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 det bränslet isolerat från människor och miljö under väldigt lång tid.

Radioaktivitet avtar med tiden genom radioaktivt sönderfall som omvandlar radioaktiva atomkärnor till stabila. Tittar man på det använda kärnbränslet så har efter 1 000 år nästan all direktstrålning försvunnit. Efter 100 000 år har aktiviteten minskat så mycket att den ligger på en nivå som motsvarar den mängd uranmalm som man ursprungligen bröt för att framställa bränslet. Radioaktiviteten är då nere på några tusendels procent jämfört mot när det togs emot för mellanlagring på Clab. Eftersom att processen sker exponentiellt avtar radioaktiviteten väldigt snabbt i början för att sedan gå allt långsammare med tiden.

Snabb minskning av radioaktiviteten innan slutförvaringen

I början går det alltså 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. Efter 40 år har radioaktiviteten minskat med totalt 99,9 % från den ursprungliga nivån. Bränslet kan då slutförvaras, vilket behövs då bränslet trots den stora minskningen fortfarande är väldigt radioaktivt.

Allt långsammare minskning i slutförvaret

Som tidigare nämndes så har efter 1 000 år har nästan all direktstrålning klingat av. 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 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 aktiviteten med 90% innebär alltså olika saker beroende på när i tiden minskningen sker. Jämför man minskningen i aktivitet direkt efter att bränslet tagits ut från reaktorn med minskningen efter 1000 år, är den första minskningen 10 000 gånger större. Den första minskningen tar dessutom bara en vecka medan den som sker efter 1000 år tar nästan 30 000 år. 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. Halveringstiden är konstant men antalet atomkärnor som slumpvis sönderfaller avtar med tiden. 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.