Vägen från radioaktivt till stabilt

Vägen från radioaktivt till stabilt

När det använda kärnbränslet tas ur reaktorn börjar en snabb process där radioaktiviteten minskar kraftigt, men det sker allt långsammare ju längre tiden går.  Det gör att vi måste hålla bränslet isolerat från människor och miljö under väldigt lång tid.

Radioaktiviteten avtar med tiden genom radioaktivt sönderfall, vilket omvandlar radioaktiva atomkärnor till stabila. Ibland sker sönderfallet i flera steg innan en stabil kärna bildas. Det använda kärnbränslet innehåller flera olika radioaktiva ämnen, som bidrar olika mycket till aktiviteten under olika tidsperioder. Efter 1 000 år har nästan all direktstrålning avklingat men vi behöver fortfarande skydda människor och djur från den indirekta strålning som uppstår om man får in radioaktiva ämnen i kroppen till exempel genom att äta eller andas in dem.

Efter 100 000 år har aktiviteten sjunkit till en nivå som motsvarar den mängd uranmalm som ursprungligen bröts för att framställa bränslet. Radioaktiviteten har då minskat till några tusendels procent jämfört med när bränslet först togs emot för mellanlagring på Clab.

Snabb minskning av radioaktiviteten innan slutförvaringen

I början går det väldigt fort. Efter att bränslet tagits ut från härden på kärnkraftverket tar det en vecka för att 90 procent radioaktiviteten ska försvinna. För att minska den kvarvarande radioaktiviteten med 90 procent från den nya nivån tar det ett år. Ska man minska med 90 procent från den nivån måste man vänta 40 år. Under den tiden ligger bränslet i mellanlagring i Clab. Därefter är det redo för slutförvaring i det kommande Kärnbränsleförvaret, vilket behövs då bränslet trots den stora minskningen fortfarande är väldigt radioaktivt.

Avtagande aktivitet på Clab.

Allt långsammare minskning i slutförvaret

Efter 1 000 år så är det ämnen som är farliga att få i sig som dominerar aktiviteten. Radioaktiviteten har då minskat med ytterligare 99 procent mot när bränslet kom till Kärnbränsleförvaret.

För att radioaktiviteten ska avta med ytterligare 90 procent så får man vänta tills det har gått cirka 30 000 år. Aktiviteten ligger då på någon miljondel mot när bränslet togs ut från härden.

Grafen visar hur radioaktiviteten minskar i Kärnbränsleförvaret.

Jämförelse av sönderfallshastigheten under två olika tidsperioder

En minskning av radioaktiviteten med 90 procent betyder olika saker beroende på när minskningen sker. Om man jämför hur snabbt radioaktiviteten minskar direkt efter att bränslet tagits ut från reaktorn med hur det minskar efter 1 000 år, är minskningen i början hela 10 000 gånger snabbare. Den första minskningen sker på bara en vecka, medan det efter 1 000 år tar nästan 30 000 år för en liknande minskning att ske. Titta i tabellen här under för att få en överblick av hur sönderfallshastigheten och radioaktiviteten i det använda kärnbränslet avtar.

En minskning av radioaktiviteten med 90% tar längre tid ju lägre aktiviteten blir.

Halveringstidens betydelse för sönderfallshastigheten

Hur kommer det sig att kurvan ser ut så här för det använda kärnbränslet? Det beror på något som kallas halveringstiden, alltså den tid det tar för hälften av ett radioaktivt ämnes atomkärnor att sönderfalla. Efter en halveringstid återstår hälften av det ursprungliga antalet atomer, efter ytterligare en halveringstid återstår en fjärdedel, och så vidare.

När radioaktiva atomer sönderfaller till nya stabila ämnen finns färre radioaktiva atomer kvar. Därför avtar aktiviteten. Bilden illustrerar ett ämne med 30 års halveringstid.

När radioaktiva atomer sönderfaller till nya stabila ämnen finns färre radioaktiva atomer kvar. Därför avtar aktiviteten. Figuren illustrerar ett ämne med 30 års halveringstid.