www.lradeponi.no
   
Oppdatert: 19 May, 2009
 
     
       
 

 

 

Innhold
Om LRA
Radioaktivitet
Naturlig radioaktivitet
Radioaktiv dose
Vanlige ord og uttrykk


Om LRA

LRA (lavradioaktivt avfall) er et miljøfarlig avfall som er klassifisert på grunn av sitt innhold av radioaktivitet. LRA inneholder ofte også andre miljøfarlige komponenter som oljerester og tungmetaller.

Opprinnelsen til LRA er utfellinger som oppstår under produksjon av olje (og gass) ute på norsk sokkel. Bergarter i olje- og gassreservoarer inneholder radioaktivitet fra kalium-40 og forskjellige stoffer i uran- og thorium-kjedene, spesielt de tre stoffene radium-226, radium-228 og bly-210. Uran og thorium i geologiske formasjoner er lite løselige, mens radium løses lett i vann og fraktes dermed opp sammen med vannet fra produksjonsbrønnen. Bly-210 vil også løses i dette vannet, men vil hovedsaklig være bundet til oljekomponenter og dermed være hindret fra utfelling. Når de kjemiske forholdene i vannet endres, for eksempel ved innblanding av sjøvann eller kontakt med boreslammet, kan radioaktive utfellinger avleires på innsiden av rør og annet produksjonsutstyr.

 
Figur 1 og 2 Undersøkelse av LRA fra oljeinstallasjonen Brent Spar.

LRA i forbindelse med oljeproduksjon består hovedsakelig av utfellinger av bariumsulfat. I varierende grad kan også strontium og kalsium inngå. Naturlig kalsium, barium og strontium er selv ikke radioaktive stoffer, men radium ligner kjemisk så mye på disse tre at det "blir med" under utfelling/avleiring. Aktiviteten av utfellingen avhenger derfor av hvor mye radium som er innblandet. Dette igjen avhenger blant annet av uran- og thorium-innholdet i bergartene på feltet og produksjonsmessige faktorer som for eksempel graden av vanninjeksjon.

Figur 3 Rør med betydelige avleiringer.

Den dannede utfellingen er generelt svært lite løselig. Fjerning av avleiringer fra utstyr krever derfor ofte bruk av spesial-kjemikalier eller for eksempel høytrykksspyling.

Under gassproduksjon kan en annen form for avleiring dannes: såkalt bly-scale. Denne kan bestå av svært tynne, men ofte meget radioaktive utfellinger av metallisk bly-210 og er gjerne usynlig. Den kan derfor bare registreres ved bruk av spesielt måleutstyr, såkalte kontaminasjonsmonitorer.

LRA som avfall oppstår når produksjonsrør og -komponenter rutinemessig rengjøres, eller som en del av avfallshåndteringen når en oljeinstallasjon utrangeres. Av og til kan utfellingene tette igjen produksjonsutstyret fullstendig (se figur 3).

Den ikke-vandige delen av LRA består typisk av:

  • Sulfat (30-99 vekt%)
  • Sand/leire (5-20 vekt%)
  • Stål/korrosjonsprodukter (1-10 vekt%)
  • Oljekomponenter (1-15 vekt%)
  • Tungmetaller (blant annet bly, sink, kadmium)

LRA inneholder vanligvis også en del vann som stammer fra rengjøring av produksjonsutstyret ved høytrykksspyling.


Figur 4 Bilde fra elektronmikroskopi av en LRA-prøve.

Radioaktiviteten i LRA utgjøres av de naturlig forekommende stoffene radium-226, radium-228 og bly-210: en radioaktiv blyisotop. Opprinnelsen til disse stoffene er radioaktivt uran-238 og thorium-232 som finnes naturlig i alt bergartsmateriale og derfor også i alt vann, planter, dyr og mennesker; kort sagt overalt. Konsentrasjonene av disse radioaktive stoffene i naturen er vanligvis svært lave, men noen mineraler og bergarter er kjent for å ha høye konsentrasjoner, for eksempel: fosfatmineraler, monasitt(sand) og alunskifer. Denne siste finnes det mye av i grunnen under Oslo sentrum.

Norske myndigheter har innført en friklassingsgrense som gjelder for LRA. Denne grensen er på 10 Bq/g for radium-226, radium-228 og bly-210. Avfall under denne grensen er friklasset med hensyn til radioaktivitet og håndteres da eventuelt som miljøfarlig avfall avhengig av innholdet av oljekomponenter eller tungmetaller. Friklassingsgrensen er satt slik at radioaktiv dose til de som er mest utsatt for eksponering fra friklasset materiale ikke overstiger en gitt mengde: 1 mikroSievert per år. (Les mer om radioaktiv dose lenger ned på siden).

LRA fra norsk sokkel har en aktivitet som varierer fra friklassingsgrensen (10 Bq/g) opp til 100 Bq/g for radium-226. Den gjennomsnittlige aktiviteten ligger på 24 Bq/g - det dobbelte av friklassingsgrensen. Innholdet av radium-228 og bly-210 ligger normalt på 10-50 % av radium-226. Tabell 1 viser mengder og aktivitet av mellomlagret LRA for fire oljeselskap.

Tabell 1 Oversikt over mengder og aktivietet av mellomlagret LRA for fire oljeselskap i Norge.


Internasjonalt brukes "NORM-Naturally Occurring Radioactive Materials" som betegnelse for materiale inneholdende denne type radioaktivitet over friklassingsgrensene (de varierer typisk noe fra land til land). Når det gjelder LRA, siden det er snakk om materiale som er oppkonsentrert via en industriell prosess (oljeproduksjon), vil spesifikk betegnelse være "TENORM-Technologically Enhanced NORM".

Når radioaktivt materiale skal lagres/deponeres brukes disse betegnelsene:

  • Høyaktivt avfall (HLW). I hovedsak brukt brensel fra atomreaktorer. Renfremstilt radium, for eksempel fra Det Norske Radiumhospital, vil også høre inn her.
  • Lav- og middelsaktivt avfall (LLW og ILW). Normalt radioaktivt avfall fra kjernekraftindustrien og fra annen virksomhet som bruker radioaktivitet for eksempel "EXIT-skilt" og detektoren i ioniske røykvarslere. Det eksisterende norske deponiet i Himdalen og det britiske Drigg er bygd for denne typen avfall.
  • Svært lavaktivt avfall (VLLW). Slagg/avfall fra fosfat og bergverksindustri, forurenset utstyr, kontaminert arbeidstøy o.l. Det diskuteres i internasjonale fora (IAEA) å innføre denne avfallskategorien for å avlaste LLW/ILW-deponier (spare plass).

LRA tilhører antagelig denne siste typen avfall (VLLW). I hvertfall har både norske og britiske myndigheter, ut ifra en volumbetrakting, bestemt at henholdsvis KLDRA-Himdalen og Drigg ikke skal ta i mot LRA i sin eksisterende form. LRA er rett og slett ikke radioaktivt nok til å rettferdigjøre plass i de svært påkostede LILW-deponiene (KLDRA-Himdalen kostet for eksempel 75 millioner kroner å bygge).

Radioaktivitet >> tilbake til toppen
Radioaktivitet er et samlebegrep som brukes i forbindelse med strålingen som sendes ut når ustabile atomkjerner gjennomgår omvandling.
Noen atomkjerner er ustabile og vil avgi stråling. Disse atomkjernene er kjent som radioaktive. Det kan avgis tre typer stråling fra radioaktive atomkjerner:

  • Alfastråling - små atomer med høy hastighet. De har kort rekkevidde i luft og kan ikke trenge gjennom klær eller hud.
  • Betastråling - elektroner som i denne sammenhengen er små atompartikler med høy hastighet. De har noe lengre rekkevidde enn alfa-partikler og kan delvis trenge gjennom klær og hud.
  • Gammastråling - tilsvarer røntgenstråling, men med enda høyere energi. Gammastråling svekkes gradvis når den passer faste materialer. Intensiteten av gammastråling fra LRA reduseres når den passerer gjennom stål.
Figur 5 De ulike stråletypene har forskjellig rekkevidde.

Radioaktiviteten kan være menneskeskapt og da oftest produsert i atomreaktorer. Menneskeskapt radioaktivitet anvendes foruten energi-produksjon til en rekke industrielle og medisinske formål (for eksempel brønnlogging og kreft-behandling). Radioaktivitet finnes også naturlig i omgivelsene våre.


Naturlig radioaktivitet >> tilbake til toppen
Naturlig radioaktivitet stammer hovedsaklig fra uran, thorium og radioaktivt kalium som finnes naturlig i bergarter i jordskorpa. Disse stoffene har vært tilstede siden den gangen jorden ble dannet og finnes overalt i miljøet: berggrunn, jord, vann og luft og biologisk materiale.

Uran og thorium danner hver toppen av to lange kjeder med radioaktive stoffer som dannes suksessivt etter hverandre inntil kjedene ender i ikke-radioaktivt bly. I uran-kjeden inngår den radioaktive gassen radon som gjennom innpusting bidrar til en stor del av radioaktiviteten mennesker utsettes for.

Noe av den naturlige radioaktiviteten dannes i jordas ytre atmosfære når den utsettes for stråling fra sola. Dette gjelder for eksempel radioaktivt kull (karbon-14) som finnes i alt biologisk materiale.
Sammen med kosmisk stråling utgjør den ovennevnte radioaktiviteten det som kalles den naturlige bakgrunnsstrålingen.

Radioaktiv dose >> tilbake til toppen
En mengde radioaktivitet som absorberes i kroppen kalles i strålevern-sammenheng for en dose. Når det i tillegg tas hensyn til type stråling og ulike organers strålefølsomhet brukes begrepet effektiv dose. Det er vanlig akseptert at det er direkte sammenheng mellom effektiv dose og risiko for strålingsskader. Effektiv dose måles i enheten sievert (Sv). Siden 1 Sv tilsvarer svært mye stråling, brukes vanligvis mikro-S (milliontedels Sievert) for benevning av vanlige strålenivå.

Den dosen hvert enkelt menneske utsettes for er gitt av summen av alle enkeltbidragene fra både naturlig og kunstig radioaktivitet og utgjøres hovedsakelig av:

  • Stråling fra bakken
  • Kosmisk stråling (hovedsaklig fra sola)
  • Radon innendørs
  • Røntgenundersøkelser
  • Flyreiser
  • Stråling fra radioaktive stoffer i kroppen


Figur 6 Figuren viser hvilke doser ulike yrker gir i tillegg til interne doser og bakgrunnsdoser.

Årlig normaldose for mennesker er ca. 4 milli-Sv pr. person, men dette varierer avhengig av bakgrunnstrålingen der de bor og arbeider. Yrkesmessig påført dose kommer i tillegg, men utgjør for de fleste bare en liten del av normaldosen.

Intern dose skyldes stråling fra radioaktive stoffer som er tatt opp i kroppen; i naturlig sammenheng enten fra radon i inneluft eller fra mat. Vanlig inneluft kan inneholde 50-200 Bq radon pr. m3 som gir en dose på 2 milli-Sv/år. Et vanlig menneske inneholder omtrent 4.500 Bq radioaktivt kalium og 4.000 Bq karbon-14 som tilsammen gir en dose på 0,4 milli-Sv pr. år.

Vanlige ord og uttrykk >> tilbake til toppen
Nedenfor finnes en liste over ord og uttrykk som er vanlig brukt i fagsam-menhenger når det gjelder LRA eller radioaktivitet:
Bakgrunnsstråling - stråling som skyldes naturlig radioaktivitet i omgivelsene, i vår egen kropp og kosmisk stråling.
Bakgrunnsstrålenivå - mengden av Bakgrunnsstrålingen i et nærmere angitt sted. Begrepet brukes for å kunne kompensere for Bakgrunnsstråling ved bestemmelse av strålenivå fra strålekilder. Gjerne gitt i enheten µSv/t (se Doserate).
Becquerel (Bq) - måleenhet for radioaktivitet.
1 becquerel = spalting av et atom pr. sekund.
Dose - den strålingsmengden som absorberes i kroppen pr. vektenhet. I Effektiv dose er det også tatt hensyn ulike stråletypers virkning og egenskaper.
Doserate - den dosen som måles pr. tidsenhet; som oftest time.
Doseratemåler - instrument som måler doseraten et menneske på samme sted som instrumentet utsettes for. Måleren kan ikke brukes til å avgjøre hvorvidt kroppen utsettes for en eventuell intern dose.
Friklassifiseringsgrense - materiale med lavere aktivitet enn 10 Bq/g av radium-226, radium-228 eller bly-210 er definert som ikke radioaktivt og skal ikke behandles som LRA.
Halveringstid - den tiden det tar før halvparten av atomene i et stoff har gjennomgått radioaktivt henfall.
Ioniserende stråling - elektromagnetisk stråling (røntgen, gamma) eller partikkelstråling (alfa, beta) som danner ioner når det treffer annet materiale.
Kontaminasjonsmonitor - instrument for måling av spesifikk aktivitet. I LRA-sammenheng anbefales håndholdt instrument med ekstern alfa/beta-probe. Det er viktig å merke seg at dette måleutstyret gir relative målinger og at utstyret derfor må kalibreres før bruk.
Kontrollert område - område med en doserate målt til høyere enn 7,5 Sv/t eller område der det arbeides med LRA slik at radioaktiv eksponering kan forekomme. Området skal avgrenses med adgang kun for autorisert personell.
LRA - norsk forkortelse for Lav Radioaktive Avleiringer med spesifikk aktivitet over friklassingsgrensen. Betegnelsen tilsvarer den engelske LSA scale.
Radioaktivitet - ustabile atomkjerner som sender ut alfa-, beta- og gamma-stråling ved henfall.
Radioaktiv kilde - begrep ofte brukt om et legeme som inneholder konsentrert radioaktivitet. Den er ofte industrielt tillaget og ment brukt til et bestemt formål, men kan også brukes i forbindelse med beskrivelse av stråling fra et fat med LRA.
Radioaktivt henfall - en prosess hvor et ustabilt atom omdannes under utsendelse av stråling. Prosessen er spesifikk for hvert enkelt radioaktivt stoff: radium-226 henfaller alltid til radon-222 under utsendelse av en alfa-partikkel med en halveringstid på 1 600 år.
Sievert (Sv) - måleenhet for stråledose 1 Sv = 1 Joule pr. kg
Spesifikk aktivitet - angir radioaktivitet pr. vekt-, flate- eller volumenhet av materialet (f.eks Bq/g).


 

 
Redaktør: Dr. Per Varskog, Norse Decom AS, Postboks 112, 2027 Kjeller, T 63 81 99 25, e-post: per.varskog@norse-decom.no
Nettstedet er utviklet og driftes av Norse Decom AS © 2003-2009.