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 är det framförallt de radioaktiva ämnen som är giftiga om man får i sig dem, till exempel genom att äta eller andas in dem, som står för den största delen av aktiviteten. 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

Avtagande aktivitet på Clab.

Avtagande aktivitet på Clab.

I början går det väldigt fort. Efter att bränslet tagits ut från härden på kärnkraftverket tar det en vecka för att 90 % radioaktiviteten ska försvinna. För att minska den kvarvarande radioaktiviteten med 90 % från den nya nivån tar det 1 år. Ska man minska med 90 % från den nivån måste man vänta 40 år. Bränslet kan då slutförvaras, vilket behövs då bränslet trots den stora minskningen fortfarande är väldigt radioaktivt.

Allt långsammare minskning i slutförvaret

Grafen visar hur radioaktiviteten minskar i Kärnbränsleförvaret.

Grafen visar hur radioaktiviteten minskar i Kärnbränsleförvaret.

Som tidigare nämndes så efter 1 000 år så är det ämnen som är farliga att få i sig om dominerar aktiviteten. Radioaktiviteten har då minskat med ytterligare 99% mot när bränslet kom till Kärnbränsleförvaret. För att radioaktiviteten ska avta med ytterligare 90% 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.

Jämförelse av sönderfallshastigheten under två olika tidsperioder

En minskning av radioaktiviteten med 90 % 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 1000 år, är minskningen i början hela 10 000 gånger snabbare. Den första minskningen sker på bara en vecka, medan det efter 1000 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.

Halveringstidens betydelse för sönderfallshastigheten

Exempel med 30 års halveringstid.

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.
Olika radioaktiva ämnen har dessutom olika långa halveringstider vilket gör att vissa ämnen sönderfaller snabbare än andra. Eftersom att använt kärnbränsle består av flera olika typer av radioaktiva ämnen påverkar även detta faktum hur snabbt radioaktiviteten minskar i bränslet.