten lekvrij bleven. Bovendien zorgt een afdekplaat voor bescherming van de omliggende monolieten en wordt de potentiĂŤle energie verdeeld over de kantelende monoliet en het getroffen object.
14. Lozing in bodem van radioactieve inhoud die uit de monolieten is uitgeloogd
Incident
Een stalen dak, drainagesysteem, inspectieruimtes met ondoordringbare vloeren, een buffertank en een toezichtsprogramma maken dat dergelijke lozingen slechts beperkt of helemaal niet voorkomen.
114
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
13.5
Analyse van gebeurtenissen van externe oorsprong Gebeurtenis
1. Overstromingsrisico
Classificatie Ontwerpongeval
Ontwerpmaatregelen In rekening gebracht bij het ontwerp van de bergingsinstallatie: Het laagste toegangspunt van de bergingsstructuur ligt hoog genoeg om het risico te beperken, een anti-capillaire barrière is voorzien onder de zand-cementophoging waarop de modules worden gebouwd, de infiltratiebekkens hebben voldoende capaciteit om regenwater op te vangen en te vermijden dat het waterpeil op de terreinen bovenmatig zou stijgen. Ook met het feit dat de terreinen door de aanwezigheid van gebouwen over minder infiltratieoppervlakte beschikken, is hier rekening gehouden.
2. Explosies door nabijgelegen industriĂŤle activiteiten
Incident
Omdat de waarschijnlijkheid lager dan 10-7 per jaar is, wordt het gevaar voor externe explosies buiten beschouwing gelaten
3. Bosbrand
Incident
Tot op 50 m van de bergingsstructuur mag geen bos staan om het risico gekoppeld aan bosbranden te beperken. Indien een bosbrand wellicht grote hinder zal veroorzaken, kan men een operationele stop inlassen.
4. Vliegtuigcrash
Referentieongeval
5. Aardbeving
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
Ontwerpongeval
1, 07 December 2012
Vanuit conservatieve veronderstellingen betreffende het aantal monolieten dat gevolgen ondervindt van een vliegtuigcrash en rekening houdend met de radiologische bronterm zullen de radiologische gevolgen maximaal enkele millisieverts bedragen. Rekening gehouden in het ontwerp van de bergingsinstallatie. Drie referentie seismische gebeurtenissen worden gedefinieerd [HS-4]: een ontwerpaardbeving (DBE) tijdens de exploitatiefase (modules kunnen weerstaan en een veilige stop van de exploitatie is mogelijk); een ontwerpaardbeving (DBE) tot het einde van de nucleaire reglementaire controlefase (de bergingsstructuur is ontworpen om weerstand te bieden aan een dergelijke gebeurtenis); een aardbevein groter dan een ontwerpaardbeving (BDBE) tot het einde van de isolatiefase om het gedrag van de veiligheidscomponenten te controleren (in het bijzonder de monoliet) onder een ernstigere gebeurtenis. Ook belangrijk op te merken is dat de liquefactieanalyse aantoont dat de alge-
115
hele structurele integriteit onaangetast blijft. 6. Regen: modules die vollopen
Ontwerpongeval
Rekening gehouden in het ontwerp van de bergingsinstallatie: stalen dakstructuur en drainagesysteem naar een buffertank die het water opvangt dat zich in de modules kan ophopen (capaciteit om regen op te vangen indien de dakstructuur van één module het bij zware regenval begeeft). Na controle van de radioactiviteit op waterstalen wordt het opgevangen water voor behandeling naar Belgoprocess verstuurd. Wanneer de dakstructuur is weggehaald, zorgt een multi-lagen afdekking ervoor dat zo weinig mogelijk water in de modules loopt. Tijdens de sluitingsfase gaat men de buffertank verwijderen en de modules en het drainagesysteem opvullen zodat er zich geen water in ophoopt.
Ontwerpongeval
De stalen dakstructuur is ontworpen om – tot een zeker niveau - wind en tornado's, sneeuw en temperatuurschommelingen te weerstaan.
8. IJs: trolley ontspoort
Incident
Ontijzingssysteem voor de sporen, snelheidsbeperking voor de trolley en IP-2-ontwerp van de monolieten.
9. Inslaande objecten door wind/tornado
Ongeval
De monoliet voldoet aan de criteria van een IP-2-transportcontainer (geen ernstige schade aan de monoliet na een valproef van een genormaliseerde hoogte). De schade aan de monolieten blijft dus beperkt.
10. Bliksem
Incident
De gebouwen op de site zullen worden beschermd tegen blikseminslag (bliksembeveiligingssysteem).
11. Storing van I&C ten gevolge van natuurlijke elektromagnetische interferentie
Incident
Door I&C-apparatuur te gebruiken met een EMC-kwalificatie (elektromagnetische compatibiliteit) zal elektromagnetische interferentie geen storingen meer veroorzaken. Functieverlies veroorzaakt bovendien een operationele stop.
7. Extreme klimaatcondities
12. Sabotage, intrusie, terrorisme
116
Ontwerpongeval
Blootstelling aan en bescherming tegen de stressfactoren sabotage, intrusie en terrorisme zijn zaken die in het beveiligingsdocument aan bod komen.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
13.6
Conclusie
De processen die tijdens de levensduur van de bergingsinstallatie in Dessel optreden zijn voor het grootste deel eenvoudig en vinden normaal gezien niet plaats in extreme omstandigheden. Dit maakt dat de normale bedrijfsomstandigheden veilig zijn en dat er door potentiĂŤle incidenten tijdens de levensduur van de bergingsinstallatie wellicht geen radioactiviteit vrijkomt. Correcte ontwerpmaatregelen (zoals b.v. de elektromagnetische compatibiliteit van I&C-apparatuur) hebben ervoor gezorgd dat dergelijke incidenten weinig risico inhouden. Daarenboven maken specifieke exploitatieprocedures wanneer nodig, dus als er zich een incident voordoet, een veilige stop van de exploitatie mogelijk (de activiteiten worden bijvoorbeeld stilgelegd bij hevige wind of wanneer functies/services zijn uitgevallen). De mogelijke radiologische gevolgen voor werknemers, bevolking en leefmilieu blijven dan ook aanvaardbaar laag. Voor verschillende gebeurtenissen van externe en interne oorsprong moet het ontwerp van de installatie de veiligheid kunnen garanderen (i.e. ontwerpongevallen): aardbevingen, overstromingen, sneeuw, wind en tornado is het ongeval dat de meest vergaande radiologische gevolgen heeft (referentieongeval) en kan dienen als referentie voor andere ongevallen die de integriteit van monolieten door een inslag of door brand in het gedrang brengen. Conservatief mogen we aannemen dat de radiologische gevolgen tot enkele millisieverts kunnen oplopen.
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
117
14
Hoofdstuk 14: Veiligheidsevaluatie – langetermijn veiligheid [HS-14]
14.1
Inleiding en doelstellingen
Op lange termijn kunnen stralingsrisico’s van oppervlakteberging zowel een gevolg zijn van geleidelijke processen (zoals de degradatie van barrières) die vooral het insluitingsvermogen bedreigen als van eenmalige gebeurtenissen (zoals onopzettelijke menselijke intrusie) die de afzondering van het afval ten opzichte van de biosfeer kunnen bedreigen. De belangrijkste doelstellingen van een veiligheidsevaluatie bestaan erin, rekening houdend met alle relevante onzekerheden, aan te tonen dat:
de ingeschatte radiologische impacts te allen tijde in overeenstemming zijn met de geldende (reglementaire)
de performantie van het bergingssysteem in zijn totaliteit en zijn afzonderlijke SSCs afdoende is en een vol-
criteria, en doende niveau van gelaagde bescherming biedt.
14.2
Aanpak van de evaluatie van de veiligheid op lange termijn
14.2.1 Ontwikkeling en beschrijving van scenario’s
De veiligheidsevaluatiemethodologie die NIRAS toepast voor de oppervlakteberging in Dessel is gebaseerd op de methodologie ontwikkeld in het IAEA ISAM project. De veiligheidsevaluatie bestaat uit drie fasen:
de voorbereiding van de evaluatie – tijdens welke, op basis van ervaring en kennis opgedaan in eerdere iteraties en stappen van het bergingsprogramma, ►
de context voor de veiligheidsevaluatie beschreven wordt in het licht van de randvoorwaarden, en
►
de evaluatiebasis ontwikkeld wordt;
de uitvoering van de kwantitatieve evaluatie die bestaat uit de kwantitatieve voorstelling en analyse van het bergingssysteem in termen van performantie en veiligheid. Deze fase omvat drie stappen: ►
het definiëren van scenario's en rekengevallen die een voldoende brede veiligheidsevaluatie mogelijk maken, rekening houdend met de context, inclusief de verschillende doelstellingen van de evaluatie en de wetenschappelijke kennis verzameld in de evaluatiebasis,
►
het formuleren en implementeren van modellen voor de bepaling van de (radiologische) gevolgen van de scenario’s en hun rekengevallen, evenals van de (robuustheid van de) performantie van het bergingssysteem, en
►
het uitvoeren van de analyses, waarvan de uitkomst in overeenstemming dient te zijn met de context (inclusief de geldende vergelijkingscriteria) voor de veiligheidsevaluatie;
de interpretatie en voorstelling van de resultaten – teneinde een duidelijk en overtuigend beeld te schetsen van de veiligheid en performantie van het bergingssysteem en de invloed van de behandelde onzekerheden. Deze fase behelst eveneens het beoordelen van de aanvaardbaarheid.
Een overzicht van de verschillende scenario’s, hun doel en hun belangrijkste hypothesen wordt gegeven in Tabel 15.
118
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Tabel 15: Overzicht van de verschillende scenario’s beschouwd bij de evaluatie van de radiologische langetermijn veiligheid, samen met het doel van de scenario’s en de belangrijkste hypothesen qua performantie en blootstellingsgroep. Scenario
Doel
1.1) Likely evolution scenario – LES
1) Radiologische impact toetsen (< 0,3 mSv/jaar) 2) Optimalisatie toetsen
1.2) Referentie scenario – RS
1) Optimalisatiemarge toetsen (< 0,1 mSv/jaar) 2) Bepalen radiologische capaciteit van de berging
1.3) Expected evolution scenario – EES
Gevoeligheidsstudie modelhypothesen (scheuren, type monolieten, sorptiewaarden, heterogeniteit activiteit in de berging ...)
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
1) Verwachte evolutie qua performantie Hypothesen performantie
Hypothesen blootstellingsgroep Aannemelijke blootstellingsgroep: Waterput middenin de berekende pluim, op enkele honderden meters van de berging 50% Zelfvoorzienende landbouwer gemeenschap
Aannemelijke hypothesen performantie: Performantie volgens veiligheidsconcept maar onderstelling van snelle fysische degradatie van modules over ~150 jaar vanaf 350 jaar Onderstelling dat monoliet vanaf 350 jaar trager fysisch degradeert dan de beschermende module errond Onderstelling dat afdekking na 350 jaar geleidelijk degra-9 deert tot rest-performantie van 1 10 m/s Best-estimate waarden qua chemische retentie Conservatieve hypothesen performantie: Performantie volgens veiligheidsconcept maar onderstelling van snelle fysische degradatie van modules en monolieten over ~150 jaar vanaf 350 jaar Onderstelling dat monoliet even snel degradeert als beschermende module errond Onderstelling dat afdekking na 350 jaar geleidelijk degra-8 deert tot rest-performantie van 1,3 10 m/s Best-estimate waarden qua chemische retentie Hypothesen performantie variëren tussen zeer conservatief, aannemelijk en hoog: Performantie volgens veiligheidsconcept maar snelle fysische degradatie van modules over ~150 jaar vanaf 350 jaar Onderstelling dat monoliet trager fysisch degradeert (~400 jaar) dan de beschermende module errond Onderstelling dat afdekking na 350 jaar geleidelijk degra-8 deert tot rest-performantie van 1,3 10 m/s Chemische retentie waarden variëren over volledige range van waarden in de literatuur (laag, best-estimate, hoog)
Worst case hypothetische blootstellingsgroep: Waterput op 70 m van de berging maximum waarde van de radionucliden-concentratie (70 m) 100 % zelfvoorzienende landbouwer gemeenschap
119
Scenario 2.1) Alternatieve referentie scenario’s – ARS
2.2) Alternatieve evolutie scenario’s – AES
2.3) Penaliserende scenario’s – PS
2.4) Onopzettelijke menselijke intrusiescenario’s – HIS
Doel 1) Radiologisch risico toetsen -6 (< 10 /jaar) bij minder waarschijnlijke verstoringen aan RS Vergelijking met RS 2) Bepalen eventuele bijkomende beperking van radiologische capaciteit van de berging 1) Analyse van robuustheid indien barrières en/of functionaliteiten verstoord worden ten opzichte van EES Argumentatie voor passend niveau van gelaagde bescherming 1) Restrisico bepalen na enkele 1000’en jaren: radiologische impact toetsen (orde grootte 3 mSv/jaar) 2) Bepalen eventuele bijkomende beperking van radiologische capaciteit van de berging 1) Restrisico bepalen na enkele 100’en jaren: Radiologische impact toetsen (ordegrootte 3 mSv per intrusie en/of per jaar)
2) Verstoringen aan de verwachte evolutie qua performantie Hypothesen performantie Hypothesen blootstellingsgroep Conservatieve hypothesen performantie: Verstoringen op 100 jaar door slechte constructie van afdekking, modules en slechte afdichting van inspectieruimte en drainagesysteem Verstoring op 350 jaar door zware aardbeving die zeer snelle degradatie over ~50 jaar van modules en monolieten teweegbrengt Worst case hypothetische blootstellingsgroep: Best-estimate waarden qua chemische retentie Waterput op 70 m van de berging maximum waarde van
(Quasi) afwezigheid van performantie na 2000 jaar: enkel nog een beperkte sorptie ondersteld op zand en op kalksteen.
Worst case hypothetische blootstellingsgroepen: Waterput door de restanten van de berging + 730 liter per jaar ingestie van besmet drinkwater Residentie bovenop afval
Per definitie afwezigheid performantie: intrusie tot bij het afval op 350 jaar
Worst case hypothetische blootstellingsgroepen: Blootstellingen bij analyse van boorkern, nemen van een boorkern en constructiewerkzaamheden in het afval Residentie bovenop materiaal uitgegraven bij boorkern en constructiewerkzaamheden
2) Bepalen van de toelaatbare activiteitsconcentraties in het afval en van radiologische capaciteit van de berging
120
de radionucliden-concentratie (70 m) 100 % zelfvoorzienende landbouwer gemeenschap
Conservatieve hypothesen performantie: Verstoringen op zowel afdekking, module, monoliet, ophoging als combinaties ervan. Verstoringen vanaf 100 jaar. Best-estimate waarden qua chemische retentie
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
14.2.2 Beoordelingscriteria en indicatoren
De geëvalueerde effectieve (volg)dosis [Sv] of het dosistempo [Sv/jaar] opgelopen door een representatief persoon is de primaire kwantitatieve veiligheidsindicator. Als alternatief kan het individueel risico gebruikt worden als indicator onder potentiële blootstellingen. Een probleem inherent aan het gebruik van risico als een indicator is dat het vaak niet mogelijk is om de waarschijnlijkheid waarmee een scenario/rekengeval zich zou kunnen voordoen, met redelijke zekerheid toe te wijzen. Criteria voor dosis en risico zijn vastgelegd in termen van beperkingen en referentiewaarden welke samen met de optimalisatie van bescherming worden gebruikt om individuele doses te beperken. Voor de veiligheid op lange termijn van een bergingsinstallatie is er in de eerste plaats als reglementaire radiologische limiet de dosisbeperking van niet meer dan 0,3 mSv/jaar voor een individu van de referentiegroep van de bevolking voor de scenario’s van verwachte evolutie (LES). In het kader van de beoordeling van radiologische optimalisatie wordt voor een bergingsinstallatie eveneens gestreefd naar doses onder de optimalisatiestreefwaarde van “0,1mSv/jaar voor een hypothetische zelfvoorzienende gemeenschap direct naast de berging” (RS). In de radiologische veiligheidsevaluaties worden voor beide reglementaire gevallen de nodige beoordelingen uitgevoerd om de radiologische bescherming door het bergingssysteem op voorzichtige wijze te evalueren. Radiologische impacts onder ARS’en betreffen potentiële blootstellingen onder een zeker niveau van nietfunctioneren van de berging en worden geëvalueerd in samenhang met een kwalitatieve indicatie van de aannemelijkheid – en waar mogelijk van (kwantitatieve) waarschijnlijkheid – van de scenario’s en dus wordt het radiologische risico geschat. Hoewel de AES’en formeel geen deel uitmaken van de veiligheidsanalyse, worden hun mogelijke gevolgen toch gekwantificeerd in het kader van de performantieanalyse. Bepaalde rekengevallen van AES’en zijn zeer weinig plausibel en vormen enkel en alleen een test voor de robuustheid van het systeem. Intrusiescenario’s (HIS’en) zijn gestileerde, hypothetische scenario’s die in termen van dosis een redelijke bovengrens vormen voor impacts op individuen die op enig punt in de toekomst zouden kunnen binnendringen in de installatie of leden van de naburige bevolking die geconfronteerd worden met de gevolgen van dergelijke intrusies; terwijl er onder penaliserende scenario’s (PS’en) wordt vanuit gegaan dat het afzonderings- of insluitingsvermogen eensklaps volledig wegvalt, wat eveneens een hypothetische situatie is. Onder de huidige normen zou een ‘herontdekking’ van het bergingssysteem aanzien worden als een bestaande blootstellingssituatie, waarvoor een dosisreferentiewaarde van de orde van enkele mSv per jaar kan vooropgesteld worden. Het FANC heeft deze dosisreferentiewaarde zowel voor HIS als PS gespecificeerd als 3 mSv(/jaar). De belangrijkste beperking bij het gebruik van dosis en risico als veiligheidsindicatoren houdt verband met de in de tijd toenemende onzekerheden die een kwantitatieve schatting bemoeilijken. Volgende bijkomende veiligheidsindicatoren worden beschouwd in dit dossier: activiteitsconcentratie in water voor menselijke consumptie, radiotoxiciteitsflux naar het grondwater als een functie van de tijd [Sv/jaar] en tijdsgeïntegreerde radiotoxiciteitsflux naar het grondwater (cumulatieve radiotoxiciteit [Sv]), ruimtelijke distributie van activiteits- en radiotoxiciteitsconcentratie in de vloeibare en vaste fase van de aquifer als een functie van tijd. Om stralingsdoses aan niet-menselijke biota (flora en fauna) en de effecten ervan op populaties van nietmenselijke biota te kunnen schatten wordt gebruik gemaakt van een risicoquotiënt (RQ), dat wordt gedefinieerd
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
121
als de verhouding van een geschat dosistempo [Gy/h] ten opzichte van de referentiewaarde van het dosistempo waaronder geen potentiële effecten worden verwacht op populaties van niet-menselijke biota. Deze referentiewaarde wordt voor alle types niet-menselijke biota conservatief vastgesteld op 10 µGy/h.
14.3
Wetenschappelijke en technische basis voor de evaluatie
Hoofdstuk 14 is ontwikkeld in lijn met de structuur van het veiligheidsrapport, rekening houdend met de input uit de veiligheidsstrategie, inclusief het veiligheidsconcept. Het neemt eveneens de wetenschappelijke en technische evaluatiebases gedocumenteerd in Hoofdstukken 4 tot en met 11 in aanmerking.
14.4
Screening van radionucliden
14.4.1 Modellen
Een screening van radionucliden werd toegepast op de referentiebronterm “versie 1” om een ‘shortlist’ op te stellen van radionucliden die in de verdere stappen van de veiligheidsanalyse (impactberekeningen) voor oppervlakteberging in Dessel beschouwd moeten worden. 14.4.2 Hypothesen
In het screeningproces worden verschillende mechanismen van vrijkomen behandeld: via uitloging naar het grondwater; ten gevolge van toekomstige menselijke acties (intrusie); en gasvormige vrijzetting (via de atmosfeer). 14.4.3 Radiologische impact
In totaal werden 40 radionucliden aangemerkt als ‘belangrijk geacht voor de langetermijnveiligheid’.
14.5
Radiologische impact onder het likely evolution scenario (LES) voor geleidelijke uitloging
14.5.1 Modellen
Het LES voor geleidelijke uitloging steunt op een keten van drie hoofdmodellen:
Een installatiemodel, met de cementgebaseerde barrières. De beschouwde performantie van deze barrières is
Een hydrogeologisch model, met als eindpunt een dilutiefactor, die de verhouding voorstelt van de concentratie in een hypothetische waterput in het midden van de pluim tot de flux uit beide installaties.
Een biosfeermodel geassocieerd met de waterput. Een 50% zelfvoorzienende landbouwersfamilie betrekt water uit voornoemde put voor alle doeleinden.
gebaseerd op het veiligheidsconcept. Uit het installatiemodel wordt een tijdsafhankelijke flux [Bq/a] op het raakvlak met de aquifer bepaald.
14.5.2 Hypothesen
De conceptualisering van de modellen is zodanig dat het scenario toelaat om de radiologische impact te toetsen aan de reglementaire dosisbeperking van 0,3 mSv/jaar, vooropgesteld dat het bergingssysteem zich gedraagt ‘zo-
122
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
als voorzichtigheidshalve mag verwacht wordenâ&#x20AC;&#x2122; volgens het veiligheidsconcept. Conservatisme is ingebouwd op verschillende niveaus. 14.5.3 Radiologische impact
Voor het LES scenario is het toetsingscriterium een reglementaire dosisbeperking van 0,3 mSv/jaar bovenop de bestaande blootstellingen. Deze dosisbeperking ligt een factor drie onder de dosislimiet voor het publiek van 1 mSv/jaar. Deze dosisbeperking ligt ook een grootteorde onder blootstellingen door natuurlijke bronnen, zodat het effect van de berging in de praktijk nauwelijks waarneembaar zal zijn. De berekende radiologische impact voor (0,001 mSv/jaar) bevindt zich meer dan twee grootteordes onder de 0,3 mSv/jaar (Figuur 4). Op basis van deze evaluaties kan men het systeem bijgevolg als radiologisch geoptimaliseerd bestempelen.
Dosis [mSv/jaar] 10
Wereldwijde gemiddelde blootstellingen door natuurlijke bronnen (1-13 mSv/jaar)
Reglementaire dosislimiet (1 mSv/jaar)
1
Reglementaire dosisbeperking (0,3 mSv/jaar) 0,1
0,01
0,001
0,001 mSv/jaar
0,0001 100 jaar
LES (aannemelijk evolutie scenario)
1000 jaar Tijd sinds start operationele fase
Figuur 1: Radiologische impact bij het LES.
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
123
14.6
Radiologische impact geleidelijke uitloging
onder
het
referentiescenario
(RS)
voor
14.6.1 Modellen
Het referentiescenario voor geleidelijke uitloging steunt op een keten van drie hoofdmodellen:
Een installatiemodel, met de cementgebaseerde barrières. De beschouwde performantie van deze barrières is
Een hydrogeologisch model, met als eindpunt een dilutiefactor, die de verhouding voorstelt van de concentratie in een hypothetische waterput aan de voet van de tumulus tot de flux uit beide installaties.
Een biosfeermodel geassocieerd met de waterput. Een volledig zelfvoorzienende landbouwersfamilie betrekt water uit voornoemde put voor alle doeleinden.
gebaseerd op het veiligheidsconcept. Uit het installatiemodel wordt een tijdsafhankelijke flux [Bq/a] op het raakvlak met de aquifer bepaald.
14.6.2 Hypothesen
De conceptualisering van de modellen is zodanig dat het scenario toelaat een redelijke bovengrens voor de radiologische impact te bepalen, vooropgesteld dat het bergingssysteem zich gedraagt ‘zoals voorzichtigheidshalve mag verwacht worden’ volgens het veiligheidsconcept. Conservatisme is ingebouwd op verschillende niveaus. 14.6.3 Radiologische impact
Er wordt voor deze scenario’s verder gewerkt met een optimalisatiestreefwaarde van 0,1 mSv/jaar. De berekende impact voor dit extreem enveloppe scenario met een hypothetische zelfvoorzienende gemeenschap direct naast de berging situeert zich bovendien onder 0,1 mSv/jaar (Figuur 18) : onder dit scenario wordt de maximale radiologische impact begroot op 0,08 mSv/a rond 500 jaar. Dit is een bijkomend argument dat het systeem als radiologisch geoptimaliseerd kan worden beschouwd. De twee impactcurves op Figuur 18 geven de range aan van de berekende radiologische impacts voor de scenario’s van verwachte evolutie, en bijgevolg de enveloppe resulterend uit de radiologische optimalisatie van de berging. De focus van stralingsbescherming is de laatste jaren geleidelijk verbreed van impacts op de mens naar impacts op niet-menselijke biota. Er werd daarom een eerste evaluatie gemaakt van de radiologische risico’s voor de niet-menselijke biota en deze blijken voor alle beschouwde biota onder het internationaal voorgestelde referentieniveau van 10 µGy/uur te liggen, waaruit kan besloten worden dat zowel mens als milieu afdoende beschermd zijn. Omdat dit domein van de stralingsbescherming in volle ontwikkeling is, maakt een verdere ontwikkeling van de methodologie alsook de toepassing ervan deel uit van het toekomstig onderzoeksprogramma. De langetermijn radiologische impacts zijn sterk lokaal, weinig regionaal verspreid, en nemen sterk af in functie van de afstand tot de berging (Figuur 19). De oppervlakte waar de mogelijke radiologische impacts als gevolg van gebruik van het grondwater hoger zijn dan 1 µSv/jaar voor het RS is sterk beperkt in de ruimte.
de grootte orde van domein waar een dosisimpact hoger dan 1 µSv/jaar zou zijn voor het RS is ongeveer 2 km2,
waar er een impact hoger dan 10 µSv/jaar zou zijn is slechts ongeveer 0,4 km2.
Dit bevestigt het conservatisme dat bij het RS en ARS ingebouwd werd door een waterput direct naast de berging te beschouwen
124
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Dosis [mSv/jaar] 10
Wereldwijde gemiddelde blootstellingen door natuurlijke bronnen (1-13 mSv/jaar)
Reglementaire dosislimiet (1 mSv/jaar)
1
Reglementaire dosisbeperking (0,3 mSv/jaar) Dosis optimalisatie streefwaarde (0,1 mSv/jaar)
0,1
0,081 mSv/jaar
RS (referentie scenario) > Waterput direct naast de berging > 100% zelfvoorzienende gemeenschap
0,01
0,001
0,001 mSv/jaar
0,0001 100 jaar
LES (aannemelijk evolutie scenario)
1000 jaar Tijd sinds start operationele fase
Figuur 18: Radiologische impact bij het RS en het LES.
Figuur 19: Langetermijn impacts voor het referentiescenario (RS) zijn lokaal en beperkt en nemen sterk af in functie van de afstand tot de berging.
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
125
14.7
Radiologische impact onder alternatieve referentiescenario’s (ARS) voor geleidelijke uitloging
14.7.1 Modellen
Ten opzichte van het referentiescenario beschouwen de alternatieve referentiescenario’s (ARS) gedegradeerde performanties van het bergingssysteem, waarbij de veiligheidsfuncties van de SSC’s in mindere mate ingevuld worden dan wat beschouwd wordt in het veiligheidsconcept. Toch wordt aan deze scenario’s nog een zekere mate van plausibiliteit gehecht. 14.7.2 Hypothesen
Daar ARS’en minder plausibele varianten van het RS vertegenwoordigen, heeft het referentieuitlogingsmodel als uitgangspunt gediend bij de implementatie van installatiemodellen (uitloging). De geosfeer- en biosfeermodellering is volledig gelijklopend met het die voor het RS, wat een eenduidig vergelijkingspunt garandeert, en komt daarom niet verder aan bod. De beschouwde alternatieve referentiescenario’s (ARS) en de wijzigingen teneinde de verminderde effectiviteit van veiligheidsfuncties te conceptualiseren worden hieronder beschreven.
Tabel 16: Beschouwde alternatieve referentiescenario’s (ARS). Overweging van lijkheid/waarschijnlijkheid
ARS1: Gebrekkige constructie – defect daksysteem (bathtubbing)
Moduledak en afdekking worden laat in de exploitatiefase geïmplementeerd; de contextuele en andere onzekerheden zijn dus groter. Het is daarom iets meer plausibel dat gebrekkige constructie van het moduledak en afdekking zich zou voordoen in vergelijking met de SSC’s die al voor de bergingsoperaties zelf worden geïmplementeerd. De aannemelijkheid van een dergelijk defect en het uitblijven van reparaties is “laag” omwille van de robuustheid van het ontwerp van de afdekking. In het kader van de toenemende contextuele onzekerheden op termijn heeft het uitblijven van reparatie een iets hogere plausibiliteit.
R2a van afdekking (1.5 ondoorlatende topplaat) en moduledak gedurende fase III en IV R2b/R3 van modulebasis en zandcementophoging (bypass van cementgebaseerd materiaal door overlopend water) gedurende fase III en IV
ARS2: Gebrekkige sluiting – niet opgevulde inspectieruimtes
Rekening houdend met het tijdstip van sluiting (na ca. 100 jaar) zijn er meer contextuele onzekerheden waardoor een gebrekkige implementatie van modaliteiten voor sluiting een “middelmatige” aannemelijkheid heeft. Meer bepaald zou een dergelijke fout (deels) onopgemerkt kunnen blijven indien er bij inspecties tijdens de sluitingsoperaties geen specifieke aandacht aan wordt besteed.
R3 van modulebasis vanaf fase III
Zie ARS2
R2b/R3 van modulebasis gedurende fase III en IV (bypass van cementgebaseerd materiaal) R3 van zandcementophoging (gedeeltelijke bypass)
ARS3: Gebrekkige sluiting – niet afgedicht drainagesysteem
126
aanneme-
Aangetaste SSC’s / veiligheidsfuncties in het veiligheidsconcept
Scenario
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Scenario
Overweging van lijkheid/waarschijnlijkheid
aanneme-
ARS4: Zware aardbeving aan het begin van fase IV – geen invloed op monolieten
Ondanks de contextuele onzekerheid betreffende de duur van de nucleaire reglementaire controlefase III, lijkt het waarschijnlijk dat, ingeval een zware aardbeving optreedt, de gevolgen hiervan voor de berging bekeken zullen worden zolang de site onder nucleaire reglementaire controle is. Daarom wordt een aardbeving pas na opheffing van controle beschouwd voor de bepaling van de impact op lange termijn (decennia/eeuwen na optreden van de aardbeving). De waarschijnlijkheid van optreden van de referentie-BDBE bedraagt 4% op het einde van fase IV; de waarschijnlijkheid van ARS4 wordt bijgevolg als kleiner dan 4% begroot.
Aangetaste SSC’s / veiligheidsfuncties in het veiligheidsconcept
R2a van de afdekking (1.1 biologische laag) waarvoor nog uitsluitend “evapotranspiratie” van toepassing is vroeg in fase IV R2a van afdekking (1.5 ondoorlatende topplaat), moduledak en centrum van de module (4.2 modulewand) vroeg in fase IV R2b van centrum van de module (4.2 modulewand) en modulebasis vroeg in fase IV
14.7.3 Radiologische impact
Voor een beperkt aantal alternatieve scenario’s, welke een lagere waarschijnlijkheid/aannemelijkheid hebben, is het toetsingscriterium een radiologisch risico – dit is de combinatie van radiologische impact, waarschijnlijkheid van voorkomen van het scenario en waarschijnlijkheid van kanker en genetische effecten per eenheid van radiologische impact. De risico beperking is 10-5 /jaar. Er wordt gewerkt met een optimalisatiestreefwaarde van 106
/jaar voor het radiologisch risico.
Gegeven de lage waarschijnlijkheid van voorkomen/aannemelijkheid van scenario’s met een alternatieve evolutie, bevindt het geschatte radiologisch risico voor deze scenario’s zich onder deze streefwaarde. Deze elementen geven aan dat het systeem ook radiologisch geoptimaliseerd is ten opzichte van de resterende verstoringen met een lage waarschijnlijkheid/aannemelijkheid. De berekende radiologische impacts voor deze minder waarschijnlijke scenario’s situeert zich in de meeste gevallen in de omgeving van 0,1 mSv/jaar en in alle gevallen binnen de natuurlijke achtergrond tussen 1 en 13 mSv/jaar: bij slechte sluiting tussen 0,08-0,09 mSv/jaar, bij een zware aardbeving onmiddellijk na opheffing van nucleaire controle 0,5 mSv/jaar, bij een afdekking en moduledak die onmiddellijk na sluiting van de berging degraderen 2,7 mSv/jaar. We merken op dat deze alternatieve scenario’s zeer voorzichtige hypothesen hebben (een hypothetisch scenario van vrijgave, dit wil zeggen zonder performantie van de technische barrières, voor bepaling van restrisico na 200-300 jaar levert een impact van ongeveer 1 mSv/jaar). 14.7.4 Gevoeligheids- en onzekerheidsanalysen voor hypothesen en parameters in het EES en AES
Het bergingssysteem blijkt relatief ongevoelig te zijn aan een heterogene activiteitsverdeling binnen een stapel monolieten en de snelheid van chemische degradatie. Het beschouwen van een hoge diffusiecoëfficiënt, representatief voor gedegradeerd materiaal, geeft aanleiding tot een hogere gevoeligheid, en werd bijgevolg meegenomen in het RS. Onzekerheden betreffende andere types monolieten, de bijdrage van veiligheidsfunctie R1 en hypothesen betreffende biosfeerreceptoren en de positie van de waterput leiden tot een verlaging van de impact en vormen een justificatie voor het enveloppe karakter van de hypothesen onder het RS en de ARS.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
127
Het toekomstige O&O programma zal in eerste instantie focussen op de onzekerheden met een groot potentieel tot reductie die de grootste invloed hebben op de berekende impacts, met name:
diffusiecoëfficiënten voor cementgebaseerde materialen; hydraulisch gedrag van de aardeafdekking en cementgebaseerde materialen en scheurpatronen in de cementgebaseerde barrières; sorptie op cementgebaseerd materiaal.
In deze gevallen zijn de berekende dosisimpacts ofwel gelijkaardig aan het (base case van) het EES van maximaal 0,04 mSv/jaar, ofwel leiden ze slechts tot een beperkte toename. Belangrijk voor de gelaagde bescherming zijn onder andere de volgende conclusies: (1) het geval van scheuren vanaf het begin van fase III leidt tot doses gelijkaardig aan het EES (2) het geval van de laagste waarden voor de sorptie leidt tot doses van maximaal ongeveer 0,3 mSv/jaar. De robuustheidsanalyses hebben ook de effecten onderzocht van extreme bedreigingen en gevoeligheden buiten het gebied van enige plausibiliteit (AES). Maximale effecten als gevolg van de afwezigheid van technische barrières rond het afval leiden tot dosistempi van maximaal slechts enkele mSv/jaar (deze scenario’s zijn zeer conservatief, cfr. hypothetisch vrijgavescenario).
14.8
Radiologische impact onder intrusiescenario’s (HIS)
14.8.1 Modellen
In de veiligheidsanalyse worden zowel de directe als de uitgestelde gevolgen van menselijke intrusie na opheffing van de nucleaire reglementaire controle over de site geëvalueerd aan de hand van, respectievelijk
scenario’s van boring, analyse van een boorkern, en constructie-uitgraving; en residentiescenario’s na boring en na uitgraving.
14.8.2 Hypothesen
Deze scenario’s hebben een enveloppe karakter in termen van impact, wat impliceert dat er geen rekening wordt gehouden met het mogelijke afzonderingsvermogen van bepaalde kunstmatige barrières. Alle relevante blootstellingswegen (ingestie, inhalatie, externe bestraling en huidbesmetting) worden in rekening gebracht. 14.8.3 Radiologische impact
Voor onopzettelijke intrusiescenario’s wordt de radiologische impact vergeleken met een referentiewaarde van 3 mSv/jaar bovenop de bestaande blootstellingen. Deze referentiewaarde situeert zich binnen de natuurlijke achtergrond tussen 1 en 13 mSv/jaar. De piekimpact wordt telkens berekend vlak na de opheffing van de nucleaire reglementaire controle. Voor de onopzettelijke menselijke intrusiescenario’s bevindt de berekende radiologische impact zich tussen 0,004 en 0,189 mSv/jaar en dus ver onder deze referentiewaarde. Voor alle intrusiescenario’s ligt de globale piekdosis (ver) onder referentiewaarde van 3 mSv(/jaar), waardoor deze niet of nauwelijks waarneembaar zal zijn bovenop de natuurlijke achtergrond van enkele mSv/a. Dit beves-
128
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
tigt dat de berging in sterke mate geoptimaliseerd werd door de beperking van de hoeveelheid langlevende radionucliden in het afval.
14.9
Radiologische impact onder penaliserende scenario’s (PS)
14.9.1 Modellen
In lijn met de leidraden van het FANC worden gestileerde penaliserende scenario’s gebruikt om een schatting te maken van de residuele radiologische impact onder zeer pessimistische (penaliserende) omstandigheden wanneer het insluitings- en afzonderingsvermogen van het bergingssysteem wegvalt. 14.9.2 Hypothesen
Hiertoe worden een grondwaterscenario en een grondscenario (directe blootstelling) vooropgesteld. Bij conventie start de impactberekening onder deze omstandigheden na 2 000 jaar. 14.9.3 Radiologische impact
Onder beide scenario’s is de piekimpact van de grootteorde van de dosisreferentiewaarde van 3 mSv/a en dus ook vergelijkbaar met de natuurlijke achtergrond (enkele mSv/a). Het feit dat de berekende doses onder dergelijke uiterst pessimistische omstandigheden slechts enkele mSv/a bedragen, geeft aan dat de berging in sterke mate geoptimaliseerd werd door het activiteitsniveau van langlevende radionucliden in het afval te beperken.
14.10 Essentiële parameters Op basis van alle analyses kan men besluiten dat de hypothesen met betrekking tot modellen en parameters met het belangrijkste effect op de radiologische impact en performantie van de berging zijn: 1) Met betrekking tot veiligheidsfunctie R2a: a) Infiltratie doorheen de afdekking (aarde en ondoorlatende topplaat) b) Gesatureerde hydraulische conductiviteit voor intact beton (ondoorlatende topplaat, moduledak, caisson) c) Evolutie van de hydraulische conductiviteit: 2) Met betrekking tot veiligheidsfunctie R2b: a) Gesatureerde hydraulische conductiviteit voor intact beton (monoliet, modulebasis) b) Evolutie van de hydraulische conductiviteit c) Scheurpatronen d) Diffusiecoëfficiënt 3) Met betrekking tot veiligheidsfunctie R3: a) Sorptie b) Scheurpatronen (mogelijke bypass) c) Porositeit (via retardatiefactor)
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
129
Deze parameters en aannames zullen verder opgevolgd en/of gecontroleerd worden, i.e. tijdens de controles als onderdeel van QA/QC tijdens constructie/implementatie, via het monitoringprogramma met onder andere proefstukken en proefafdekking, of verdere opvolging van wetenschappelijke evoluties en/of eigen O&O.
14.11 Performantieanalyse 14.11.1
Insluitingsvermogen
Met behulp van performantie-indicatoren voor de verschillende rekengevallen van het verwachte evolutiescenario en de alternatieve evolutiescenario’s konden de belangrijkste parameters en processen die bijdragen tot het insluitingsvermogen geïdentificeerd worden: 1) Halfwaardetijd van radionucliden 2) Fysische insluiting door trage diffusie 3) Degradatiesnelheid van fysische insluiting ten gevolge van de degradatie van SSC’s 4) Chemische retentie De performantie van het bergingssysteem wordt verzekerd door een aantal onafhankelijke voorzieningen ( SSC’s en hiermee geassocieerde veiligheidsfuncties). Het aantal voorzieningen vermindert in de tijd in lijn met de afname van het radiologisch risico. De belangrijkste veiligheidsfuncties waarop gesteund wordt, zijn: 1) R2a – beperking van de waterstroming doorheen de beschermende barrières, vooral gedurende fase III (tot 350 a) en IV (tot ~ 816 a); 2) R2b – beperking van advectie en diffusie doorheen de retentiebarrières, vooral gedurende fase III (tot 350 a) en IV (tot ~ 816 a); 3) R3 – vertraging en attenuatie van contaminantenmigratie door chemische retentie gedurende de hele periode na sluiting. Elementen van verdere optimalisatie van het insluitingsvermogen, zowel onder normale omstandigheden als onder plausibele bedreigingen omvatten
het in rekening brengen van R1 voor bepaalde afvalvormen; de basis hiervan dient gelegd te worden in het kader van de afvalconformiteitsdossiers per afvalfamilie;
een diversificatie van de chemische processen en barrières die bijdragen tot R3 (bijvoorbeeld het opvulmateriaal voor de inspectieruimte, in rekening brengen van sorptie op glauconiet in de geosfeer);
een kwantificering van het sorptiegedrag (R3) specifiek voor beton van de Desselse bergingsinstallaties; het stoelen op de karakteristieken van de aardeafdekking (infiltratiebarrière); en een beter begrip van de fysische degradatie van beton.
De robuustheid van de performantie bewijst dat de langetermijnveiligheid van het systeem niet afhangt van één enkel element, één enkele controlemaatregel, één enkele veiligheidsfunctie of één enkele administratieve procedure. Daarom mag de performantie van het insluitingsvermogen van het bergingssysteem als betrouwbaar beschouwd worden, wat, samen met de resultaten van de veiligheidsanalyse die aantonen dat de radiologische impacts en risico’s aanvaardbaar zijn, een belangrijk argument is ter onderbouwing van het vertrouwen in de veiligheid op lange termijn van de bergingsinrichting in Dessel.
130
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
14.11.2
Afzonderingsvermogen
De evaluatie van het afzonderingsvermogen heeft, samen met de impacts berekend voor menselijke intrusie in de veiligheidsanalyse, aangetoond dat het afval compatibel is met berging aan de oppervlakte daar afzondering gedurende enkele honderden jaren voldoende is om voldoende verval te verzekeren zodat de impact van menselijke intrusie te allen tijde aanvaardbaar is. Inderdaad zijn de beperkingen qua toegangscontrole het belangrijkst voorafgaande aan de volledige sluiting van de inrichting, en zorgt de beperking van de bronterm ervoor dat de impacts aanvaardbaar zijn en blijven. De betonnen barrières van het bergingssysteem kunnen een rol spelen in het beperken van de gevolgen van menselijke intrusie. Zij zijn immers niet gemakkelijk doordringbaar en vormen een efficiënte afscherming van straling. Toch hangt de veiligheid van de berging in termen van afzonderingsvermogen niet af van één enkele barrière of controlemaatregel.
14.12 Afleiding van operationele criteria op basis van de langetermijn veiligheidsevaluatie Eén aspect van het globale afvalbeheersysteem betreft het bepalen van criteria op basis waarvan afval geaccepteerd kan worden voor berging. Dergelijke criteria omvatten onder meer beperkingen in termen van activiteitsinhoud, welke afgeleid worden op basis van de resultaten van de langetermijn veiligheidsevaluatie. Teneinde het veilige beheer van afval te garanderen, dienen de vastgestelde beperkingen geformaliseerd te worden in de vorm van operationele criteria waaraan het afval in de berging moet beantwoorden. Deze operationele criteria zijn toegespitst op de 32 kritieke radionucliden en houden rekening met:
de activiteitsconcentratielimiet Ci,max op niveau van geconditioneerd afval [Bq/m³]; de radiologische capaciteit van de bergingsinrichting Ai,max [Bq]; en mogelijke heterogeniteiten en speciale afvalfamilies (compatibiliteit met de installatie).
Table 17: Activiteitsconcentratielimiet Ci,max op niveau van geconditioneerd afval [Bq/m3] voor de 32 kritieke radionucliden i. Nucl. Be-10 C-14 Cl-36 Ca-41 Ni-59 Ni-63 Se-79 Sr-90 Nb-94 Mo-93 Tc-99 Ag-108m Sn-126 I-129 Cs-135 Cs-137
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
Ci,max [Bq/m3 ]
1, 07 December 2012
5,31E+13 1,07E+14 6,00E+13 3,42E+13 6,51E+12 3,15E+15 2,07E+13 2,68E+15 1,07E+10 1,31E+12 9,30E+13 1,68E+10 8,25E+09 3,03E+11 3,00E+13 2,97E+13
Nucl. Ra-226 Th-232 U-233 U-234 U-235 U-238 Np-237 Pu-238 Pu-239 Pu-240 Pu-241 Pu-242 Pu-244 Am-241 Am-243 Cm-244
Ci,max [Bq/m3 ]
7,50E+09 6,03E+09 3,57E+10 1,08E+10 1,23E+10 6,87E+09 2,46E+10 2,36E+12 2,07E+11 2,10E+11 8,52E+12 2,12E+11 1,17E+10 2,92E+11 5,61E+10 7,62E+13
131
Table 18: Radiologische capaciteit Ai,max op niveau van de berging [Bq] voor de 32 kritieke radionucliden i. Nucl. Be-10 C-14 Cl-36 Ca-41 Ni-59 Ni-63 Se-79 Sr-90 Nb-94 Mo-93 Tc-99 Ag-108m Sn-126 I-129 Cs-135 Cs-137
132
Ai,max [Bq ] 9,51E+11 7,33E+13 1,51E+12 5,01E+12 2,77E+14 6,78E+16 1,33E+11 1,23E+17 1,88E+13 3,46E+11 2,09E+12 1,93E+11 4,30E+12 1,82E+10 2,02E+11 3,98E+15
Nucl. Ra-226 Th-232 U-233 U-234 U-235 U-238 Np-237 Pu-238 Pu-239 Pu-240 Pu-241 Pu-242 Pu-244 Am-241 Am-243 Cm-244
Ai,max [Bq ] 1,70E+10 8,62E+11 1,19E+12 4,01E+11 4,75E+11 1,73E+12 5,90E+10 1,12E+15 1,21E+12 1,72E+13 9,05E+15 4,96E+11 2,10E+11 3,10E+14 3,72E+12 6,25E+15
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
15
Hoofdstuk 15: Conformiteitscriteria voor bergingscolli [HS-15]
15.1
Inleiding en doelstellingen
Het doel van hoofdstuk 15 is het afleiden en definiëren van de conformiteitscriteria voor de monolieten. Deze conformiteitscriteria zijn de vereisten waaraan een collo radioactief afval aangeboden aan de oppervlaktebergingsinstallaties te Dessel moet voldoen opdat het toelaatbaar zou zijn vanuit het oogpunt van de doenbaarheid en veiligheid van de bergingsoperaties en de veiligheid van het beheer op lange termijn van het geborgen radioactief afval. Van deze vereisten wordt verwacht dat ze zullen worden vastgelegd in de vergunning van de bergingsinrichting. De conformiteitscriteria voor monolieten zullen overeenkomen met de ‘acceptatiecriteria’ die NIRAS in de toekomst zal opstellen voor monolieten, met uitzondering van de acceptatiecriteria van administratieve aard (behandeling van afwijkingen en niet-conformiteiten) en eventuele acceptatiecriteria met betrekking tot technische optimalisaties. De hier gepresenteerde conformiteitscriteria zijn gestructureerd op een manier die is geënt op de Algemene Regels voor het opstellen van acceptatiecriteria, met uitzondering van de administratieve bepalingen ervan. Het aantonen dat het voldoet aan de conformiteitscriteria zal gebeuren op de volgende manier:
maakt deel uit van de erkenning van de caisson of van de erkenning van het eindconditioneringsprocedé (inclusief specifieke controles opgelegd worden door de operationele procedures en die genoteerd worden in het productiedocumentatiedossier van de monoliet).
gebeurt al tijdens een afvalacceptatie stroomopwaarts van de afvalcyclus, hetzij bij het aanbieden ter conditionering voor opslag, hetzij bij het aanbieden aan een opslaggebouw, hetzij bij het aanbieden aan IPM. wordt gecontroleerd bij het aanbieden aan de bergingsinstallatie.
15.1.1 Methodologie voor de afleiding van conformiteitscriteria
De conformiteitscriteria zijn ingedeeld volgens de aard van de technische eigenschappen van de monoliet en het erin vervatte afval, meer bepaald de mechanische, fysische, chemische, biologische en radiologische eigenschappen en deze aangaande het risico op kritikaliteit. Vervolgens zijn daar de conformiteitscriteria aan toegevoegd in verband met een aantal randvoorwaarden, die zijn samengebundeld onder de thema’s ‘erkenningen’, ‘overeenstemming met vergunningen’ en ‘opvolging in de tijd’. Bij het afleiden van de conformiteitscriteria is er van uitgegaan dat de veiligheidsfuncties, die zijn gedefinieerd in [HS-7], gerealiseerd worden door een aantal conformiteitscriteria van fysische aard. De afleiding van de conformiteitscriteria is gebeurd per component van de monoliet. Er wordt opgemerkt dat deze onderverdeling op basis van de componenten van de monoliet alleen zinvol is voor de eigenschappen van mechanische, fysische en radiologische aard. Bij de afleiding van de conformiteitscriteria wordt telkens bekeken op welke manier de technische eigenschappen van een bepaalde component de veiligheidsfuncties realiseren of behoeden voor verstoring. Op basis van deze beschouwing worden voor deze component een aantal objectieven opgesomd. Door deze objectieven om te zetten in vereisten, meestal door er bepaalde kwantitatieve of kwalitatieve limieten aan te ver-
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
133
binden, ontstaan de conformiteitscriteria. De randvoorwaarden voor ‘erkenningen’, ‘overeenstemming met vergunningen’ en ‘opvolging in de tijd’ leiden in principe op een meer directe manier tot de definitie van conformiteitscriteria. De hier opgelegde kwantitatieve of kwalitatieve limieten zijn: geheel of gedeeltelijk afgeleid in dit hoofdstuk [HS-15], overgenomen uit de andere hoofdstukken van het onderhavig Veiligheidsrapport (meestal [HS-7] of [HS-14]), overgenomen uit het Veiligheidsrapport van IPM, of overgenomen uit de algemene reglementaire voorwaarden of eventuele speciale vergunningen voor het transport van een monoliet naar de bergingsinstallatie.
15.2
Mechanische conformiteitscriteria
15.2.1 Mechanische criteria met betrekking tot de caisson
De caisson moet zodanige mechanische eigenschappen hebben dat hij, na de afdichting van de module waarin de monoliet zich bevindt:
De normale statische belastingen waaraan hij onderworpen zal worden, kan worden opvangen zonder hierbij schade op te lopen die de veiligheid van het verdere langetermijn beheer van de monoliet in gevaar kan brengen.
De in een (extern) referentieongeval optredende dynamische en statische belastingen kan opvangen zodanig dat de gevolgen ervan beheersbaar blijven, en dat in functie van het risico verbonden aan het ongeval.
De caisson moet zodanige mechanische eigenschappen hebben dat hij, vóór de afdichting van de module waarin de monoliet zich bevindt:
Zijn fysieke integriteit bewaart bij de normale operationele handelingen met de monoliet alsook in mogelij-
De in een (operationeel) referentieongeval optredende dynamische en statische belastingen kan opvangen
ke incidentele omstandigheden. zodanig dat de gevolgen ervan beheersbaar blijven, en dat in functie van het risico verbonden aan het ongeval.
15.2.2 Mechanische criteria met betrekking tot de afdichting van de caisson
De afdichting van de caisson moet zodanige mechanische eigenschappen hebben dat zij, na de afdichting van de module waarin de monoliet zich bevindt:
De normale statische belastingen waaraan zij onderworpen zal worden, kan opvangen zonder hierbij schade
De in een (extern) referentieongeval optredende dynamische en statische belastingen kan opvangen zodanig
op te lopen die de veiligheid van het verdere langetermijn beheer van de monoliet in gevaar kan brengen. dat de gevolgen ervan beheersbaar blijven, en dat in functie van het risico verbonden aan het ongeval.
De afdichting van de caisson moet zodanige mechanische eigenschappen hebben dat zij, vóór de afdichting van de module waarin de monoliet zich bevindt:
Haar fysieke integriteit bewaart bij de normale operationele handelingen met de monoliet alsook in mogelij-
De in een (operationeel) referentieongeval optredende dynamische en statische belastingen kan opvangen
ke incidentele omstandigheden. zodanig dat de gevolgen ervan beheersbaar blijven, en dat in functie van het risico verbonden aan het ongeval.
134
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
15.2.3 Mechanische criteria met betrekking tot de immobilisatiematrix
De immobilisatiematrix moet:
De ruimte tussen de caisson en het ingebracht radioactief zoveel mogelijk opvullen. NIRAS vereist hiervoor dat tijdens de eindconditionering een zodanige hoeveelheid immobilisatiemortel gebruikt wordt dat het niveau ervan op stabiele wijze de hoogte van het deksel van de caisson bereikt en aldus uit de inwendige ruimte van de caisson treedt.
Een voldoende hoge druksterkte bezitten, opdat de immobilisatiematrix niet zou verbrijzelen onder invloed van de dynamische mechanische belastingen tijdens normale operationele handelingen, in mogelijke incidentele omstandigheden, of bij een referentieongeval tijdens operationele handelingen. De minimale druksterkte voorgeschreven in [HS-7] §3.5 is hiervoor voldoende hoog.
15.2.4 Mechanische criteria met betrekking tot het ingebracht radioactief afval, of de monoliet in zijn geheel
Geen specifieke conformiteitscriteria.
15.3
Fysische conformiteitscriteria
15.3.1 Fysische criteria met betrekking tot de caisson
De caisson moet:
De fysische verschijningsvorm en afmetingen hebben die bepaald zijn in [HS-7]; Qua materialen gebruikt voor zijn wanden: Een beton gebruiken dat behoort tot de sterkteklasse bepaald in [HS-7] en waarvan de samenstelling en de eigenschappen overeenstemmen met de voorschriften in [HS-7]. Wapeningsijzer gebruiken dat een rekgrens heeft die groter of gelijk is aan de waarde bepaald in [HS-7].
Geconstrueerd zijn volgens een procedé dat het ontwerp kan realiseren dat is beschreven in [HS-7].
De caisson moet zijn fysieke integriteit bewaren bij de thermische belastingen als gevolg van normale temperatuursvariaties in de periode vóór de afdichting van de module waarin de monoliet zich bevindt. 15.3.2 Fysische criteria met betrekking tot de afdichting van de caisson
De afdichting van de caisson moet:
De fysische verschijningsvorm en afmetingen hebben die bepaald zijn in het specifiek ontwerp dat voorzien is voor de afdichting van de caisson (maar waarvan in de huidige stand van onderzoek en ontwikkeling de details nog niet zijn uitgewerkt);
Qua materialen, de immobilisatiemortel gebruiken; Geconstrueerd zijn tijdens het eindconditioneringsprocedé.
15.3.3 Fysische criteria met betrekking tot de immobilisatiematrix
De immobilisatiematrix van de monoliet moet:
Het ingebracht radioactief afval omgeven in een voldoende hoeveelheid en hierbij, gelet op de stromingsrichting van het indringende hemelwater onder invloed van de zwaartekracht, ten minste de boven- en zij-
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
135
kanten ervan volledig bedekken. Voor de hoeveelheid immobilisatiematrix vereist NIRAS dat het volume hiervan minstens even groot is als het fysiek volume van het ingebracht radioactief afval.
ď&#x201A;§
Afkomstig zijn van een mortel waarvan de samenstelling en de eigenschappen overeenstemmen met de voorschriften in [HS-7], inclusief de waarde van de druksterkte na het uitharden
Tijdens het uitharden van de immobilisatiematrix moet de monoliet in zo stabiel mogelijke geschikte omgevingsomstandigheden bewaard worden. 15.3.4 Fysische criteria met betrekking tot het ingebracht radioactief afval
Bij de monoliet van type I of type II moet de afvalvorm van het ingebracht radioactief afval een druksterkte hebben van ten minste 30 MPa in geval van heterogene conditionering in een cementmatrix of 20 MPa in geval van homogene conditionering in een cementmatrix. Bij de monoliet type I of type II, mag het volume binnen de verpakking van de colli ingebracht radioactief afval voor niet meer dan 20% uit holle ruimtes bestaan. Bij de monoliet type III mogen de individuele stukken ingebracht radioactief afval geen ingesloten of quasi ingesloten holle ruimtes bevatten. Individuele stukken die holtes of concave oppervlakken vertonen, moeten hiermee opwaarts gericht in de caisson geplaatst worden, zodat er tijdens de eindconditionering plaatselijk geen luchtbellen kunnen ingesloten raken. Het ingebracht radioactief afval mag geen vrije vloeistoffen bevatten. Bij de monoliet type III mag het ingebracht radioactief afval geen gemakkelijk verspreidbare materialen met relatief fijne deeltjes bevatten. 15.3.5 Fysische criteria met betrekking tot de monoliet in zijn geheel
De totale massa van de monoliet mag niet meer bedragen dan: 15 400 kg voor een type I monoliet; 16 900 kg een type II monoliet; 20 000 kg een type III monoliet. De projectie van het zwaartepunt van de monoliet op diens bodemoppervlak moet zich bevinden binnen een cirkel rond het middelpunt van dit bodemoppervlak, waarvan de straal wordt bepaald door de mechanische vereisten van de grijpers voorzien voor het hanteren van de monolieten.
15.4
Chemische conformiteitscriteria
15.4.1 Cellulosehoudende stoffen
In verband met de cellulosehoudende stoffen, is gekend dat het degradatieproduct ISA een complexerend agens is met een uitgesproken verstorend effect op de chemische retentie van op cementgebaseerde barrières, met andere woorden de R3-functie (en eigenlijk ook de R1-functie in het geval van in cement geconditioneerd ingebracht radioactief afval). In de praktijk is het opleggen van een conformiteitscriterium in de vorm van een maximale inhoud aan cellulosehoudende stoffen niet doenbaar. In de plaats daarvan zal men de radiologische inhoud van het afval beperken in functie van de inhoud aan cellulosehoudende stoffen.
136
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
De beperking van de radiologische inhoud van het afval uit zich daarom concreet in het opleggen van een correctie factor in functie van de hoeveelheid cellulosehoudende stoffen aanwezig in het ingebracht radioactief afval. De correctie factoren voor cellulosehoudend afval worden in HS-14 gegeven. Aldus heeft de aanwezigheid van cellulosehoudende stoffen een invloed op de waarde van de Y-parameter. Zij heeft geen invloed op de toepassing van het X-criterium. 15.4.2 Chloriden
Chloridehoudende stoffen kunnen op twee manieren de veiligheid negatief beïnvloeden; enerzijds kunnen zij een verstorend effect hebben op de stalen bewapening van de caisson, en anderzijds kunnen zij, evenals als cellulosehoudende stoffen, een verstorend effect hebben op de chemische retentie van op cementgebaseerde barrières. Het verstorend effect op de stalen bewapening van de caisson bestaat uit het uitgesproken corrosief effect dat chloriden hebben. In principe moet dus de aanwezigheid van chloridehoudende stoffen in het radioactief afval beperkt worden. Om deze limiet te definieren is het echter nodig de transportfunctie te kennen van de chloriden vanuit het ingebracht radioactief afval naar de cementmatrix ter hoogte van de bewapening. Deze transportfunctie is niet bepaald. Een alternatieve oplossing voor het corrosieprobleem zou erin kunnen bestaan een specifieke variëteit monoliet te definiëren, met een bewapening van roestvrij staal, waarvoor dan de aanwezigheid van chloridehoudende stoffen in het ingebracht radioactief afval toegelaten is. Voor het verstorende effect op de chemische retentie van de op cementgebaseerde barrières, wordt voor een oplossing gekozen analoog aan de oplossing voor cellulosehoudende stoffen, namelijk door het gebruik van correctie factoren in functie van het aanwezigheidsgehalte aan de verstorende stoffen. De correctie factoren voor chloorhoudend afval worden in HS-14 gegeven. Bovendien moet er aan de concentratie aan chloridehoudende stoffen een maximumwaarde opgelegd worden in verband met het mogelijk aantasten van de cementmatrix zelf. 15.4.3 Excessieve gasontwikkeling
Het ingebracht radioactief afval mag geen stoffen van organische oorsprong bevatten, waarvan kan worden verwacht dat zij na verloop van enkele jaren volledig ontbonden zullen zijn. Bij de monoliet type III mag het ingebracht radioactief afval mag geen metalen bevatten die zouden oplossen in de immobilisatiematrix en hierbij op een excessieve manier H2 vrijzetten. Het gaat hier over metalen waarvan de redoxpotentiaal lager is dan -0.84 V SHE (Standard Hydrogen Electrode). In de praktijk van het radioactief afvalbeheer zijn dit: aluminium, beryllium en magnesium. 15.4.4 Chemische interferentie met het bindings- en uithardingsproces van de immobilisatiemortel
Bij de monoliet type III moet de aanwezigheid worden uitgesloten van bepaalde stoffen in het ingebrachte radioactief afval, die kunnen interageren met de hydratatiereactie tijdens het uitharden van de immobilisatiemortel en die als resultaat een onaanvaardbare vermindering van de kwaliteit van de immobilisatiematrix met betrekking
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
137
tot zijn chemische retentie of zijn beperking van de waterdoorstroming kunnen hebben. Een indicatieve lijst van uitgesloten stoffen wordt gegeven in hoofdstuk 15. 15.4.5 Gevaarlijke stoffen
Het ingebracht radioactief afval mag geen stoffen bevatten die explosief of ontvlambaar zijn, inclusief de zeer licht ontvlambare of zelfs pyrofore stoffen. Indien het ingebracht radioactief afval gevaarlijke stoffen bevat die een fysisch gevaar vertegenwoordigen, met uitzondering van explosieve of ontvlambare stoffen (die verboden zijn), dan moet dit aan NIRAS gemeld worden, samen met een identificatie en een inschatting van de hoeveelheid van elke betrokken soort gevaarlijke stof. Het ingebracht radioactief afval mag geen stoffen bevatten die een toxisch gas kunnen ontwikkelen. Indien het ingebracht radioactief afval gevaarlijke stoffen bevat die een gevaar voor de gezondheid of een gevaar voor het milieu vertegenwoordigen, met uitzondering van stoffen die een toxisch gas kunnen ontwikkelen (die verboden zijn), dan moet dit aan NIRAS gemeld worden, samen met een identificatie en een inschatting van de hoeveelheid van elke betrokken soort gevaarlijke stof.
15.5
Biologische conformiteitscriteria
Bij de monoliet type I of type II, mag, indien het ingebracht radioactief afval biologisch besmet is, de verpakking van deze colli geen scheuren, doorboringen of andere vormen van opening vertonen. Bij de monoliet type III mag het ingebracht radioactief afval niet besmet zijn met biologische ziekteverwekkers.
15.6
Radiologische conformiteitscriteria
15.6.1 Radiologische criteria met betrekking tot de caisson, de afdichting van de caisson, of de immobilisatiematrix
Geen specifieke conformiteitscriteria. 15.6.2 Radiologische criteria met betrekking tot het ingebracht radioactief afval
Het ingebracht radioactief afval moet op een erkende manier radiologisch gekarakteriseerd zijn voor de radionucliden die van kritiek belang zijn voor de evaluatie van de langetermijnveiligheid (deze radionucliden zijn bepaald in HS-14). Bovendien moet het ingebracht radioactief afval op een erkende manier radiologisch gekarakteriseerd zijn voor de radionucliden die van belang zijn voor de evaluatie van de operationele veiligheid. Deze zijn: Mn-54, Co-58, Co-60, I-125, I-131, Cs-134, Th-232, Pu-242, Cm-242, en Cm-244. 15.6.3 Absolute inhoud aan langlevende radionucliden (X-criterium)
De hoeveelheid langlevende radionucliden in het bergingsafval moet beperkt blijven. Dit gebeurt in de eerste plaats door middel van het opleggen van het X-criterium (X < 1).
138
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
Het ingebracht radioactief afval moet aan het X-criterium voldoen, waarbij:
Voor de type I en type II monoliet, het X-criterium op de radiologische inhoud en het volume van elk individueel collo ingebracht radioactief afval moet toegepast worden, waarbij er telkens aan het criterium moet voldaan worden.
Voor de type III monoliet, het X-criterium op de radiologische inhoud en het (inwendige) volume van de caisson moet toegepast worden.
15.6.4 Inhoud
aan
langlevende
radionucliden
met
betrekking
tot
de
totale
radiologische bergingscapaciteit (Y-parameter)
De Y-parameter is een weergave van de mate waarin een eenheid beschouwd radioactief afval de radiologische capaciteit van de bergingsinrichting zou consumeren indien deze hoeveelheid zou geborgen worden. De radiologische capaciteit van de bergingsinstallatie is bepaald aan de hand van een aantal hypothetische scenario’s, waarbij het referentiescenario van geleidelijke uitloging het meest beperkende is. De Y-parameter moet voor elke individuele monoliet berekend zijn. 15.6.5 Radium/thoriumhoudendheid
Het ingebrachte radioactief afval mag niet radium- of thoriumhoudend zijn, wat betekent dat de totale activiteit van het erin aanwezige Ra-226 en Th-232 per massa-eenheid van het afval kleiner dan 1000 Bq/kg moet zijn, waarbij:
Voor de type I en type II monoliet, dit criterium op de massa van de afvalvorm in elk individueel collo inge-
Voor de type III monoliet, dit criterium op de massa van het ingebrachte radioactief afval moet toegepast
bracht radioactief afval moet toegepast worden, waarbij er telkens aan het criterium moet voldaan worden. worden.
15.6.6 Radiologische criteria met betrekking tot de monoliet in zijn geheel
Het dosistempo op contact van een monoliet mag niet meer dan 20 mSv/h bedragen. De mogelijke oppervlaktebesmetting van een monoliet moet beperkt blijven tot 0,04 Bq/cm2 voor het totaal van de alfa-stralers en tot 0,4 Bq/cm2 voor het totaal van de beta/gamma-stralers. De activiteitsinhoud van een monoliet moet beperkt blijven tot 10 GBq/m3 voor het totaal van de alfa-stralers en tot 800 GBq/m3 voor het totaal van de beta/gamma-stralers (met uitzondering van de zwakke beta-stralers Pu241, H-3 en Ni-63). Deze limietwaarden hebben betrekking op het volume van het bergingsafval, dus het volume binnen in de caisson.
15.7
Conformiteitscriteria met betrekking tot de kritikaliteit
Opdat het risico op kritikaliteit in een monoliet als onbestaande zou kunnen beschouwd worden, moet:
Voor de type I en type II monoliet, in elk collo ingebracht radioactief afval de totale massa aanwezige splijtstoffen beperkt zijn tot niet meer dan 15 g. Een uitzondering hierop wordt gemaakt voor de colli geconditioneerd afval in een vat van 400 liter of 600 liter, waar voor elk collo: de massa aan U-235 moet kleiner zijn dan 326 g; de massa aan Pu-239 moet kleiner zijn dan 219 g; de massa aan Pu-241 moet kleiner zijn dan 112
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
139
g; en de som van de verhoudingen van de aanwezige massa’s U-235, Pu-239 en Pu-241 tot de hierboven vermelde maxima (respectievelijk 326 g, 219 g, 112 g) moet kleiner te zijn dan 1.
Voor de type III monoliet, de totale massa aanwezige splijtstoffen beperkt zijn tot niet meer dan 15 g.
15.8
Andere conformiteitscriteria
15.8.1 Erkenningen door NIRAS
De volgende erkenningen moeten door NIRAS toegekend zijn:
De radiologische karakterisering (gebruikte uitrusting en methodologieën) van het ingebracht radioactief
De fysisch-chemische karakterisering (gebruikte uitrusting en methodologieën) van het ingebracht radioac-
afval; tief afval; ►
Het eindconditioneringsprocedé;
De caisson (gebruikte types).
Elke monoliet moet voorzien zijn van een duurzame en unieke identificatiecode die éénduidig verbonden is met de ermee overeenstemmende documentatie. Elke caisson moet voorzien zijn van een duurzame en unieke identificatiecode die eenduidig verbonden is met de ermee overeenstemmende documentatie.
15.8.2 Overeenstemming met vergunningen
Transportvergunningen Elk transport van een monoliet buiten de installatie waarin zij werd geproduceerd, zal gebeuren in een transportcontainer die speciaal zal ontworpen zijn om het transport in overeenstemming te brengen met de geldende vereisten, onafhankelijk van het feit of deze monoliet geproduceerd werd in IPM of in een installatie van een externe conditioneerder. Uitbatingsvergunningen van IPM Buiten de radiologische criteria opgenomen in Sectie 15.6, zijn er vooralsnog geen specifieke conformiteitscriteria voor de monoliet gerelateerd aan de uitbatingsvergunningen van IPM. Uitbatingsvergunning van de caissonfabriek Er zijn vooralsnog geen specifieke conformiteitscriteria voor de monoliet gerelateerd aan de uitbatingsvergunning van de caissonfabriek.
140
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
16
Hoofdstuk 16: Monitoring [HS-16]
16.1
Inleiding en doelstellingen
Dit monitoring en toezichtsprogramma beschrijft de elementen van controle en toezicht op de nucleaire installatie en nucleaire site en dit in termen van doelstellingen die door metingen kunnen/moeten geverifieerd worden, type metingen, periodiciteit/frequentie van de metingen, opvolging van de metingen, opvolgen van trends, toekomstige bijsturingen van het monitoring programma, onderzoeks- en actieniveaus alsook te nemen maatregelen bij overschrijding van deze niveaus.
16.2
Strategie voor het toezichtsprogramma
ontwerpen
van
het
monitoring
en
Deze sectie geeft een overzicht van de basisprincipes, strategieën en doelstellingen achter dit programma. Ook wordt er een overzicht gegeven van de op te volgen kritieke parameters m.b.t. langetermijnveiligheid. 16.2.1 Doelstellingen
Met de resultaten en analyses van de resultaten van het monitoring en toezichtsprogramma voor de berging site wordt getracht de volgende doelstellingen in te vullen, namelijk:
Het bevestigen van de conformiteit met de wettelijke voorschriften en voorwaarden verbonden met de ver-
Via een opvolging van de installatie en de omgeving het ondersteunen van beslissingen zoals:
gunning.
►
De overgang naar volgende fases of periodes in het leven van de berging.
►
Het aanbrengen van wijzigingen aan het veiligheidsdossier.
►
Het opstarten van remediërende maatregelen.
Verbeteren van het begrip van het bergingssysteem en zijn omgeving.
Doelstelling 1. Bevestigen van de conformiteit met de wettelijke voorschriften en met de vergunningsvoorwaarden Tot het moment van de opheffing van de nucleaire reglementaire controle over de bergingssite, moet monitoring aantonen dat de berging in overeenstemming is met de voorwaarden vastgelegd in de voorschriften zoals ARBIS en vergunningen. De vergunningsvoorwaarden voor de berging vormen specifieke voorwaarden van uitbating en voorwaarden aan het afval opdat de radiologische veiligheid gegarandeerd zou blijven. Doelstelling 2. Monitoring van de installatie en de omgeving ter ondersteuning van beslissingen In een gefaseerd bergingsprogramma wordt het bergingssysteem onderworpen aan periodieke veiligheidsevaluaties waarin de veiligheid gedurende de huidige en alle toekomstige fasen wordt beoordeeld. Een monitoring en toezichtsprogramma kan daartoe bijdragen door:
Informatie te leveren ter ondersteuning van dergelijke beoordelingen, in elke fase tijdens de levensduur van
De beslissingen te staven over wanneer (of hoe en zelfs of) tot de volgende fase kan worden overgegaan.
het bergingssysteem.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
141
Deze informatie omvat onder andere de opvolging dat het bergingssysteem zich gedraagt binnen de performantie-enveloppe (zettingen, waterhuishouding in de installatie, insluiting van radionucliden …). Het monitoring programma wordt periodiek geevalueerd en kan bijdragen tot:
de overgang van de pre-operationele periode naar de constructiefase; de overgang van de constructiefase naar de exploitatiefase I.a; de overgang van de exploitatiefase I.b naar de sluitingsfase; het beëindigen van de sluitingsfase door afdichting van installatie en monitoringsystemen in de installatie; de opheffing van de nucleaire reglementaire controle; het aanbrengen van wijzigingen aan het veiligheidsdossier; en het opstarten van remediërende maatregelen.
Doelstelling 3. Verbeteren van het begrip van het gedrag van het bergingssysteem en zijn omgeving De proefopstellingen m.b.t. zettingen, de modules en de afdekking zijn elementen die bijdragen tot een beter begrip van het bergingssysteem en zijn omgeving. Dergelijke opstellingen bieden ook een unieke kans om de monitoringtechnieken te verifiëren op hun performantie onder reële of representatieve condities. De metingen die gebeuren op deze proefopstellingen vallen buiten de scope van dit monitoring programma. De kennis van de omgeving wordt verder verbeterd door onder andere een voortzetting van de metingen van aardbevingen en het lopende beton onderzoekprogramma, het starten van specifieke atmosferische metingen ... . 16.2.2 Gehanteerde principes
Volgende algemene principes worden gehanteerd:
Het installeren, gebruiken en ontmantelen van monitoringsystemen mag de (langetermijn)veiligheid van de
De langetermijn bescherming van mens en milieu mag niet afhangen van een actief monitoringsysteem.
installatie nooit in het gedrang brengen. Voorkeur wordt gegeven aan monitoringsystemen die verplaatsbaar en gemakkelijk vervangbaar zijn. Bij de inplanting van het monitoringsysteem moeten sommige meet- of observatiepunten zo gekozen worden dat men zo snel mogelijk kan reageren; dit noemt men de alertheid van het monitoringsysteem. Het monitoring- en toezichtsprogramma dient te bestaan uit verschillende elkaar aanvullende metingen. Blijvende beschikbaarheid van alle gegevens uit het monitoring- en toezichtsprogramma, gedurende het volledige leven van de bergingsinstallatie. Een open communicatie over gegevens uit het monitoring- en toezichtsprogramma en te ondernemen acties bij afwijkingen.
16.2.3 Op te volgen kritieke parameters m.b.t. langetermijnveiligheid
De parameters/indicatoren voor langetermijn veiligheid zijn:
Radiologisch monitoring-programma: Grondwaterstanden, ³H; B. Drainage water: ³H; B. Fysiek toezicht en structurele monitoring: porositeit op proefstukken, dekking, watergehalte, receptuur; periodieke langdurige testen (bijvoorbeeld proefstukken onderworpen aan langdurige permeabiliteitstesten); proefstukken onderworpen aan versnelde carbonatatietesten; relatieve vochtigheid nabij betonstructuren;
142
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
druksterkte; visuele inspectie, scheur karakteristieken (met name wijdte, diepte,…); temperatuur beton; Corrosiepotentiaal.
Afdekking: Hydraulische parameters (bijv. waterbalans); Vervormingen, afschuivingen.
16.3
Beheersysteem met betrekking tot monitoring en toezicht
Voor de algemene managementsysteem principes verwijzen we naar Hoofdstuk 3 van het veiligheidsrapport. Hoofdstuk 3 gaat dieper in op het beheersysteem. Bij het opstellen van een monitoring en toezichtsprogramma wordt ook aandacht geschonken aan de onderstaande meer specifieke managementsysteem principes.
Continuïteit van de benodigde middelen; Kwalificatie van monitoring en toezichtsprogramma’s, en de producten en data welke hieruit voortvloeien; Geïntegreerd databeheer.
Onderstaande tabel geeft een overzicht van de verschillende onderwerpen die behandeld worden binnen het monitoring en toezichtsprogramma samen met een verwijzing naar de hoofdstukken waarin deze onderwerpen behandeld worden.
Onderwerp
Behandeld in hoofdstuk - sectie
Radiologische monitoring
Hoofdstuk 16 “Monitoring” – sectie: “Beschrijving en justificatie van het radiologisch monitoring programma”
Fysiek toezicht en Structurele monitoring Monitoring van de monoliet Toezicht op de inspectieruimtes Monitoring en toezicht van de modules Monitoring van de globale zettingen en verplaatsingen van de modules
Hoofdstuk 16 “Monitoring” – sectie: “Beschrijving en justificatie van het fysiek toezicht en structurele monitoring”
Toezicht op de afdekking Controle van de waterniveaus in de WCB Andere monitoringsaspecten Ingangscontroles
sons
Afvalproductie
Hoofdstuk 6 “Afval”
Beton constructie & productie – Modules
Hoofdstuk 5 “Fenomenologie van kunstmatige barrières” en Hoofdstuk 8 “Ontwerp en constructie”
Beton en mortel constructie & productie – Monolieten, cais-
Hoofdstuk 5 “Fenomenologie van kunstmatige barrières” en Hoofdstuk 7 “Bergingscolli”
Afdekking constructie
Hoofdstuk 8 “Ontwerp en constructie”
Monitoring van het drainagewater
Hoofdstuk 16 “Monitoring en toezicht” – sectie: “Beschrijving en justificatie van de monitoring van het drainagewater”
Periodieke update van de dilutiefactoren
Hoofdstuk 16 “Monitoring en toezicht” – sectie: “Beschrijving en justificatie van de periodieke update van de dilutiefactoren”
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
143
16.3.1 Geïntegreerd databeheer
Monitoring gegevens worden opgeslagen in een centrale databank beheerd door NIRAS. Voorafgaandelijk aan publicatie ondergaan de monitoring en toezichtsgegevens een goedkeuringsproces. 16.3.2 Kwaliteitsborging
Het doel van de kwalificatie van de verschillende monitoring- en toezichtsprogramma’s is dat er monitoringresultaten verkregen worden die voldoende representatief en betrouwbaar zijn. 16.3.3 Rapportering
Vanaf het bekomen van de oprichtings-en exploitatievergunning stelt de exploitant in het eerste semester van elk jaar een verslag op. Dit jaarverslag bevat onder meer de volgende monitoring en toezicht gerelateerde aspecten: een samenvatting van de resultaten van het monitoring en toezichtsprogramma; en een bijgewerkte inventaris van het geborgen radioactief afval.
16.4
Beschrijving en justificatie van het radiologische monitoring programma
De betrachting van het radiologisch monitoring programma is (i) de opvolging van systeemgedragingen en omgevingsinvloeden en (ii) de verificatie van de impact van de oppervlakteberging op mens en milieu. Voor al de perioden en fasen vóór de opheffing van de nucleaire reglementaire controle wordt een radiologisch monitoring programma opgesteld en uitgevoerd. Het in deze sectie gepresenteerde monitoringprogramma bevat de leidende principes van het programma alsook een voorstel van metingen en controles welke uit deze principes afgeleid kunnen worden. Met behulp van de monitoring resultaten en periodieke veiligheidsbeoordelingen kunnen er zich in de toekomst wijzigingen voordoen aan de metingen en controles en/of frequenties en/of aantal metingen en/of locaties, teneinde de leidende principes van het programma efficiënter in te vullen. Het radiologische monitoringprogramma is opgebouwd als volgt:
Het geven van een overzicht van de beschouwde blootstellingsscenario’s en blootstellingswegen, en de types van radiologische monitoring waaronder iedere type van controle kan onder gecategoriseerd worden;
Beschrijving van de verschillende types van transfertwegen (m.n. de atmosferische transfertweg, de scenario’s met geleidelijke uitloging en externe straling) en de hierop gebaseerde keuze van parameters waarop toezicht zal gehouden worden. Bij de selectie van parameters zal men zich baseren op de elementen dewelke: ►
vanuit het oogpunt van de bergingsinstallatie potentieel een radiologische impact kunnen veroorzaken (m.n. radionucliden) naar mens en milieu en een indicatie kunnen leveren over de radiologische impact, en “insluiting en isolatie” van radionucliden (m.n. de elementen B, 3H, …).
►
afkomstig zijn of kunnen zijn van de in de nabije omgeving aanwezige activiteiten (bijv. omliggende nucleaire bedrijven) en/of die de interpretatie van de toezichtsresultaten kunnen beïnvloeden (bijv. in de natuur voorkomend, via fall out, … ).
144
De selectie van het type media is gebaseerd op de geïdentificeerde transfertwegen en de hieraan geassocieerde radionucliden of indicatoren van radiologische contaminatie waaraan zowel mens als milieu potentieel
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
worden blootgesteld. Het toezichtsprogramma omvat een volledige beschrijving van onderstaande negen type media in termen van waarom, waar, wat en wanneer, en dit voor elke periode en fase in de levensduur van de bergingsinstallatie: ►
Dosis(tempo) monitoring;
►
Bemonstering omgevingslucht – i.e. aërosolen;
►
Bemonstering omgevingslucht – i.e. tritium en 14C;
►
Bemonstering omgevingslucht – i.e. radon;
►
Bemonsteringscampagne van bodem diepteprofielen;
►
Depositie bemonstering;
►
Bemonstering grondwater
►
Bemonstering oppervlaktewater;
►
Bemonstering sedimenten.
Deze sectie bevat ook een beschrijving over wat te doen bij de vaststelling van abnormale meetresultaten, de definiëring/vastlegging en over wat te doen bij een overschrijving van onderzoeks- en actieniveaus. Alsook komen de reeds uitgevoerde referentiemetingen en de periodieke update van dilutiefactoren in deze sectie aan bod. Een belangrijke parameter om de langetermijnimpact te kwantificeren is de dilutiefactor. Het periodiek actualiseren van de dilutiefactor, door middel van numerieke modellering, wordt aanbevolen. Dit wordt gerealiseerd door de resultaten een hydrogeologisch model verder te toetsen aan metingen, en waar mogelijk het model verder te verbeteren. 16.4.1 Referentietoestanden
Bij de radiologische analyse van het grondwater werd er geen radiologische besmetting waargenomen. De resultaten van de metingen werden vergeleken met metingen uitgevoerd op site 1 van Belgoprocess, waarvan geweten is dat het een niet-gecontamineerde site is. De alfa en bèta globaal metingen van het Oriënterend bodemonderzoek (OBO) liggen in hetzelfde bereik als de metingen van Belgoprocess. De verdeling van de alfa en bèta globaal metingen op het terrein wijst erop dat er geen gelokaliseerde contaminatie is. In de loop van het jaar 2000 werd er een intense meetcampagne uitgevoerd op de site Mol – Dessel en omvat o.a. twee soorten metingen: een meetcampagne waarbij men meetapparatuur plaatst in een helikopter of vliegtuig en de regio overvliegt (aerial gamma survey) en een aantal metingen ter velde (met draagbare apparatuur). Bij het in kaart brengen van het dosisdebiet van de regio Mol – Dessel, waarbij de nucleaire installaties en kolencentrale buiten beschouwing worden gelaten, komt men tot waarden tot ongeveer 50 nSv/h. Het terrein op de bergingssite werd volledig te voet bezocht op 7 april 2011, met behulp van draagbare meetapparatuur, terwijl de omliggende nucleaire bedrijven normaal in werking waren. Een voetcampagne was de enige mogelijkheid gezien de soms moeilijke toegankelijkheid van grote delen van de zones met voertuigen, te wijten aan begroeiing of onberijdbare ondergrond. Het toestel werd gekoppeld aan een GPS toestel zodat een databestand met geografische coördinaten en bijbehorende gamma dosistempo's kon worden bijgehouden. Op het terrein zelf werd geen enkele overschrijding van 70 nSv/h vastgesteld, wat een normale te verwachten achtergrondwaarde is.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
145
16.5
Beschrijving en justificatie van het fysiek toezicht en structurele monitoring
De betrachting van het monitoring programma m.b.t. fysiek toezicht en structurele monitoring is het schetsen van de verscheidene monitoring en toezichtsactiviteiten die zullen plaatshebben tot het einde van de nucleaire reglementaire controlefase. Een continu opvolging van de belangrijkste karakteristieken van de bergingsinstallatie en hun evolutie met de tijd is vereist opdat kan aangetoond worden of de installatie zich inderdaad gedraagt zoals vooropgesteld tijdens de ontwerpfase. Het structurele monitoring programma is opgebouwd als volgt:
Monitoring van de monolieten: Van de reële monolieten waarin de berging van nucleair afval zal plaatsvinden, wordt één geïnstrumenteerde monoliet (voor opvolging beton- en mortel parameters) en enkele niet geinstrumenteerde monolieten (nemen van boorkernen voor verder onderzoek) gemaakt op gelijke grootte zonder geconditioneerd afval (met name getuige monolieten). De productiewijze is identiek en de omstandigheden opgelegd aan de getuige monolieten (opslag in proefstukkamers) zijn representatief aan deze van de reële monoliet.
Toezicht op de inspectieruimtes: Een vereiste is dat op periodieke basis de inspectieruimte onder iedere bergingsmodule geïnspecteerd wordt. Iedere inspectieruimte heeft een hoogte van 60 à 80 cm en de nodige maatregelen zijn genomen om toegang tot de ruimte te vermijden, bijgevolg zullen de inspecties uitgevoerd worden door een inspectierobot. De primaire functies waarover de inspectierobot zal beschikken zijn:
►
het visueel inspecteren van de inspectieruimtes;
►
het uitvoeren van radioactieve besmettingsmetingen.
Monitoring en toezicht van de modules: Op basis van de bekomen resultaten en getrokken lessen uit de diverse opstellingen binnen de demonstratieproef zullen de meest relevante en noodzakelijke parameters geidentificeerd kunnen worden welke zich voornamelijk zullen richten tot de meest kritische aspecten in de SSCs. Dit is belangrijk daar de monitoring die plaatsvindt in de SSCs dient te worden herleid tot een minimum. De volgende parameters zullen worden opgevolgd: ► Betontemperatuur (maturometrie);
►
Omgevingstemperatuur op verschillende locaties;
►
Relatieve vochtigheid op verschillende locaties;
►
Vervormingsmetingen d.m.v. externe rekstrookjes (bijv. op staalstructuren);
►
Interne rekstrookjes op de wapening in het beton of in de massa van het beton zelf van de SSC’s;
►
TDR-sensoren in de zandcementophoging en capillaire barrière.
Monitoring van de globale zettingen en verplaatsingen van de modules: De monitoring en evaluatie van zettingen en verplaatsingen is essentieel voor bepaalde operationele aspecten van de bergingsinstallatie, nl: ►
De rolbrug functionaliteiten binnen een set van vier modules in opvulling.
►
Ter identificatie van het hoogte verschil tussen twee verschillende sets van vier modules op het moment dat de rolbrug van de ene set naar de andere verplaatst dient te worden.
►
De maximale zetting van de tumulus mag niet groter zijn dan de dikte van de onderliggende grinddrainagelaag. Indien wel, zal het zand-cement mengsel in aanraking komen met de watertafel wat te allen tijde vermeden dient te worden.
146
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
►
Tevens dient geverifieerd en vermeden te worden dat er zich geen negatieve afwatering (weg van het WCB) in het drainagesysteem kan voordoen.
►
Controle van de conformiteit met ontwerp van de glijdende elementen en scharnieren die voorzien zijn tussen alle onafhankelijke metalen structuren.
Toezicht op de afdekking: Houdt voornamelijk een opvolging in van de zettingen en verplaatsingen van de Multi barrière afdekking, en een opvolging van de fysische (bijv. erosie) en biologische (bijv. groei vegetatie) processen. Andere monitoringsaspecten zoals Controle waterniveaus in de WCB, opvolging atmosferische parameters, sneeuwdikte, seismologisch risico, … worden eveneens in beschouwing genomen in dit monitoring programma.
16.5.1 Referentietoestanden
De referentietoestand is de situatie zoals beschreven zal zijn in het as-built dossier.
16.6
Beschrijving en justificatie van de monitoring van het drainagewater
De betrachting van het monitoring programma m.b.t. monitoring van het drainagewater is:
Het detecteren, opvangen en evacueren van water afkomstig uit de modules in het drainagesysteem als gevolg van lekkages aan het vast dak of afdekking en betonnen componenten, en/of condensatie.
Detecteren van de graad van besmetting van het opgevangen water om zo meer te weten te komen over de doeltreffendheid van de getroffen isolatie- en insluitingsmaatregelen (doeltreffendheid geconditioneerd afval, mortel, caisson, module en afdekking). Ook de detectie van indicatoren van radiologische contaminatie (bijv. 3H) is hierin een belangrijk onderdeel.
Deze sectie geeft een beschrijving van het drainagesysteem, de controles die zullen uitgevoerd worden op het drainagewater, de te monitoren parameters, alsook de justificatie van de duur van het operationeel houden van het drainagesysteem. 16.6.1 Referentietoestanden
De referentietoestand voor de monitoring van het drainagewater zal beschreven worden na de constructie van de bergingsinstallatie en vóór de exploitatie. Dit wordt gedocumenteerd in het as-built dossier en veiligheidsrapport.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
147
17
Hoofdstuk 17: Technische specificaties [HS-17]
17.1
Inleiding en doelstellingen
Dit hoofdstuk beschrijft de technische specificaties die moeten nageleefd worden bij normale exploitatie van de bergingsinstallatie. Deze specificaties bepalen de technische regels die van toepassing zijn bij normale exploitatie, om de veiligheid van de bergingsinstallatie te verzekeren. Onder normale exploitatie van de bergingsinstallatie verstaan we het bergen, in de modules, van monolieten die door NIRAS zijn geaccepteerd. Deze technische specificaties zijn dus niet van toepassing:
op de productie van monolieten, noch op de karakterisering en de selectie van primaire colli en de productie van caissons, waarvoor het NIRAS-acceptatiesysteem toelaat om te waarborgen dat de monolieten voldoen aan de conformiteitscriteria. Het NIRAS-acceptatiesysteem staat beschreven onder paragraaf 6.3 van Hoofdstuk 6 [HS-6], de conformiteitscriteria voor monolieten worden uiteengezet in hoofdstuk 15 [HS-15].
op de constructie van de bergingsinstallatie, noch op de constructie van de modules, de constructie van de metalen dakbedekking en het aanbrengen van de eindafdekking, waarvoor constructieprocedures worden vastgelegd.
op de transfertoperaties van de rolbruggen naar een nieuwe set van 4 te vullen modules of naar de tweede
in het geval van incidenten of ongevallen, waarvoor andere procedures bestaan.
tumulus, waarvoor specifieke procedures worden vastgelegd.
Deze technische specificaties hebben als doel om:
de limietvoorwaarden voor werking en de systemen die beschikbaar moeten zijn voor normale exploitatie
de houding te bepalen als de limietvoorwaarden voor werking onverwachts worden overschreden of in geval
van de bergingsinstallatie, te bepalen; van onbeschikbaarheid van de systemen.
In dit stadium van de aanvraag tot een vergunning voor oprichting en exploitatie van een bergingsinstallatie, is dit hoofdstuk een voorbereidende versie van de technische specificaties. Die zullen worden aangevuld en verduidelijkt voor de exploitatie van de bergingsinstallatie wordt aangevat, rekening houdend met de resultaten van de HAZOP studie en van de testen voor inbedrijfstelling (laatste fase voor de exploitatie van de bergingsinstallatie) van de verschillende onderdelen van de installatie.
17.2
Uitbatingslimieten en voorwaarden
De voorwaarden voor werking vormen de minimale vereisten om te waarborgen dat de bergingsinstallatie in alle veiligheid geëxploiteerd kan worden. Als één van de voorwaarden voor werking niet is vervuld dan zijn er twee mogelijkheden: ofwel worden zo snel als mogelijk de nodige correctieve acties getroffen totdat de installatie terug in normale exploitatietoestand is, ofwel wordt de installatie in een veilige configuratie geplaatst. Voorwaarden worden gedefinieerd voor de volgende aspecten:
Overladen van een monoliet in een transportcontainer. Deze technische specificatie betreft de handelingen waarbij de monoliet in de transportcontainer wordt geladen, alvorens de monoliet van de IPM (Installatie voor Productie van Monolieten) naar de modules wordt vervoerd.
148
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
Vervoeren van een monoliet. Deze technische specificatie betreft het vervoer van een monoliet met een transportcontainer: vervoer van een monoliet van de IPM naar de module, en terugkeer van de lege transportcontainer (normale exploitatiesituatie) en vervoer van een monoliet van de module naar de IPM (bij een incident of in geval van omkeerbaarheid).
Laden van een monoliet in de modules. Deze specificatie betreft de behandelingsoperaties van de monolieten, via de 2 SFP-rolbruggen – 230 kN vanaf het ontladen van de transportcontainer (geplaatst in zijn ontladingspositie) tot het plaatsen in de module. Ze betreft ook de behandeling door de rolbruggen van de afschermingsplaten en omkeerbaarheidsoperaties.
Maximale radiologische capaciteit van de modules en totale radiologische bergingscapaciteit. Deze specificatie betreft de maximum radiologische capaciteit van de verschillende modules en de totale radiologische bergingscapaciteit van de site en wordt gebaseerd op de berekening van Y’-parameters voor de geborgen bronterm. De vergelijkingen voor de berekening van de Y’-parameters alsook de numerieke waarden van Ai,max worden in Hoofdstuk 14, § 14.14 beschreven.
Heftoestellen – 50 kN. Deze specificatie betreft de 2 hulpheftoestellen van de 2 rolbruggen (4 hulpheftoestellen met andere woorden) tijdens het verplaatsen en behandelen van ladingen boven of in de nabijheid van de modules.
Uitwendige straling – dosisdebietmeting. Deze technische specificatie betreft het continue toezicht tijdens
Toegang tot de inspectiegalerij. Deze specificatie betreft de actieve radonmonitoring in de inspectiegalerij.
de exploitatie van de modules. Vloeibare radioactieve effluenten – Waterdrainage. Deze technische specificatie betreft het drainagesysteem geïnstalleerd in de centrale galerij, tot aan de WCB-installatie (Water Collecting Building). Grondwater – observatieputten. Deze specificatie betreft de grondwatermeting in de eerste en tweede tijdsgordel van observatieputten. Meteorolgische instrumenten. Deze specificatie betreft de meteorologische instrumenten, zoals beschreven in Hoofdstuk 16 [HS-16]. Programma’s. Deze specificatie betreft de programma’s die moeten opgesteld worden, zoals branddetectie en –preventie, inspectie van de systemen voor afvoer en opvang van regenwater, toezicht en monitoring en verouderingsbeheerprogramma, O&O
Administratieve specificaties zoals de verantwoordelijkheden, de organisatie en de kwalificaties beschreven in Hoofdstuk 3 [HS-3]; de procedures (noodplan, exploitatie- en onderhoudsprocedures (uitbatingshandboek); de vereisten op het vlak van notificatie en rapportering (naar FANC).
Herziening van de technische specificaties. Elke voorgestelde wijziging van de technische specificaties moet geëvalueerd worden, goedgekeurd door de DFC en bekrachtigd door het FANC. Afwijking van de technische specificaties. In uitzonderlijke gevallen kan het FANC instemmen met de afwijking van de technische specificaties of de uitvoering van de correctieve acties, op basis van een gemotiveerd verslag, ingediend door de exploitant.
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
149
150
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
151
Referenties [R-1]
FANC nota, Nota houdende elementen die door het FANC geverifieerd zullen worden teneinde het vergunningsaanvraagdossier voor een oppervlakteberging van laag- en middelactief afval te Dessel conform artikel 6.1 van het voorstel tot Koninklijk Besluit houdende vaststelling van het vergunningsstelsel van de inrichtingen voor eindberging van radioactief afval als “volledig” te kunnen verklaren, FANC nota 2012-03-15-JME-5-4-3-NL, April 201
[R-2]
NIRAS, Overzicht van veiligheidsargumenten voor de oppervlakte bergingsinrichting van categorie A-afval in Dessel, NIROND-TR 2012-18 N V1, December 2012 [R-2]
[HS-1]
NIRAS, Hoofdstuk 1: Organisatie van het dossier en algemene informatie, NIROND-TR 2011 01 N Versie 2, 2012.
[HS-2]
NIRAS, Hoofdstuk 2: Veiligheidsbeleid, veiligheidsstrategie en veiligheidsconcept, NIROND TR2011-02 N Versie 2, 2012.
[HS-3] [HS-4]
NIRAS, Hoofdstuk 3: Beheersysteem, NIROND-TR 2011-03 N Versie 1, 2012. NIRAS, Hoofdstuk 4: Karakteristieken van de site haar omgeving, NIROND-TR 2011-04 N Versie 2, 2012.
[HS-5]
NIRAS, Hoofdstuk 5: Kennis van de fenomenologie van de kunstmatige barrières in hun omgeving, NIROND-TR 2011-05 N Versie 2, 2012.
[HS-6]
NIRAS, Hoofdstuk 6: Afval, NIROND-TR 2011-06 N Versie 2, 2012.
[HS-7]
NIRAS, Hoofdstuk 7: Ontwerp en constructie van de bergingscolli, NIROND-TR 2011-07 N Versie 2, 2012.
[HS-8]
NIRAS, Hoofdstuk 8: Ontwerp en constructie van de berging, NIROND-TR 2011-08 N Versie 2, 2012.
[HS-9]
NIRAS, Hoofdstuk 9: Uitbating, NIROND-TR 2011-09 N Versie 1, 2012.
[HS-10]
NIRAS, Hoofdstuk 10: Sluiting van de berging, NIROND-TR 2011-10 N Versie 2, 2012.
[HS-11]
NIRAS, Hoofdstuk 11: Maatregelen na sluiting (controlefase), NIROND-TR 2011-11 N Versie 2, 2012.
[HS-12] [HS-13]
NIRAS, Hoofdstuk 12: Stralingsbescherming, NIROND-TR 2011-12 N Versie 2, 2012. NIRAS, Hoofdstuk 13: Veiligheidsevaluatie – operationele veiligheid, NIROND-TR 2011-13 N Versie 1, 2012.
[HS-14]
NIRAS, Hoofdstuk 14: Veiligheidsevaluatie – lange termijn veiligheid, NIROND-TR 2011-14 N Versie 2, 2012.
152
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
[HS-15]
NIRAS, Hoofdstuk 15: Conformiteitscriteria voor bergingscolli, NIROND-TR 2011-15 N Versie 2, 2012.
[HS-16]
NIRAS, Hoofdstuk 16: Monitoring, NIROND-TR 2011-16 N Versie 2, 2012.
[HS-17]
NIRAS, Hoofdstuk 17: Technische Specificaties, NIROND-TR 2011-17 N Versie 2, 2012.
[OD-241]
ONDRAF/NIRAS, Synthesis of supporting documents for the Level 2 safety report, NIROND-TR 2011-84 E Versie 1, 2012.
NIROND-TR 2012â&#x20AC;&#x201C;17 N , Versie
1, 07 December 2012
153
Lijst van acroniemen ACRIA
Acceptatie Criteria
ADM
Algemene Diensten
AES
Alternatief Evolutie Scenario (cfr. Tabel 15 pagina 119)
ALARA
As Low As Reasonably Achievable taking social and economic factors into account
ANDRA
Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Frankrijk)
ASR
Alkali-silica reacties
ARBIS
Algemeen Reglement op de Bescherming van de bevolking, van de werknemers en het leefmilieu tegen het gevaar van de Ioniserende Stralingen
ARS
Alternatief Referentie Scenario (cfr. Tabel 15 pagina 119)
BBT
Best Beschikbare Technieken
BDBE
Beyond Design Basis Earthquake
CEA
Commissariat à l’Energie Atomique (France)
DBE
Design Basis Earthquake
DEF
Delayed Ettringite Formation
DFC
Dienst Fysische Controle
DG
Directeur-Generaal
EES
Expected Evolution Scenario – verwacht evolutie scenario (cfr. Tabel 15 pagina 119)
EMM
Emergency Management
ENRESA
Empresa Nacional de Residuos Radiactivos (Spanje)
ESA
Externe Sulfaat Aantasting
EXPL
Exploitatie
FANC
Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle
FMT
Fonds op Middellange Termijn
FLT
Fonds op Lange Termijn
GA
Geconditioneerd Afval
HAZID
Hazard Identification
HIS
Human Intrusion Scenario – menselijk intrusie scenario (cfr. Tabel 15 pagina 119)
HRM
Human Resources Management
HSR
High Sulfate Resistant
I1 functie
Het beperken van de waarschijnlijkheid en mogelijke gevolgen van opzettelijke Menselijke intrusie
IAEA
International Atomic Energy Agency
ICRP
International Commission on Radiation Protection
IDPBW
Interne Dienst voor Preventie en Bescherming op het Werk
IETcc
Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (Spanje)
IMS
Integrated Management System
IPM
Installation for the Post-conditioning of the monoliths
154
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
IPPC
Intergovernmental Panel on Climate Change
ISA
IsoSaccharinic Acid
IZC
Industriële ZelfControle
KB
Koninklijk Besluit
LA
Low-Alkali cement
LH
Low Heat cement
MCL
Maximum Critical Load
MER
Milieueffectenrapport
MONA
Mols Overleg Nucleair Afval Categorie A
NGA
Niet-Geconditioneerd Afval
NS
Sulfonated Naphthalene-formaldehyde condensate
NEA
Nucleair Energie Agentschap van de OESO
OSG
Operational Start-up Group
PaLoFF
Partenariat Local Fleurus–Farciennes
PGA
Peak Ground Acceleration
PORC
Plant Operation Review Committee
PS
Penaliserend Scenario (cfr. Tabel 15 pagina 119)
PSHA
Probabilistic Seismic Hazard Assessments
R1 functie
Beperken van het vrijkomen van radionucliden uit de afvalvorm
R2a functie
Beperken van waterinstroming naar barrières waarin de radionucliden fysisch en chemisch ingesloten worden
R2b functie
Beperken van advectie en diffusie zodat radionucliden fysisch ingesloten worden
R3 functie
Chemische retentie (bijvoorbeeld sorptie) zodat radionucliden chemisch ingesloten worden
RCC
Referee and Concertaion Committee
QMS
Quality Management System
QA/QC
Quality Assurance/Quality Control
O&O
Onderzoek, Ontwikkeling en demonstratie
RD&D
Research, Development and Demonstration
RS
Referentie Scenario (cfr. Tabel 15 pagina 119)
S functie
Ondersteunen van een andere component
SAC
Safety Assessment Committee
STOLA
Studie-en Overleggroep Laagactief Afval
STORA
Studie-en Overleggroep Radioactief Afval Dessel
STSE
Cel veiligheid/milieu
SFP
Single Failure Proof
SIM
Site Manager
SLS
Serviceability Limit State - Gebruiksgrenstoestand
SSC
Systemen, Structuren en Componenten
TAW
Tweede Algemene Waterpassing
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
155
TQM
Total Quality Management
ULS
Ultimate Limit State - Uiterste grenstoestand
UPS
Uninterrupted Power Supply
WCB
Water Control Building – water collectie gebouw
WTCB
Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf
156
NIROND-TR 2012–17 N , Versie
1, 07 December 2012
NIRAS
Nationale instelling voor radioactief afval en verrijkte splijtstoffen Kunstlaan 14 BE-1210 Brussel Tel + 32 2 212 10 11 Fax +32 2 218 51 65 www.niras.be