Kan man förstöra kärnavfall?

Nej, kärnavfall går inte att förstöra med kemi, eld eller högt tryck, eftersom radioaktiviteten sitter i atomkärnorna. Det som främst minskar faran är tiden. Efter 100 000 år strålar det använda bränslet ungefär som den uranmalm det tillverkades av. Återvinning och snabba reaktorer kan krympa avfallet, men inget av dem gör ett slutförvar onödigt.

Sverige valde kring 1980 att slutförvara det använda bränslet direkt, utan upparbetning. Över 8 000 ton ligger i dag i Clab, det mellanlager som Svensk Kärnbränslehantering (SKB) driver utanför Oskarshamn. Förslagen om att skjuta upp avfallet i rymden, sänka det i havet eller bränna det i nya reaktorer återkommer ändå i debatten. Här nedan är siffrorna för varje väg, från återvinningen i Frankrike till raketer mot solen.

Varför går radioaktiviteten inte att förstöra?

Radioaktiviteten kommer från instabila atomkärnor som sönderfaller och frigör energi i form av strålning. Förbränning och kemiska reaktioner påverkar bara elektronerna runt atomerna. Kärnorna lämnas orörda, så ett radioaktivt ämne som bränns hamnar i askan eller röken med samma strålning som förut.

Takten i sönderfallet bestäms av halveringstiden, alltså den tid det tar för hälften av ett ämnes atomkärnor att sönderfalla. Cesium-137 har en halveringstid på 30 år. Andra ämnen i bränslet finns kvar i tiotusentals år. En atomkärna kan bara ändras med kärnfysik, till exempel genom att den träffas av neutroner i en reaktor eller från en accelerator.

Använt kärnbränsle tappar ändå den största delen av sin aktivitet tidigt. Under de årtionden som bränslet ligger i Clab sjunker aktiviteten med ytterligare 90 procent. Efter 1 000 år i slutförvaret har aktiviteten minskat med 99 procent jämfört med nivån vid ankomsten. Sedan går det långsamt, eftersom de långlivade ämnena sönderfaller under mycket lång tid.

Kan kärnavfall återvinnas?

Använt kärnbränsle kan delvis återvinnas genom upparbetning, där uran och plutonium skiljs från de mest radioaktiva restprodukterna. När bränslet ska slutförvaras består det nämligen fortfarande till 95 procent av uran-238. Upp till 96 procent av bränslets material kan tas tillvara, medan resten blir högaktivt avfall.

Frankrike återvinner sitt använda bränsle i La Hague, där över 36 000 ton har upparbetats sedan 1976. Restprodukterna smälts in i glas och gjuts i behållare av rostfritt stål, som i sin tur ska slutförvaras.

Plutoniet blandas med utarmat uran till MOX-bränsle, som används i 44 reaktorer runt om i världen. Tack vare återvinningen behöver Frankrike 17 procent mindre natururan till sina kärnkraftverk. Det använda MOX-bränslet upparbetas normalt inte igen, så plutoniet återanvänds bara en gång. Även ett land som återvinner behöver alltså ett slutförvar för det förglasade avfallet.

Varför valde Sverige bort upparbetning?

Den svenska linjen formades av villkorslagen från 1977. Lagen krävde att reaktorägarna visade en säker hantering, antingen av förglasat avfall från upparbetning eller av bränsle som inte upparbetats. Metodrapporten KBS-1 från 1977 handlade om förglasat avfall. Redan året därpå kom KBS-2, som beskrev direktdeponering av använt bränsle.

Kring 1980 växte synen fram att direktdeponering var det rimligaste alternativet. Upparbetning är dyrare än direktdeponering. Separerat plutonium ökar också risken att materialet hamnar i fel händer. Svensk lag förbjuder inte upparbetning, men principen i Sveriges nationella plan för kärnavfallet är att bränslet ska slutförvaras utan föregående upparbetning.

En mindre mängd svenskt bränsle har ändå upparbetats. Mellan 1975 och 1982 fick OKG, som driver Oskarshamns kärnkraftverk, tillstånd att föra ut 140 ton använt bränsle till Storbritannien. Bränslet upparbetades 1997. År 2002 hade OKG cirka 850 kilo plutonium från upparbetningen lagrat där.

Snabba reaktorer och transmutation

Dagens svenska reaktorer bromsar neutronerna med vatten, medan snabba reaktorer låter dem behålla farten. Snabba neutroner kan klyva fler av de tunga ämnena, så en snabb reaktor kan få ut upp till 70 gånger mer energi ur sitt bränsle. Tre av de sex reaktortyper som samarbetet Generation IV International Forum valde ut 2002 är snabba reaktorer.

Transmutation innebär att långlivade ämnen först sorteras ut genom upparbetning och sedan beskjuts med neutroner tills de omvandlas till ämnen med kortare halveringstid. Ett fullt utbyggt system kräver nya reaktorer i drift i över 100 år, men en viss mängd långlivat högaktivt avfall blir ändå kvar.

Myrrha i Belgien

Det belgiska kärnforskningscentret SCK CEN bygger Myrrha i Mol, en reaktor som kyls med en blandning av bly och vismut. Reaktorn drivs av en partikelaccelerator och ska visa att transmutation fungerar i större skala. Målet är att restavfallet ska nå naturlig strålningsnivå efter cirka 300 år och att volymen ska minska med en faktor 1 000.

Bygget av den första etappen, acceleratorn Minerva, började i juni 2024. Acceleratorn ska tillverka isotoper för sjukvården från 2027, medan hela anläggningen väntas vara i drift först från 2038.

Blykalla i Sverige

Blykalla startade 2013 som en avknoppning från Kungliga Tekniska högskolan (KTH) och utvecklar den blykylda reaktorn SEALER på 55 megawatt el. Blykylda reaktorer arbetar med snabba neutroner. På sikt skulle de kunna drivas med använt bränsle, men de första reaktorerna ska gå på vanligt urandioxidbränsle.

Under 2026 har Blykalla sökt statligt stöd för två reaktorparker, en i Norrsundet i Gävle kommun och en i Tierp. Målet är att den första reaktorn ska vara i drift under första halvan av 2030-talet.

Varför kan man inte skicka kärnavfall till solen?

Jorden färdas runt solen med cirka 108 000 kilometer i timmen. En last som skjuts upp från jorden har samma fart och måste bromsa bort nästan hela farten för att falla in i solen. Att nå solen kräver därför 55 gånger mer energi än en resa till Mars.

Redan det första steget är kostsamt. Med raketen Falcon 9 kostade det 2018 cirka 2 700 dollar (cirka 27 000 kronor) per kilo att skicka last till en låg bana runt jorden. För Sveriges cirka 12 000 ton använt bränsle blir det över 30 miljarder dollar (över 300 miljarder kronor) bara för att nå banan. I summan på över 30 miljarder dollar ingår varken strålskärmningen eller resten av resan till solen.

Den största invändningen gäller säkerheten vid starten, eftersom en raket som havererar i atmosfären kan sprida det radioaktiva innehållet över stora områden. SKB har uteslutit rymden av det skälet och för att metoden kräver stora mängder raketbränsle. NASA utredde frågan i början av 1980-talet men siktade då på en bana runt solen, inte på solen själv.

Dumpning av kärnavfall i havet

Mellan 1946 och 1993 dumpade 14 länder radioaktivt avfall i haven, sammanlagt cirka 85 petabecquerel. Drygt hälften av aktiviteten hamnade på platser i Atlanten. Sverige finns med på listan: 1959 och 1961 sänktes avfall i Östersjön cirka 30 kilometer sydost om Landsort, medan en last dumpades i Atlanten 1969.

Ett frivilligt uppehåll beslutades 1983 innan Londonkonventionens totalförbud trädde i kraft den 20 februari 1994. Konventionen förbjuder också att använt kärnbränsle läggs på eller under havsbotten. SKB uteslöt havet som alternativ redan 1986.

Sex vägar för kärnavfallet och hur långt de räcker

Ingen av metoderna tar bort behovet av ett slutförvar för det använda bränslet. Tabellen jämför de vägar som brukar föreslås med det svenska slutförvaret.

Slutförvaret i Forsmark ska rymma cirka 12 000 ton bränsle i omkring 6 000 kopparkapslar på cirka 500 meters djup. Byggstarten skedde den 15 januari 2025, men bergarbetena kräver att Strålsäkerhetsmyndigheten först godkänner säkerhetsredovisningen.

Så minskar avfallsmängden i verkligheten

Den volym som går att påverka gäller främst det låg- och medelaktiva avfallet. Cyclife Sweden smälter radioaktivt metallskrot i Studsvik för att rena det och minska volymen, i en anläggning som togs i drift 1987. Anläggningen smälter upp till 5 000 ton per år. Av de cirka 40 000 ton som behandlats har i genomsnitt 95 procent kunnat återvinnas.

I Studsvik bränns även lågaktivt avfall, vilket ger en kraftig minskning av volymen. Askan är fortfarande radioaktiv och skickas tillbaka till den kund som lämnade avfallet. Det mycket lågaktiva avfallet läggs i särskilda markförvar vid kraftverken. Svagt förorenat material med försumbara risker kan friklassas.

För det använda bränslet finns ingen motsvarande genväg. Bränslet går inte att smälta ner eller bränna till en mindre farlig form, så minskningen sker genom att tiden får verka i berget. Tiden är skälet till att Kärnbränsleförvaret byggs för att hålla bränslet avskilt från människan och miljön i minst 100 000 år.

Vanliga frågor om att förstöra kärnavfall

Hur mycket använt kärnbränsle finns det i världen?

Fram till 2025 hade världens reaktorer lämnat ifrån sig cirka 448 000 ton använt kärnbränsle, räknat som tungmetall. Ungefär 28 procent har upparbetats, medan resten lagras i vattenbassänger eller torra lager. De drygt 8 000 ton som ligger i Clab motsvarar mindre än två procent av den totala mängden.

Vad är skillnaden mellan upparbetning och transmutation?

Upparbetning är en kemisk sortering där uran och plutonium skiljs från restprodukterna utan att några atomkärnor förändras. Transmutation är en kärnfysikalisk process, där neutroner omvandlar långlivade ämnen till ämnen med kortare halveringstid.

Varför används inte djupa borrhål för kärnavfall?

Att borra hål till 3 till 5 kilometers djup är svårt, eftersom hålen kan deformeras och berget kan rasa. Miljön på stora djup har höga salthalter, högt tryck och hög temperatur, så kapseln och bufferten kan inte förväntas hålla på lång sikt. Inget land planerar att använda metoden för använt kärnbränsle.

När kan Kärnbränsleförvaret ta emot det första bränslet?

Driften väntas börja under 2030-talet. Strålsäkerhetsmyndigheten prövar varje steg från bygget till provdriften. Inkapslingsanläggningen i Oskarshamn ska kunna leverera cirka 200 kapslar per år. Kärnbränsleförvaret ska förslutas någon gång mot slutet av seklet.

Hur snabbt svalnar använt kärnbränsle?

En vecka efter avstängningen av reaktorn har resteffekten i bränslet sjunkit med 90 procent. Under minst ett år i bassängen vid kraftverket sjunker aktiviteten med ytterligare 90 procent innan bränslet flyttas till Clab.

Skriven av

Mats Pettersson

Energijournalist & redaktör

Mats Pettersson är energijournalist med fokus på kärnkraft, kärnavfall och Sveriges energiomställning. Han har bevakat frågor om kärnbränslehantering, slutförvaring och strålsäkerhet sedan 2015 och följer utvecklingen inom SSM, SKB och internationella atomenergiorganet IAEA. Mats granskar tekniska rapporter, politiska beslut och ny forskning för att göra komplex energiinformation tillgänglig för allmänheten.