Vuorimiesyhdistys - ~ergsmannafareningen r.y.

Transkriptio

1

2 Monisteen julkaisi ja Vuorimiesyhdistys - ~ergsmannafareningen r.y.

3 RADIOAKTIIVISTEN Dosentti Heikki Miini, Geologinen tutkimuslaitos Viime aikoina on julkisuudessa paljon keskusteltu ydinvoimalaitosten tuottamista radioaktiivisista jatteista eli ydinjatteista. Halya ovat olleet nostamassa lahinna ihmisen elinympariston ja luonnon saastumisesta huolestuneet henkilot. Be uskovat, et- tei ydinjatteita pystyfa hallitsemaan ja etta sentahden ydinvoimalaitosten kaytto aikaa myaten koituu ihmiskunnalle tuhoi- saksi. Sensi j aan energiapolitiikasta vastaavat viranomaiset ja organisaatiot yleensa pitavat koko ydinjatehuoltoa luonteen- omaisena teknisena, paapiirteiltaan selvana prosessina, jonka vaihtoehtojen valinnas-ta ja yksityiskohdista paatetaan aivan normaalisti ydinvoirnalaitosten edistyvan kayton myota. Keskei- sena ratkaisuvaihtoehtona on ydinjatteiden lopullinen sijoittaminen geologisiin muodostumiin - nimenomaan syvalle kalliope- raan -, joten ongelmaa on syyta tarkastella erityisesti geolo- gian ja kalliorakentamisen kannalta. Voimalaitosten tuottamat radioaktiiviset jatteet voidaan jakaa kahteen paaryhmaan: 1. ydinvoimalaitoksen kayt6n aikana syntyvat alhais- ja keski- aktiiviset ns. ydinvoimalajatteet (reaktorijatteet), jotka on pidettava eristettyina biosfaarista enintaan muutamia satoja vuosia; naiden valiaikaiseen varastointiin ja lopulliseen sijoittamiseen riittavat hyvin pinnalliset tilat, joskin myos kalliosijoitusta on pidettava kysymykseen tule- vana vaihtoehtona, 2. korkea-aktiivinen transuraanipitoinen kaytetty polttoaine ja/tai sen jalleenkasittelyjate, j otka vaativat satojentuhansien vuosien eristamista biosfaarista; radioaktiivisuuden ja sen aiheuttaman lammonkehityksen pienentamiseksi nama jatteet on kuitenkin ensin varastoitava valiaikaisesti niita tuottavien laitosten toimesta vahintiian noin kymmeneksi vuodeksi ennen niiden sijoittamista kallioon. Vaikka siis Suomesta ulkomaille kasiteltavaksi lahetettya kaytettya ydinpolttoainetta jouduttaisiin ottamaan takaisin

4 korkea-aktiivisena jalleenkasittelyj$itteens, sen sijoittaminen kallioon ei tule kysymykseen viela 1980-luvulla. Ydinjatteiden sijoittaminen kallioon ei niinollen ole Suo- messa viela kovin ajankohtainen ongelma. Tarvittavia kalliotut- kimuksia on silti jo korkea aika ryhtya kaynnistamaan, jotta asianomaiset paikanvalinta- ja konstruktioratkaisut voitaisiin aikanaan tehda ilman haitallisia viivytyksia. Tahan tahtaava geologinen tutkirnusprojekti onkin sen vuoksi Kauppa- ja teol- lisuusministerion toimesta kaynnistetty Geologisessa tutkimus- laitoksessa kevaalla Hankkeen ollessa vasta aivan alul- laan ei sen tuloksista kannata viela puhua. Rajoitunkin seu- raavassa vain tiettyihin, toivottavasti nimenomaan kallioraken- tajia ja rakennusgeologeja kiinnostaviin nakokohtiin. Ongelman laajuus ja luonne. Eraan amerikkalaisen arvion mukaan /Information from Energy Research and Development Administra- tion (GRDA), USA, 2: 47, 1976/ Yhdysvaltoihin kaavailtujen korkea-aktiivisen jatteen kuuden kalliovaraston rakennuskustannuk- set ovat yhta kohden keskimaarin 200 miljoonaa dollaria. Kus- tannuksiin vaikuttaa. paitsi jatteiden maara ja laatu seka kallion rakennettavuus, oleellisesti myos kallion sovel tuvuus radioaktiivisuuden levigmista rajoittavaksi esteeksi. Ihminen ja hiinen elinympiiristonsa on kaikissa ratkaisuissa aina luotetta- Vasti suojattava seka suoralta etta epasuoralta radioaktiivi- selta sateilylta. Suomessa suoritetut kalliotutkimukset seka vastaavilla peruskallioalueilla erityisesti Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Ruot- sissa nimenomaan ydinjatteiden sijoittamista varten tehdyt laa- jat selvitykset osoittavat, ettii maamme kallioperasta on loydet- tavissa korkea-aktiivisten ydinjatteiden lopulliseen sijoituk- seen sopivia rnuodostumia. On uskottavissa, etta tahan asti sato- j a m i l j oonia vuosia stabiileina pysyneet muodostumat pysyvat edelleenkin riittavan stabiileina, kunhan vain tata olosuhtei- den stabiilisuutta ei jarkyteta itse jatteiden sijoittarnistoi- menpiteilla. Toisaalta ihminen voi teknisilla toimillaan myas lisata kallion stabiilisuutta.

5 Ydinjatteiden radioaktiivisuuden leviaminen estetaan aina aluksi jatteen hallitulla kasittelylla (jaahdytys, erottelu osiin, olomuodon saately, pakkaus- ja eristysmateriaalien ja -konstruk- tioiden valinta, jne.) ennen sen kallioon sijoittamista. Geolo- giset muodostumat joutuvat vastaamaan eristyksesta vasta nukli- dim lapaistya itse jatesailioiden metallikuoret, niiden ymparille pannun savikerroksen ja muut mahdolliset eristysaineet. Vaik- ka taman lasketaan tapahtuvan vasta satojen vuosien kuluttua, taataan ydinjatteen vaadittu lopullinen huolloton eristys aina viime kadessa juuri sopivan geologisen muodostuman valinnalla si j oituspaikaksi. Siksi kukin mahdollinen si j oituspaikka on tut- kittava tarkkaan sen ainutkertaisten geologisten ja kallioteknisten teki j oiden mukaisesti. - Kalliotutkimukset. Tarvittavien geologi sten tutkimusten paatavoitteina on: - maarittaa ja mitata ne kallio-ominaisuudet, ilmiot ja tekniset parametrit, jotka on tunnettava turvallisten mitoitusten saamiseksi; maarittaminen sisaltaa talloin myos tekijoiden merkityksen selvittamisen muiden vaikuttavien tekijoiden kuten ekologisten, juridisten, poliittisten yms. seikkojen rin- nalla, - valita jatteiden sij oitukseen sopivien paikkojen joukosta edullisin (edullisimmat). Geologisten tutkimusten perusteella tulisi voida ennustaa kallion kayttaytymista sato ja tuhansia vuosia eteenpain. Selvi- tettavat tekijat voidaan jakaa neljaan eriluonteiseen ryhmaan: 1. kysymykseen tulevien muodostumien - rakenteelliset olosuhted j a materiaaliominaisuudet; rikkonaisuus, huokoisuus, aniso- tropia, epahomogeenisuus, jannitystila, lammonj ohtavuus, lu- j uus- j a muodonmuutosominaisuude t, 2. kyseisiin muodostumiin kohdistuvat Gtkuvat - ja periodiset - geologiset prosessit; maan kohoaminen, ilrnastolliset lampo- tilavaihtelut seurauksineen (merenpinnan vaihtelut ja mahdolliset jaakaudet), pohj aveden liike, kallioperan vuoksi-luode liike, my6s kallion reologiset ilmiot,

6 3. mahdolliset satunnaiset katastrofi-ilmiot kuten maanjaristykset, meteoriitti-impaktit ja vulkaaniset purkaukset, 4. ne seurausilmiot j a ymparistoolojen muutokset, - joita j atetilojen louhinta ym. tekniset toimenpiteet seka itse jatteet kalliossa aiheuttavat; mahdolliset kalliosortumat ja -vuodot, lampotilan nousu ja sen vaikutukset, pohj aveden mahdollinen konvektio, kallion ja eristysaineiden kemiallinen rapautuminen, nuklidien eteneminen raoissa ja itse kivessa yms. Merkittavin luonnollinen mekanismi, joka voi kuljettaa radionuklideja syvalta kalliosta biosfaariin, on kalliopohjaveden toiminta. Pohjavesi voi l) syovytaa jatesiiilioita, 2) toimia liuenneita radionuklideja levittavana valiaineena ja 3) liikkuessaan kuljettaa mukanaan radionuklideja. Siksi erityisesti hydrogeologiset tekijat ja niiden selvi ttamiseen soveliaat mene telmat ovat kalliotutkimuksen keskeisia kohteita. Eraat havainnot luonnollisen spontaanin fission tuottamien radionuklidien leviamisesta prekambrisissa muodostumissa - mm. Oklon "luonnonreaktorista" Gabonissa - osoittavat, etta radionuklidien liike voi m i l j 00- nienkin vuosien aj anj aksoina pysya sangen raj oittuneena. Talttamattomien kalliotutkimusten suuruusluokan arvioimisaksi voidaan todeta, etta ydinjatteiden lopullista sijoittamista koskevat ratkaisut tehdaan useiksi vuosisadoiksi, ellei -tuhansikai, mika on taysin uutta nykyaikaisessa rakennustoiminnassa. Tavanomaisissa maanalaisissa rakennushankkeissa (kaivokset, tunnelit, oljy- ym. varastot) niiden geologisten edellytysten riittavan selvittarni~en kustannusten voidaan arvioida olevan pyoreasti 3-10 % louhinnan kokonaiskustannuksista. Ydinjatteiden lopulliseasa sijoituksessa kallioon turvallisuuden vaatimat ennakkoselvitykset ovat suhteellisesti paljon vaativampia. Yhdysvalloissa kyseisten geologisten tutkimusten rahallinen suuruusluokka pelkastaan vuonna 1977 on arvioitu noin 38 miljoonaksi dollariksi /ERDA, 1976/. Ruotsin ydinjateprojektissa, j ossa kalliotutkimuksilla on keskeinen osuus, vuoden 1977 maararahaa nostettiin hilj attain 40: sta 52: een m i l j oonaan kruunuun /Karnbranslesakerhe t- inf ormation 4, 1977/. Kaivostilat. Mahdollisina jatevarastoina voidaan joskus pitaa jo olemassaolevia kalliotilo ja, esim. kaivoksia. Korkea-aktiivisten

7 jatteiden sijoittamiseen nama ovat kuitenkin yleisesti ottaen soveltumattomia, silla: 1) kaivokset ovat aina geologisesti epahomogeenisissa ja yleensa melko rikkoutuneessa kalliossa, 2) kaivostilojen pitaminen riittavan vedettomina olisi tyolasta, 3) kaivostilojen louhinta on muuttanut kallion jannitystilaa ja kaynnistanyt ymparistossa kauan jatkuvia muodonmuutoksia, 4) itse kaivostilat ovat konstruktioiltaan sopimattomia seka syvyysasemaltaan ja turvallisuudeltaan. ubein riittamattomia, 5) jatteiden sijoit taminen kaivoksiin estaisi niiden muuten mahdollisen tuotannon tulevaisuudessa, 6) useimmat kaivokset sijaitsevat kaukana ydinvoimalaitoksista ja rannikolta, ja niiden ymparille on kehittynyt asutusta ym. toimintoja, jotka karsisivat jatteidensi joitustoiminnoista. Kaivostiloilla on kuitenkin huomattava merkitys ydinjatteiden varastointitutkimusten kannalta. gnsinnakin kaivokset tarj oavat tai ovat tarjonneet, padtsi arvokkaita suoranaisia louhinta- ja kalliorakennusteknisia kokemuksia, erityisesti rnahdollisuuden tutkia vaikuttavia kallio-orninaisuuksia, -01osuhteita ja -ilmioita -- in situ eli sopivissa syvyyksissa itse geologisten muodostumien sisassa. Tallaista analogiatietoa tarvitaan simuloitaessa e tukateen j onkin toisen, varsinaisen potentiaalisen si j oituspaikan vastaavia seikkoja. Kaivos- ym. maanalaiset kalliotilat ovat valtt~mattomia myos tarvittavien uusien mittaus- ja tutkimusvalineiden seka -menetelmien kokeiluun ja kehittelyyn. --- Kalliopergn geologisista, jopa satoj en rnilj oonien vuosien ilmi6ista on olemassa luotettavaa havaintoaineistoa runsaasti. Sen perusteella voidaan arvioida, etta maamme kallioperan runsasrakoisen pintakerroksen alla on ehj ia lohkoja, j otka tarjoavat suhteellisen hyvat yleisedellytykset ydinjatteiden lopulliseen sijoittamiseen. Vaihtoehtoratkaisut hallitaan teoriassa paapiirteiltaan; kalliotutkimusten tulokset tulevat vaikuttamaan ratkaisevasti lahinna paikanvalintaan seka tarvittavien tilakonstruktioiden ja teknisten toimenpiteiden mitoitusten yksityiskohtiin.

8