Studies, onderzoek en ontwikkeling rond het cAt-project

Vergunningen en
planologisch traject
es van monoEr worden drie typ
or standaardvo
d:
lieten gevorm
per monoliet),
vaten (vier vaten
vaten (één vat
ard
da
tan
voor niet-s
bulkafval.
or
vo
per monoliet) en
NIRAS moet naast de nucleaire vergunningen voor de IPM en de berging
ook over de nodige klassieke stedenbouwkundige en milieuvergunningen
beschikken om de verschillende onderdelen van het bergingsproject te
bouwen. Verder zijn er verschillende bestemmingswijzigingen nodig, bijvoorbeeld voor de bouw van het communicatiecentrum. In het kader van
het vergunnings- en planologische traject liet en laat NIRAS verschillende
studies uitvoeren.
Bouw- en milieuvergunningen
De prototyp
es van monolieten worde
n uitgebreid
getest om ze
ker te zijn
van het ontw
erp en de
duurzaamhe
id van het
gebruikersm
ateriaal.
Ten slotte werden twee valtests vanop een hoogte van 6 meter uitgevoerd
om informatie te verzamelen over het gedrag van de monolieten bij de
impact van een neerstortend vliegtuig. Alle valtests werden met succes
afgerond.
Betrokken partijen
De prototypes van de monolieten werden ontwikkeld en getest door
NIRAS en het studiebureau Technum-Tractebel, met als doel het ontwerp
en de duurzaamheid van het materiaal zo goed mogelijk te bepalen. De
prototypes werden gefabriceerd door SOCEA uit Oelegem.
Investering
De volledige uitwerking van de prototypes van de monolieten kostte
500.000 euro.
Stand van zaken
Er werden vijftien prototypes van caissons gebouwd. Van een drietal werden prototypes van monolieten gemaakt. Hierop gebeurden inspecties en
valtests. Van de overige prototypes van caissons zullen andere proefmonolieten gemaakt worden in het kader van de studie van de doseerinstallatie
van de IPM.
Voor elk van de gebouwen op de cAt-site moet NIRAS een stedenbouwkundige en een milieuvergunning aanvragen. Aan de opmaak van die
dossiers gaat heel wat studiewerk vooraf. Enkele vergunningen werden al
afgeleverd; voor de andere werkt NIRAS de dossiers uit. Verwacht wordt
dat NIRAS in 2015 over alle niet-nucleaire vergunningen beschikt.
Bestemmingswijzigingen
In het huidige Ruimtelijk Structuurplan Vlaanderen (RSV) is de locatie
voor het communicatieparcours aangeduid als nucleaire zone, waardoor
de ontwikkeling van niet-strikt nucleaire activiteiten er uitgesloten is.
Voor de bouw van het communicatiecentrum, dat deel zal uitmaken van
een ruimer communicatieparcours, moet NIRAS dus een herziening van
het gewestplan aanvragen aan de hand van een ruimtelijk uitvoeringsplan
(RUP). Voorafgaand aan de procedure werd een plan-MER opgemaakt, een
milieueffectenrapport dat de impact van de geplande herbestemmingen
op de natuur, het leefmilieu en de omgeving onderzocht. Het definitieve
plan-MER is in 2012 goedgekeurd.
De voorlopige vaststelling van het RUP door het Vlaamse Gewest op
21 maart 2014 is een belangrijke stap in het vervullen van de randvoorwaarden die de bouw van het communicatieparcours mogelijk moeten maken.
Studies, onderzoek en
ontwikkeling rond het cAt-project
Veiligheidsstudies
De voorbije jaren liet NIRAS in het kader van het cAt-project tal
van onderzoeken en studies uitvoeren om het ontwerp en het
veiligheids­concept van de bergingsinstallatie in detail uit te tekenen
en aan te tonen dat de veiligheid van de berging zowel op korte als
op lange termijn gegarandeerd is.
Input voor het veiligheidsdossier
Een eerste reeks studies was gericht op de samenstelling van het beton en
de mortel die gebruikt zullen worden bij de bouw van de bergingsinstallatie. De betonnen componenten zijn immers cruciaal voor de veiligheid.
Er werden ook tal van studies uitgevoerd om de geologie, hydrologie en
klimatologie van de bergingssite en haar omgeving te leren kennen. Die
studies leverden cruciale input voor het veiligheidsdossier op, waarop het
Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC) zich zal baseren om
de vergunning af te leveren om de installatie te bouwen en exploiteren.
Internationale peer review
Om de wetenschappelijke kwaliteit van het veiligheidsdossier extra te
valideren werden de hoofdstukken van het veiligheidsdossier die te maken
hebben met veiligheid op lange termijn, aan een internationale peer
review onderworpen. Zo liet NIRAS bevestigen dat het ontwerp van de
bergingsinstallatie aan de internationale standaarden beantwoordt. Ook
de veiligheid van de berging na de sluiting werd onder de loep genomen.
Het Internationaal Review Team (IRT) bestond uit zeven experts op het gebied van radioactief afval en veiligheidsevaluaties. Het IRT werd opgericht
door het Nucleair Energie Agentschap van de OESO.
Betrokken partijen
De studies ter ondersteuning van het veiligheidsdossier voor de berging
werden uitgevoerd door het projectteam van NIRAS in Dessel, met de
steun van wetenschappelijke instellingen zoals het Studiecentrum voor
Kern­energie (SCK•CEN), het ESV EURIDICE en studiebureaus uit binnenen buitenland. Bij de andere technische en milieustudies waren tal van
onderzoekscentra en firma’s uit de regio betrokken.
Tewerkstelling
De inspanningen in het kader van het veiligheidsdossier stemden overeen
met ongeveer dertien voltijdse equivalenten (VTE’s) die jaarlijks op dit
dossier gewerkt hebben in de periode 2007-2012.
Investering
Alle studies met betrekking tot het veiligheidsdossier kostten ongeveer 25
miljoen euro. Voor de terreinverkenningen werd een bedrag van 650.000
euro geïnvesteerd. De studies voor het bepalen van de milieu-impact van
de bergingssite kostten ongeveer 1,2 miljoen euro.
Stand van zaken
Een aantal studies loopt nog steeds, ook tijdens de uitvoeringsfase van het
project, zodat de kennis, expertise en technieken voortdurend geperfectioneerd worden en gelijke tred houden met de nieuwste inzichten.
Proefopstellingen
Om bij de bouw van de bergingsmodules op alles perfect voorbereid
te zijn voert NIRAS tests uit op ware schaal. In de proefopstellingen worden bepaalde onderdelen van de bergingsmodules op
ware grootte nagebouwd en onderworpen aan een aantal tests en
metingen. Die moeten de haalbaarheid van de constructie­technieken
aantonen en de performantie en de veiligheid van de installatie
­garanderen voor de volledige duur van de exploitatie.
Drie proefopstellingen
NIRAS heeft drie proefopstellingen opgezet:
De zettingsproef: om de reële impact van gevulde bergingsmodules
op de bodem te meten werd een zandheuvel van zo’n 70.000 ton
opgetrokken.
De demonstratieproef: om de bouwparameters en -technieken
van de betonconstructie te optimaliseren worden een testmodule en
diverse testwanden opgetrokken.
De proefafdekking: om de performantie van de uiteindelijke
afdekking van de bergingsmodules in detail te bepalen wordt een
proef­afdekking op ware grootte nagebouwd.
De proefopstellingen hebben naast een wetenschappelijke functie ook
een educatieve waarde. Zo toont de demonstratieproef aan bezoekers hoe
onder meer de wanden en de inspectieruimte onder de bergingsmodules
er zullen uitzien. De proefafdekking wordt net zoals de demonstratieproef
naast het communicatiecentrum ingeplant. Er wordt een bezoekersdoorgang geïntegreerd die deel zal uitmaken van de rondleidingen op het
terrein.
cAt-project
Verantwoordelijke uitgever: Jean-Paul Minon, avenue des Combattants 107A, 1470 Genappe • CO2 neutral print - www.climatepartner.com - Certificate Number 10506-1402-1005 • © NIRAS april 2014
Studies, onderzoek en
ontwikkeling rond het cAt-project
(vervolg)
Studies, onderzoek en
ontwikkeling rond het cAt-project
(vervolg)
Studies, onderzoek en
ontwikkeling rond het cAt-project
(vervolg)
Locatie
zijn. Bij het verwijderen van de zandheuvel werd ook geregistreerd hoeveel
de onderliggende grond ‘terugveerde’ bij het wegnemen van de belasting.
Kostprijs
Betrokken partijen
De proefopstellingen zijn een initiatief van NIRAS. De studies worden
uitgevoerd door Technum-Tractebel, het SCK•CEN en het ESV EURIDICE.
De aannemer voor de demonstratieproef is de firma Vanhout (Geel), die
voor de zettingsproef was de firma Aertssen (Stabroek).
Opbouw
De demonstratieproef verloopt gefaseerd, met testwanden die opgetrokken en telkens verbeterd worden in functie van de behaalde testresultaten.
De proefafdekking wordt in 2015 gebouwd. De voorbije jaren werden de
meetinstrumenten die uitsluitsel moeten geven over de eigenschappen
van de afdekking, geselecteerd en getest.
Voor de demonstratieproef heeft NIRAS een deel van een bergingsmodule nagebouwd. In die proefopstelling worden continu nieuwe tests uitgevoerd om de kennis over de constructietechnieken up-to-date te houden.
De bouw van de demonstratieproef werd eind 2011 afgerond, maar NIRAS
voert voortdurend nieuwe tests uit om de bouwtechnieken continu te
perfectioneren. Zo werden al bijkomende testwanden opgetrokken, onder
meer om het gebruik van een ander soort superplastificeerder te testen,
die het beton minder stroef maakt. Op de wanden werd ook het gebruik
van bekistingstrillers getest en verschillende methoden om het beton tot
helemaal beneden in de bekisting te krijgen.
De proefafdekking zal een afmeting van 40 bij 60 meter hebben en
6 tot 7 meter hoog zijn. Ze zal bestaan uit (van boven naar beneden): een
biologische laag van 1 à 2 meter dik die via plantengroei de verdamping
Ontwerp van de monolieten
De installatie van de zettingsproef heeft 837.000 euro gekost. De afbouw
ervan kostte 319.000 euro. In de bouw van de demonstratieproef investeert NIRAS 1,5 miljoen euro. De proefafdekking zal in totaal ongeveer
1 miljoen euro kosten. In die kosten zit de opvolging van de proefafdekking
door het SCK•CEN, universiteiten, experten … van de volgende dertig jaar
niet verrekend.
De monolieten zullen de exploitatie van de berging vergemakkelijken en
een aantal cruciale veiligheidsfuncties vervullen. Zo laat hun ontwerp onder meer een verregaande standaardisatie van de machines van de IPM en
de bergingsinstallatie toe. Dankzij hun ontwerp is een efficiënte stapelprocedure gegarandeerd.
2
De zettingsproef bood tijdens de opbouw (maart 2010-juli 2010) werk aan
zes voltijdse equivalenten (VTE’s) en tijdens de afbraak (januari 2013-juli
2013) aan vier VTE’s. De bouw van de proefafdekking zal gedurende twee
jaar vijf VTE’s tewerkstellen. Nadien zullen dertig jaar lang verscheidene
wetenschappers doctoraatsonderzoek voeren op de eigenschappen van de
proefafdekking.
De werken aan de demonstratieproef leveren werk aan vijf VTE’s gedurende anderhalf jaar, gespreid over drie jaar.
3
De zettingsproef is volledig afgerond. De test toonde aan dat de zetting
een stuk minder is dan initieel berekend. Op regelmatige tijdstippen werden nieuwe metingen uitgevoerd om na te gaan of de ondergrond zich nog
verder zet onder het gewicht van de zandheuvel. Dat bleek niet het geval te
8
2. Caissonfabriek
7
3. Installatie voor de productie
van monolieten (IPM)
4. Bergingsmodules
5. Toegangscluster
6
6. Bestaande opslaggebouwen
6
4
8.Demonstratieproef
en proefafdekking
4
5
3
2
1
4
4
5
3
2
Voor bepaalde afvalstromen kunnen aanpassingen aan het basisontwerp
van de caissons worden aangebracht, als dat een veiligheidsvoordeel oplevert. Dat veiligheidsvoordeel moet men kunnen aantonen aan de hand van
veiligheidsevaluaties.
Tests op de prototypes
1. Met de zettingsproef werd de reële belasting van een gevulde
bergingsmodule op de bodem ­gemeten.
2. In de demonstratieproef worden de bouw­technieken en
de kennis van de bouwparameters continu verfijnd.
3. De proefafdekking wordt voorbereid. In 2015 start de bouw
ervan.
8
Type I is geschikt voor het inkapselen van standaardvaten van 400
liter of 220 liter.
Type III is geschikt voor bulkafval, vooral afkomstig van de ontmanteling van kerninstallaties. In dat type zit een stalen mand die het bulkafval omsluit. De deksels zijn zo ontworpen dat de caisson met daarin
het bulkafval veilig vervoerd kan worden in een transportverpakking.
Stand van zaken
1. Kade & ontsluitingsweg
NIRAS heeft drie verschillende types monolieten ontwikkeld:
Type II is geschikt voor niet-standaardvaten.
De locatie van de zettingsproef is niet opgenomen in het overzichtsplan. De zettingsproef werd opgetrokken op de plaats
waar de IPM zal komen.
7. Communicatiecentrum
De monolieten of betonnen kisten waarin het radioactieve afval met
mortel ingekapseld zal worden, zijn een belangrijke barrière tegen
de migratie van radionucliden. Het beton en de mortel hebben de
chemische en fysische eigenschappen om de radioactieve stoffen
vast te houden op lange termijn. Om zeker te zijn dat het concept
van de monolieten voldoet aan de veiligheidseisen, bouwde NIRAS
prototypes van de monolieten en onderwierp ze aan verschillende
tests.
1
Tewerkstelling
De zettingsproef bestond uit een zandheuvel in de vorm van een afge­
knotte piramide van 20 meter hoog, met een bovenvlak van 20 bij 20 meter, met een vergelijkbare grondbelasting als een gevulde bergingsmodule.
Onder de zandheuvel werd allerhande meetapparatuur aangebracht.
Prototypes monolieten
Het ontwerp van de monolieten is het resultaat van gedetailleerde studies.
Om zeker te zijn dat het volledige concept ook voldoet aan de veiligheids­
eisen, bouwt NIRAS prototypes van de monolieten en onderwerpt ze aan
verschillende tests. Met die tests wil NIRAS onder meer bepalen hoe de
monolieten zich gedragen als ze gestapeld worden of als ze vanop verschillende hoogten vallen.
De valtest, vanop een hoogte van 60 en 90 centimeter, was belangrijk om te
bepalen of de monolieten als transportverpakking gekwalificeerd konden
worden. Om de weerstand tegen aardbevingen te onderzoeken liet men
een monoliet vanop een hoogte van 50 centimeter op zijn zijkant vallen.
cAt-project
De zettingsproef werd gebouwd op de plaats waar de installatie voor
de productie van monolieten (IPM) zal komen, tussen de toekomstige
caissonfabriek en de huidige opslaggebouwen, en in de buurt van de kade
en de bergingssite. Na het beëindigen van de proef werd het zand gebruikt
om het terrein op te hogen. De demonstratieproef ligt op de hoek van de
Gravenstraat met de Kastelsedijk, vlak naast het toekomstige communicatiecentrum. De proefafdekking wordt vlak naast de demonstratieproef
ingeplant.
van regenwater bevordert, een bio-intrusiebarrière van 1 tot 1,5 meter dik
die verhindert dat dieren en plantenwortels de onderliggende infiltratiebarrière verstoren, een infiltratiebarrière van dezelfde dikte die bestaat uit
kleilagen en moet beletten dat er water doorsijpelt naar de modules, een
drainerende zandlaag van 25 centimeter dik, en ten slotte een ondoorlatende topplaat uit beton. Verder worden in de afdekking op verscheidene
niveaus folies aangebracht die de doorlatendheid van het geheel verder
verminderen en de goede werking van de verschillende lagen ondersteunen.