Olkiluodon loppusijoituslaitoksen normaalikavtnn, kavttdhairioiden ja onnettomuustilanteiden maaritvs paastn- ja annoslaskentaa varten

Transkriptio

1 Tyoraportti Olkiluodon loppusijoituslaitoksen normaalikavtnn, kavttdhairioiden ja onnettomuustilanteiden maaritvs paastn- ja annoslaskentaa varten Tapani Kukkola Lokakuu 2003 POSIVA OY FIN OLKILUOTO, FINLAND Tel Fax

2 Ci Fortum Nuclear Services I ENP I Tapani Kukkola NUCL (1) Jakelu: Korvaa Hyvaksyja, pvm ~Lla ~:s Avainsanat OLKILUODON LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN NORMAALIKA YTON, KA YTTOHAIRI OIDEN JA ONNETTOMUUSTILANTEIDEN MAARITYS PAASTO- JA ANNOSLAS KENTAA VARTEN TIIVISTELMA Loppusijoituksessa sateilynalaista tyota tehdaan seka kapselointilaitoksessa seka kapseleiden loppusijoituksessa. Sateilevia kappaleita kasitellaan kapselointilaitoksessa kauko-ohjatusti sateilysuojatuissa tiloissa ja loppusijoitustiloissa polttoainekapselit ovat sateilysuojan sisassa kasittelyn aikana. Normaalikaytossa polttoaineen kuljetussailioiden vastaanotto aiheuttaa suurimmat henkiloston sateilyannokset. Kuumakammion laitteiden huollot ja siivous aiheuttavat myos henkiloston sateilyannoksia kapselointilaitoksen normaalikaytossa. Varaudutaan siihen, etta pieni maara polttoainesauvoja saattaa menettaa tiiveytensaja alkaa vuotaa, kun kaytettya polttoainetta kuljetetaan kapselointilaitokselle tai kun polttoainenippuja kasitellaan kuumakammiossa. Osa polttoainesauvoista on menettanyt tiiveytensa jo ennen kuljetusta. Polttoainenippujen ja kanavien ulkopinnoilta voi myos irrota pinnoille kiinnittyneita radioaktiivisia aineita, crudia. Hairioista todennakoisimpia ovat erilaiset polttoainenippujen kolhimiset kuumakammiossa. Pahin onnettomuustilanne syntyy, jos polttoaineen kuljetussailio putoaa kuljetussailion siirtokaytavaan. Tilanteen korjaaminen vaatii erikoistoimenpiteita. '? { () 'Z-o ---< /J 4 ).J. c J ~ /./-~ Fortum Nuclear Services Oy Ly krnro Kotipaikka Espoo

3 Tyoraportti Olkiluodon loppusijoituslaitoksen normaalikayton, kavttdhairioiden ja onnettomuustilanteiden maaritys paastn- ja annoslaskentaa varten Tapani Kukkola Fortum Nuclear Services Oy Lokakuu 2003 Posivan tyoraporteissa kasitellaan kaynnissa olevaa tai keskeneraista tyota. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopaatokset ja nakokannat ovat kirjoittajien omia, eivatka valttamatta vastaa Posiva Oy:n kantaa.

4 OLKILUODON LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN NORMAALIKAYTON, KA YTTOHAIRIOIDEN JA ONNETTOMUUSTILANTEIDEN MAARITYS P AASTO- JA ANNOSLASKENT AA V ARTEN TIIVISTELMA Loppusijoituksessa sateilynalaista tyota tehdaan seka kapselointilaitoksessa seka kapseleiden loppusijoituksessa. Sateilevia kappaleita kasitellaan kapselointilaitoksessa kaukoohjatusti sateilysuojatuissa tiloissa ja loppusijoitustiloissa polttoainekapselit ovat sateilysuojan sisassa kasittelyn aikana. Normaalikaytossa polttoaineen kuljetussailioiden vastaanotto aiheuttaa suurimmat henkiloston sateilyannokset. Kuumakammion laitteiden huollot ja siivous aiheuttavat myos henkiloston sateilyannoksia kapselointilaitoksen normaalikaytossa. Varaudutaan siihen, etta pieni maara polttoainesauvoja saattaa menettaa tiiveytensa ja alkaa vuotaa, kun kaytettya polttoainetta kuljetetaan kapselointilaitokselle tai kun polttoainenippuja kasitellaan kuumakammiossa. Osa polttoainesauvoista on menettanyt tiiveytensa jo ennen kuljetusta. Polttoainenippujen ja kanavien ulkopinnoilta voi myos irrota pinnoille kiinnittyneita radioaktiivisia aineita, crudia. Hairioista todennakoisimpia ovat erilaiset polttoainenippujen kolhimiset kuumakammtossa. Pahin onnettomuustilanne syntyy, jos polttoaineen kuljetussailio putoaa kuljetussailion siirtokaytavaan. Tilanteen korjaaminen vaatii erikoistoimenpiteita. Avainsanat: Kaytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus, kapselointilaitos ja loppusijoituslaitos.

5 OLKILUOTO FINAL DISPOSAL PLANT; DETERMINATION OF NORMAL OPERATION, UPSET AND POSTULATED ACCIDENT CONDITIONS FOR RADIOACTIVE RELEASE AND DOSE ASSESSMENT ABSTRACT The radiation dose risks in the final disposal plant are involved with the works in the encapsulation plant and in the disposal of the fuel canisters at the final repository. Radioactive materials are handled remote controlled in the shielded rooms in the encapsulation plant. The fuel canisters are closed in the radiation shield while handled in the repository. In the normal operation the major part of the personnel doses are caused by the spent fuel casks receiving. Also maintenance and repair work of the hot cell equipment and cleaning of the hot cell are causing personnel doses in normal operation. A small number of the fuel pins could loose their tightness and start to leak during the spent fuel transport to the final disposal plant and in the fuel handling in the hot cell. A small number of the fuel pins has already loosed their tightness before the transport. Radioactive material fixed on the outer surfaces, crud, can also be loosed from the fuel pins and from the fuel channels. Most probable upset condition is dealing with the fuel handling errors in the hot cell. The fuel assemblies could be collided by different ways when handled in the hot cell. The most serious accident is the spent fuel cask drop accident in the spent fuel cask transfer corridor. Special arrangements are needed in the accident management. Keywords: spent nuclear fuel disposal, encapsulation plant, and final disposal facility.

6 1 SISALL YSLUETTELO Tiivistelma Abstract 1 YLEISTA Loppusijoituksen sateilyturvallisuuden suunnitteluperusteet Tarkastelun raja us Kayttohairioiden ja onnettomuuksien maarittely Tarkastelutapa NORMAALIKAYTTO Polttoaineen vastaanotto Toimenpiteet kuumakammiossa Kapselin kannen hitsaus, tarkastukset ja valivarastointi Kapselin siirto loppusijoitustilaan ja kapselin loppusijoitus Maaraaikaishuollot, normaali kunnossapito ja siivous KAYTTOHAIRIOT Valittomasti annoksia synnyttavat kayttohairiot Virheellinen toiminta Laiteviat Mu ut kayttohairiot Kapselointi- ja loppusijoitusprosessin hairiot Viallisen polttoaineen kapselointi Tehonmenetys rajoitetuksi ajaksi Tulipalot Tulvat ja vesivuodot ONNETTOMUUSTILANTEET Polttoaineen kasittelyonnettomuudet Polttoaineen kuljetussailion putoaminen Kuljetussailion kannen putoaminen kuumakammiossa Polttoainenipun putoaminen kuumakammiossa Loppusijoituskapselin putoaminen Kapselihissin pettaminen Kapselin putoaminen loppusijoitusreikaan Ulkoiset tapahtumat Pienlentokoneen tormays Maanjaristys Putkien ja sailioiden rikkoutuminen Polttoaineen lammonsiirron menetys ja ylikuumeneminen Rajahdysonnettomuudet loppusijoitustilassa Loppusijoitustunnelin sortuma Kriittisyysonnettomuus VIITTEET LIITETAULUKOT... 20

7 2 1 YLEISTA Kaytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen suunnittelussa varaudutaan normaalin kayttotoiminnan lisaksi myos kayttohairioihin ja onnettomuustilanteisiin. Raportin tarkoituksena on kuvata loppusijoituslaitoksen normaalikayton tyovaiheet ja niiden kestot annoslaskentaa varten seka identifioida ja kuvata loppusijoituslaitoksen riskialttiit tyovaiheet, joissa voi syntya kayttohairioita tai jotka voivat johtaa onnettomuuteen. Raportti on paivitys vuonna 1999 tehdysta raportista (Kukkola 1999), jossa loppusijoituspaikaksi oli oletettu Kuhmon Romuvaara. Raportissa on otettu huomioon, etta loppusijoituslaitos tulee Olkiluotoon ja etta loppusijoituslaitoksen suunnitelmat ovat kehittyneet. Raportti on tarkoitettu loppusijoituslaitoksen paastojen ja sateilyannosten muutosten arvioimiseksi (Rossi et al. 1999). Raportti on myos osa loppusijoituslaitoksen esisuunnitelmaa. 1.1 Loppusijoituksen sateilyturvallisuuden suunnitteluperusteet Loppusijoituslaitoksen suunnittelussa lahdetaan luonnollisesti siita, etta henkiloston ja ympariston sateilyaltistus pidetaan niin alhaisena kuin kaytannollisin toimenpitein on mahdollista. Viitteessa (STUK 2002) esitetaan: "Loppusijoituslaitoksen kaytosta ei saa aiheutua tyontekijoiden tai vaeston terveytta vaarantavia sateilyhaittoja, eika vahinkoa ymparistolle ja omaisuudelle". "Laitoksen kayton ollessa hairiotonta, radioaktiivisten aineiden paastot ymparistoon jaavat merkityksettoman pieniksi". "Odotettavissa olevien kayttohairioiden seurauksena vaeston eniten altistuville yksiloille aiheutuva efektiivinen vuosiannos ei ylita arvoa 0,1 millisievertia (msv)". "Oletetun onnettomuuden seurauksena vaeston eniten altistuville yksiloille aiheutuva efektiivinen vuosiannos ei ylita arvoa 1 msv". Samassa viitteessa (STUK 2002) kasitteet maaritellaan seuraavasti: "Odotettavissa olevalla kayttohairiolui tarkoitetaan kayttovaiheen aikaista turvallisuuteen vaikuttavaa tapahtumaa, joka sattuu keskimaarin harvemmin kuin kerran vuodessa, muttajolla on huomattava todennakoisyys sattua ainakin kerran kayttojakson aikana". "Oletetulla onnettomuudella tarkoitetaan kayttovaiheen aikaista turvallisuuteen vaikuttavaa tapahtumaa, jolla on vain vahainen todennakoisyys sattua kayttojakson aikana". Kayttohenkilostolle sallitaan samanlaiset vuosiannokset kuin ydinvoimalaitoksen kayttohenkilostolle.

8 3 1.2 Tarkastelun rajaus Raportissa tarkastellaan loppusijoituslaitoksen normaalia kayttoa, kayttohairioita ja onnettomuustilanteita niilta osin kuin ne liittyvat sateilyturvallisuuteen. Tama rajaa tarkastelun kapselointilaitokseen ja kaytetyn polttoaineen loppusijoitustiloihin. Tassa yhteydessa ei tarkastella tarkemmin sellaisia kayttohairioita ja onnettomuustilanteita, joissa ei synny aktiivisuuspaastoja tai joissa henkilosto ei saa sateilyannoksia. Normaalikaytossa sateilynalaisinta tyota on polttoaineen kuljetussailioiden vastaanotto. Myos kuumakammion laitteiden huolto ja korjaus seka siivous aiheuttavat henkilostolle sateilyannoksia normaalikaytossa. Normaalikaytossa laitoksesta ei paase merkittavassa maarin radioaktiivisia aineita ymparistoon. Kayttohairioissa ja onnettomuustilanteissa radionuklideja voi paasta enemman ymparistoon. Paastot aiheuttavat sateilyannoksia laitoksen ulkopuolella. Laitoksen kayttohenkilokunta voi saada suunnittelemattomia sateilyannoksia kayttohairioiden ja onnettomuuksien seurauksena. Polttoainetta kapselointilaitokselle tuovan kuljettajan vastuuraja ulottuu kapselointilaitoksen kaytetyn polttoaineen vastaanottotilan ulko-oveen. Oven sisapuolella polttoaineen kasittelyvastuu kuuluu kapselointilaitoksen henkilostolle. Kapselointilaitoksen oletetaan olevan itsenainen ja sijoittuvan loppusijoitustilojen ylapuolelle. Kaytetty polttoaine tuodaan kapselointilaitokselle kaytetyn polttoaineen kuljetussailioissa markakuljetuksena joko Olkiluodon tai Loviisan kaytetyn polttoaineen valivarastoista. Polttoainekapselit viedaan loppusijoitustilaan kapselikuilua pitkin hissilla, joka kytkeytyy kapselointilaitokseen. Loppusijoituslaitoksen turvajarjestelyja ei kasitella tassa yhteydessa. 1.3 Kayttohairioiden ja onnettomuuksien maarittely Kayttohairiossa ei oleteta tapahtuvan suuria polttoainevaurioita ja aktiivisuuspaastoja. Kayttohairio voidaan palauttaa lyhyessa ajassa normaaliksi kayttotilanteeksi. Palautuksen yhteydessa laitoksen kayttohenkilokunta voi saada sateilyannoksia, mutta laitoksen ulkopuolelle ei vuoda merkittavia maaria aktiivisuutta. Kayttohairiot jaetaan kahteen kategoriaan sen mukaan, miten akuutit hairion seurausvaikutukset ovat. Kayttohairiot voivat aiheutua virheellisesta, ohjeitten vastaisesta toiminnasta tai erilaisista laitevioista. Tassa tarkastelussa myos tulipalot katsotaan kayttohairioiksi. Kayttohairioksi ei katsota tilannetta, jossa polttoainesauva alkaa vuotaa polttoainetta kapselointilaitokselle normaalisti kuljetettaessa tai polttoainetta kapselointilaitoksella normaalisti kasiteltaessa. Polttoaineen poikkeuksellinen kolhiminen ohjeiden vastaisen

9 4 toiminnan tai laitevikojen seurauksena katsotaan kuitenkin kayttohairioksi. Onnettomuudet aiheutuvat vakavista laitevioista tai poikkeuksellisista ulkoisista tapahtumista. J oissain tilanteissa virheellinen suunnitelma voi aiheuttaa onnettomuuden. Onnettomuustilanteiden seurauksena saattaa syntya suuria polttoainevaurioita ja aktiivisuuspaastoja. Aktiivisuutta voi paasta myos laitoksen ulkopuolelle merkittavia maaria. Laitoksen ulkopuolella ihmiset voivat saada sateilyannoksia. Onnettomuuden jalkeen laitoksen toiminta seisahtuu lyhyemmaksi tai pidemmaksi ajaksi. Loppusijoituslaitos pyritaan suunnittelemaan siten, etta kayttovirhe ei aiheuta onnettomuutta. 1.4 Tarkastelutapa Seuraavassa kuvataan lyhyesti loppusijoituslaitoksen normaalikayton sateilynalaista tyota seka arvioidaan ja kuvataan ne kayttohairiot ja onnettomuustilanteet, joissa kayttohenkilosto voi saada ylimaaraisia sateilyannoksia tai joissa voi syntya paastoja laitoksen ulkopuolelle. Normaalikaytto, kayttohairiot ja onnettomuustilanteet pyritaan erittelemaan polttoaineen kasittelyjarjestyksessa. Tarkastelussa on otettu huomioon seka kapselointi- etta loppusijoitusprosessin muuttuneet suunnitelmat.

10 5 2 NORMAALIKAYTTO 2.1 Polttoaineen vastaanotto Polttoaine kuljetetaan vesitaytteisissa polttoaineen kuljetussailioissa. Vesi ei ehdi Uimmeta matkan aikana, kun polttoainetta siirretaan Olkiluodon KP A-varastosta. Loviisan laitokselta kaytettya polttoainetta tuotaessa veden lampotila on noin 50 C. Olkiluodon kaytetyn polttoaineen valivarastosta (KP A-varastosta) polttoaine voidaan siirtaa kapselointilaitokselle olemassa olevalla siirtosailiolla ja kuljetusalustalla samalla tavalla kuin polttoainetta siirretaan kayvilta laitoksilta KP A-varastoon. Siirrossa ei tarvita iskunvaimentimia, koska polttoaineen kuljetus tapahtuu muulta raskaalta liikenteelta suljetulla reitilla laitosalueella ja siirtonopeus on alhainen. Kuljetussailio nostetaan joko valivarastoitavaksi kuljetussailioiden vastaanottotilaan tai sitten kuljetussailio lasketaan tasolle -1,40 kuljetussailion siirtokaytavaan. Loviisasta kaytetyn polttoaineen kuljetussailiot tuodaan kapselointilaitokselle saasuojatuissa kuljetusajoneuvoissa. Saasuoja pestaan kuljetussailioiden vastaanottotilan ulkopuolella painepesurilla. Pesuvesi voidaan johtaa normaaliin laitosalueen viemarointiin. Taman jalkeen kuljetusajoneuvo ajetaan vastaanottotilaan ja saasuoja avataan. Kuljetussailion iskunvaimentimet poistetaan ja kuljetussailio nostetaan joko valivarastoitavaksi kuljetussailioiden vastaanottotilaan tai sitten kuljetussailio lasketaan tasolle -1,40 kuljetussailion siirtokaytavaan. Polttoainenipuista saattaa karista crudia (aktiivista metallikarstaa) kuljetussailioon. Kuljetussailion sisapinta pestaan tarvittaessa ennen lastausta KP A-varastossa, jossa on valmiit pesulaitteet ja jatteen kasittelyjarjestelmat. Kuljetussailio palautetaan siihen KPAvarastoon, josta kuljetussailio on kapselointilaitokselle lahetetty. Vastaanottotilassa kuljetussailiolle tehdaan sateilytaso- ja pintakontaminaatiomittaukset. Kuljetussailion pintakontaminaation ylittaessa sallitut rajat kuljetussailio lasketaan kuljetussailion siirtokaytavaan pestavaksi. Kuljetussailion siirtokaytava on valvonta-aluetta ja huuhteluvesi kasitellaan aktiivisena vetena. Jos osoittautuu, etta kuljetusajoneuvon kuljetusalusta on myos kontaminoitunut matkan aikana, niin talloin kuljetusalusta pestaan ennen kuljetusajoneuvon takaisin lahettamista. Kuljetussailion siirtokaytavassa kuljetussailion sisatilan ylaosan typpikaasupatjasta otetaan naytteet, jotta voidaan todeta, ovatko polttoainesauvat sailyneet ehjana kuljetuksen tai siirron aikana. Samassa yhteydessa kuljetussailion mahdollinen ylipaine tasataan. Kuljetussailion siirtokaytavassa kuljetussailion sateilysuojakannen pultit irrotetaan ja kuljetussailio nostetaan kuumakammion telakointiasemaan Gos polttoainetta tuodaan Loviisasta Castor VVER 440 kuljetussailiossa, niin kuljetussailion ulomman suojakannen pultit irrotetaan ja suojakansi poistetaan ennen sateilysuojakannen irrotusta). Kuljetussailio telakoidaan tiiviisti kuumakammioon. Kuumakammiossa telakointiaseman suojakansi avataan ja kuljetussailion sateilysuojakansi nostetaan kuumakammioon. Suojakansi nostetaan sateilysuojakannen paalle estamaan mahdollista kontaminoitumista. On huomattava, etta kaytetty kuljetettava polttoaine on jaahtynyt vahintaan 20

11 6 vuotta, joten annoslaskuissa ei pida kayttaa pinta-annosnopeutena kuljetussailiolle sallittua annosnopeutta vaan realistista annosnopeutta. Polttoaineniput poistetaan kuljetussailiosta kapselointiprosessiin. Kun kaikki polttoaineniput on poistettu kuljetussailiosta, niin telakointiaseman suojakansi nostetaan pois kuljetussailion sateilysuojakannen paalta ja kuljetussailion sateilysuojakansi asetetaan paikalleen kuljetussailion paalle. Kuumakammio suljetaan nostamalla telakointiaseman suojakansi paikoilleen. Kuljetussailio voidaan irrottaa kuumakammion telakoinnista. Kuumakammiossa kuljetussailion sateilysuojakansi saattaa lievasti kontaminoitua, vaikka kuumakammiossa sateilysuojakannen paalla on ollut suojakansi. Kuljetussailion sateilysuojakannen kontaminaatio mitataan. Jos kontaminaatiota havaitaan, niin kuljetussailion kansi dekontaminoidaan siirtokaytavassa huuhtelemalla sailio paaltapain vedella. Pesujarjestelma luokitellaan aktiiviseksi jarjestelmaksi. Samaa pesujarjestelmaa kaytetaan myos kuljetussailion pesuun, jos sailio on matkalla kapselointilaitokseen kontaminoitunut. Kuljetussailion sateilysuojakannen pultit asennetaan paikoilleen ja pultit kiristetaan. Kuljetussailion ulompi suojakansi asetetaan paikoilleen ja pultit kiristetaan. Kuljetussailio siirretaan takaisin kuljetussailion vastaanottotilaan. Kuljetussailio nostetaan kuljetusalustalle, iskunvaimentimet kiinnitetaan ja saasuoja asetetaan paikoilleen. Kuljetussailio palautetaan KP A-varastoon, joko Loviisaan tai Olkiluotoon. 2.2 Toimenpiteet kuumakammiossa Kaikki kuumakammion tyovaiheet tehdaan kauko-ohjatusti sateilysuojatusta tilasta, jolloin henkilosto ei altistu suoralle sateilylle. Kuljetussailion telakointiaseman suojakansi avataan ja siirretaan sivuun. Kuljetussailion sateilysuojakansi nostetaan kuumakammioon. Kuumakammiossa sateilysuojakannen paalle nostetaan telakointiaseman suojakansi, jotta kuumakammiossa mahdollisesti leijuva poly ei kontaminoi kuljetussailion sateilysuojakantta. Kuljetussailio on kytkettyna telakointiasemaan niin kauan kuin sailiossa riittaa polttoainenippuja kapseloitavaksi. Kun kuljetussailio on tyhja polttoaineesta, niin telakointiaseman suojakansi poistetaan kuljetussailion sateilysuojakannen paalta, sateilysuojakansi nostetaan kuljetussailion paalle paikalleen ja telakointiaseman suojakansi suljetaan. Kuljetussailio voidaan irrottaa telakoinnista ja laskea alas siirtokaytavaan. Polttoaineniput nostetaan kuljetussailiosta autoklaaviin, johon sopii 12 polttoainenippua. Kuumakammiossa on kaksi autoklaavia, yksi Loviisan laitoksen polttoaineelle ja toinen Olkiluodon laitoksen polttoaineelle. Autoklaavit toimivat samalla myos polttoainenippujen varastopositioina. Polttoaineniput kuivataan autoklaavissa, josta polttoaineniput nostetaan loppusijoituskapseliin. Polttoainenippujen kuivaus autoklaavissa tapahtuu nostamalla lampotila autoklaavissa noin 120 asteeseen seka pumppaamalla hetkeksi tyhjio autoklaaviin. Kun ilma palautetaan autoklaaviin, niin lampotila alkaa laskea valittomasti. Lampotilan nosto voidaan jarjestaa joko ilman kierratyksella ja sahkolammittimilla tai sitten polttoainenippujen

12 7 jalkihimpotehoa voidaan kayttaa lampotilan nostoon. Talloin autoklaavi on lampoeristettava ja autoklaavin sisapinta on varustettava lammon heijastimilla. Jalkilammon hyvaksikaytto eliminoi hairiotilanteen, jossa autoklaavi kuumenee liikaa. Loppusijoituskapseli telakoidaan tiiviisti ylaosan lieriopinnasta kuumakammioon. Kapselin telakointiaseman erotuskansi avataan. Kapselin sisaosat ovat nyt avoinna kuumakammioon. Kaasunvaihtokupu asennetaan kapselin paalle. Kaasunvaihtokuvun sisassa ovat ruuvin kiertimet, joilla kapselin sisakannen ruuvit avataan ja kapselin sisakansi nostetaan kaasunvaihtokuvun sisaan magneettitarraimella. Kaasunvaihtokupu nostetaan ylos ja kaannetaan sivuun, kapselin sisakansi on edelleen kaasunvaihtokuvun sisassa. Suojakartio, eraanlainen keskelta avoin kaulusrakenne asennetaan kapselin paalle kuparikapselin hitsipinnanja sisakannen pulttien suojaksi. Polttoaineniput siirretaan autoklaavista kapseliin. Mahdollisesti suojakartioon nippujen siirrossa karissut crudi pyyhitaan loppusijoituskapseliin manipulaattorin ja harjan avulla. Kapselin suojakartio nostetaan ylos ja kaannetaan sivuun. Kaasunvaihtokupu kaannetaan kapselin telakointiasemaan ja tiivistetaan loppusijoituskapseliin. Loppusijoituskapselin kaasuatmosfaari vaihdetaan. Loppusijoituskapselin sisakansi asetetaan paikoilleen kaasukuvun sisalta ja sisakapselin kannen pultit kiristetaan. Sisakapselin tiiveys tarkastetaan pumppaamalla tyhjio kaasunvaihtokupuun ja mittaamalla mahdolliset kaasuvuodot. Kaasunvaihtokupu nostetaan ylos ja kaannetaan sivuun kapselin telakointiasemasta. Kapselin sisakansi tarkastetaan visuaalisesti TV -kameran avulla ja kansi imuroidaan crudin imurointijarjestelmalla manipulaattoria hyvaksikayttaen. Kapselin telakointiaseman erotuskansi kiinnitetaan paikoilleen ja loppusijoituskapseli irrotetaan kuumakammion telakoinnista. Kuumakammio on lapivuorattu ruostumattomalla terasverhouksella. Kuumakammio varustetaan erillisella crudin imurointij arj estelmalla normaalin imurointij arj estelman lisaksi seka dekontaminointijarjestelmalla. Nama luokitellaan aktiivisiksi jarjestelmiksi. Imurointijarjestelman keraamat jatteet pakataan terassailioon tai sitten lasketaan loppusijoituskapselin vapaisiin positioihin ennen nippujen asennusta. 2.3 Kapselin kannen hitsaus, tarkastukset ja valivarastointi Kuparikansi asennetaan loppusijoituskapselin paalle kapselin siirtovaunussa olevalla nostimella. Loppusijoituskapseli siirretaan hitsausasemaan, jossa kapselin telakoidaan hitsauskammioon. Kuparikansi hitsataan kiinni elektronisuihkuhitsauslaitteella. Kapseli irrotetaan hitsauskammion telakoinnista. Hitsauksen jalkeen hitsin pinta koneistetaan kapselin siirtokaytavassa. Kapselin ylapinta puhdistetaan lastuista imuroimalla. Ultraaanitarkastuslaite asennetaan kapselin ylapaan ymparille ja kuparikannen hitsi tarkastetaan. Ultraaanitarkastuslaite poistetaan kapselin paalta. Kapseli siirretaan tarkastusasemaan, j ossa hitsi kuvataan rontgenkuvauslaitteella. Kapseli siirretaan puhdistusasemaan, jossa kapselin pestaan. Hyvaksyttyjen tarkastusten jalkeen loppusijoituskapseli siirretaan puskurivarastoon odottamaan siirtoa loppusijoitustilaan. Kapselia siirretaan kapselin siirtokaytavassa tyoasemasta toiseen kiskoilla liikkuvalla vaunulla (Pietikainen 2003). Kaikki tyovaiheet tapahtuvat kapselin siirtokaytavassa, loppusijoituskapselia ei enaa nosteta siltanostureilla erillisiin tarkastuspisteisiin eika puskurivarastoon. Nain on voitu eliminoida kapselin nostokasittelyjen aiheuttamat riskit

13 8 mukaan lukien kapselin kaatuminen. Loppusijoituskapseli siirretaan kapselin siirtovaunusta puskurivarastoon vihivaunulla. 2.4 Kapselin siirto loppusijoitustilaan ja kapselin loppusijoitus Loppusijoituskapseli siirretaan puskurivarastosta kapselihissiin samalla vihivaunulla, jolla kapselia liikutellaan puskurivarastossa. Loppusij oituskapseli lasketaan kapselihissilla loppusij oitustasolle, j ossa loppusij oituskapseli ajetaan hissista ulos. Loppusijoituskapseli nostetaan kapselin siirtoajoneuvon sateilysuojan sisaan kapselin lastausasemassa. Vihivaunu ajetaan takaisin kapselihissiin ja nostetaan ylos. Loppusijoituskapseli siirretaan kapselin siirtoajoneuvolla loppusijoitustunneliin, siirtoajoneuvo asemoidaan loppusijoitusreian kohdalle ja loppusijoituskapseli lasketaan loppusij oitusreikaan. Loppusijoitusreikaan kapselin paalle lasketaan bentoniittilohkot, jotka toimivat myos sateilysuojana. 2.5 Maaraaikaishuollot, normaali kunnossapito ja siivous Valvonta-alueella maaraaikaishuollot, kunnossapito ja siivous eivat normaalisti aiheuta henkilostolle sateilyannoksia, poikkeuksena on kuumakammio ja kuumakammioon liittyva aktiivinen korjaamo. Kapselin siirtokaytavan, kapselin puhdistusasemanja kapselin tarkastusaseman laitteet huolletaan silloin, kun siirtokaytavassa ei ole sateilevaa polttoainekapselia. Kuumakammion laitteita huolletaan maaraajoin. Laitteet korjataan ennen kuin ne rikkoutuvat. Tiloja siivotaan maaraajoin. Esim. kuumakammion ilmastoinnin suodattimet saattavat keraava runsaasti aktiivisuutta ja niiden vaihtoon on suunniteltava henkiloannoksia rajoittavat laitteet. Nama tyot aiheuttavat normaaleja sateilyannoksia kapselointilaitoksen kayttohenkilostolle. Toimilaitteita ei sijoiteta kuumakammioon, jos muita mahdollisuuksia on tarjolla. Kuumakammiossa olevat laitteet pyritaan korjaamaan aktiivisessa korjaamossa, jossa tyoskentelyolosuhteet ovat suotuisammat.

14 9 3 KAYTTOHAIRIOT Kayttohairiot voidaan jakaa kahteen kategoriaan seurausten valittomyyden mukaan; sellaisiin, joista aiheutuu valittomasti sateilyannoksia ja jotka vaativat valitonta toimintaa ja muihin kayttohairioihin, joista annoksia ei aiheudu valittomasti- on aikaa harkita mita tehda. Hairiotilanteen korjaaminen voi ehka myohemmin aiheuttaa annoksia. Edelliseen kategoriaan kuuluvat esimerkiksi erilaiset vuodot, jalkimmaiseen, esimerkiksi vialliset hitsaukset ja myos tulipalot. 3.1 Valittomasti annoksia synnyttavat kayttohairiot Valittomasti annoksia synnyttavat kayttohairiot johtuvat joko virheellisesta toiminnasta tai erilaisista laitevioista. Toiminta on virheellista, kun polttoaineen vastaanotossa, kapseloinnissa ja loppusijoituksessa poiketaan annetuista ohjeista ja maarayksista. Laitevikojen seurauksena prosessin toiminta yleensa pysahtyy. Jarjestelma voi alkaa vuotaa kaasua tai nestetta tai molempia. Polttoaineen kasittelylaitteiden viat yleensa keskeyttavat polttoaineen kasittelyn. Polttoaine saattaa myos vaurioitua laitevian seurauksena Virheellinen toiminta Kaytetyn polttoaineen vastaanotossa kuljetussailion naytteenotto- ja paineenalennusputket voidaan kytkea vaarin siten, etta kuljetussailio vuotaa aktiivista kaasua suoraan polttoaineen kuljetussailion siirtokaytavaan. Oletetaan, etta yksi polttoainesauva yhdesta prosentista kuljetetuista polttoainenipuista rikkoutuu. Siirtokaytava on valvonta-aluetta, joten aktiivisia kaasuja tai hiukkasia ei johdu suodattamattomana poistoilmastointiin. Kapselointilaitoksella voidaan periaatteessa erehdyksessa astua tilaan, jossa on kaytettya polttoainetta suojaamattomana ja nain voi altistua suoralle sateilylle. Tallaisia tiloja ovat kuumakammio, kapselin siirtokaytava, valmiitten kapseleitten puskurivarasto seka kapselihissi. Kapselihissiin voidaan astua virheellisesti myos loppusijoitustilan tasolla. Halytyksilla ja ovien lukituksilla voidaan estaa, etta erehdyksessa ei menna tilaan, jossa polttoainetta on suojaamattomana. Polttoainetta voidaan kasitella virheellisesti. Pahimmassa tapauksessa kaksi polttoainenippua voi vaurioitua, jos esimerkiksi autoklaavin samaan positioon yritetaan asettaa vakipakoin kahta polttoainenippua. Polttoaineen virheellista kasittelya ei voida kaytannossa lukituksilla ja suojauksilla taysin estaa. Loppusijoitustilassa loppusijoituskapselin siirtoajoneuvon sateilysuoja voidaan avata vaaralla hetkella siten, etta henkilosto altistuu loppusijoituskapselin suoralle sateilylle. Tama voidaan eliminoida lukituksella, joka estaa siirtoajoneuvon sateilysuojakannen avauksen sateilysuojan ollessa vaaka-asennossa. Loppusijoituskapselin vinosyotto voi aiheutua siita, etta esimerkiksi kapselin siirtoajoneuvo asemoidaan vaaraan paikkaan. Kapselin siirtoajoneuvon automatiikalla voidaan

15 10 asemointi varmistaa. Loppusijoitustilassa henkilo voi virheellisesti menna tarkastelemaan loppusijoituskapselia, kun kapseli on loppusijoitettu, mutta bentoniittilohkoja ei ole viela asennettu kapselin paalle. Tama voidaan ehkaista varoituskylteilla seka asentamalla bentoniittilohkot valittomasti kapselin paalle, kun kapseli on asennettu loppusijoitusreikaan Laiteviat Kuljetussailioitten vastaanottotilassa polttoaineen kuljetussailion kannen tiivisteet voivat rikkoutua ja kuljetussailion sisalla olevat aerosolit vuotavat vastaanottotilaan. Tallaisen tilanteen todennakoisyys on aarimmaisen pieni. Polttoaineen kuljetussailion pesujarjestelma kuljetussailion siirtokaytavassa voi vioittua ja aiheuttaa vuodon jarjestelman laitetilassa. Polttoaineniput voivat kolhiintua, jos polttoaineen kasittelylaitteet vikaantuvat tai suoj aukset pettavat. Polttoaineniput joudutaan kuivaamaan autoklaavissa, koska polttoainetta kuljetetaan vesitaytteisissa kuljetussailioissa. Autoklaaviin saattaa tulla toimintahairio, joka vaurioittaa polttoainenippuja. Autoklaavin Himmitysjarjestelma voi suojauksista huolimatta jaada paalle ja polttoaineniput voivat ylikuumentua. Autoklaavi on valvonta-alueella ja autoklaavit on kytketty aktiiviseen ilmastointiin. Jos autoklaavin lammityksessa kaytetaan polttoainenippujen jalkilampotehoa, niin talloin niput eivat voi merkittavasti ylikuumentua. Kuumakammion alipainejarjestelma voi joutua epakuntoon ja mahdolliset aktiivisuudet vuotavat vaaraan suuntaan. Kuumakammion alipainejarjestelma on kaksinkertainen ja dieselvarmennettu, joten todennakoisyys jarjestelman epakaytettavyyteen on pieni. Kuumakammion jaahdytys- ja suodatusjarjestelma voi vioittua ja aiheuttaa aktiivisen kaasupaaston valvonta-alueelle. Jarjestelma on kaksinkertainen ja dieselvarmennettu, joten jarjestelman epakaytettavyyden todennakoisyys on pieni. Lisaksi valvonta-alueella on oma suodatusjarjestelma, joten yhden vian seurauksena paastoja ymparistoon ei synny. Kuumakammion telakointiasemien tiiveys voidaan menettaa, jos tiivisteet vikaantuvat. Telakointiasemissa on paineilmalla toimivat kaksoistiivisteet. Paineilmaa ei syoteta samasta lahteesta, joten tiivisteiden samanaikainen vioittuminen on epatodennakoista. Imurointi- ja dekontaminointijarjestelmien vikaantuminen voi aiheuttaa sen, etta aktiivisuutta vuotaa jarjestelmasta ulos. Kyseiset jarjestelmat ovat valvonta-alueella, joten suoraan ymparistoon ei vuoda aktiivisuutta. Loppusijoituskapselin sijoitus loppusijoitusreikaan voi epaonnistua. Kapseli ei mene oikeaan asentoon tai syvyyteen loppusijoitusreiassa. Vinosyotto voi tapahtua esimerkiksi syysta, etta paikoituslaitteet nayttavat vaarin. Loppusijoitusajoneuvon paikoituslaitteet voivat olla kaksinkertaiset ja eri periaatteella toimivat luotettavuuden parantamiseksi.

16 Mu ut kayttohairiot Kapselointi- ja loppusijoitusprosessin hairiot Kuumakammiossa polttoaineen kasittelylaitteet saattavat jumiutua missa tahansa kasittelyvaiheessa. Pahin tilanne syntyy silloin, kun polttoaineen siirtomanipulaattorin tarraimessa on polttoainenippu ja manipulaattori vikaantuu. Polttoainenippu voidaan irrottaa toisella huoltomanipulaattorilla ja siirtomanipulaattori voidaan nostaa taman jalkeen huollettavaan tilaan kuumakammion ylapuoliseen aktiiviseen korjaamoon. Polttoainenippu ei saa paasta vahingossa putoamaan manipulaattorin tarraimesta, mutta toisaalta polttoainenippu tulee voida irrottaa huoltomanipulaattorilla siirtomanipulaattorin tarraimesta. V aatimukset ovat si ten osittain ristiriitaiset. Loppusijoituskapselin sisakapselin kannen kiinnitys saattaa epaonnistua niin, etta sisakapselista ei tule tiivista. Talloin sisakapselin kansi voidaan irrottaa ja asentaa varakansi seka uudet tiivisteet paikoilleen. Kuumakammioon toimitetaan varakansi tata varten kaasunvaihtokuvun toimialueelle. Hankalin tilanne syntyy silloin, kun polttoainenipuilla taytetty sisakapseli todetaan epatiiviiksi ja sisakapselin kansi juuttuu syysta tai toisesta kiinni niin, etta kantta ei saada auki. Talloin sisakannen pultit voidaan esimerkiksi porata auki ja kapselin sisakansi poistaa. On huomattava, etta korjausprosessiin on aikaa kaytettavissa- prosessia ei ohjaa aikataulullisesti mikaan ulkopuolinen pakko. Kapselin siirtokaytavassa loppusijoituskapselin siirtovaunu voi jumittua kiinni joko kapselia kuumakammion telakoinnista laskettaessa tai kapselia kaytavassa siirrettaessa tai kapselia nostettaessa tai laskettaessa hitsauskammioon. Pahin tilanne syntyy silloin, kun siirtovaunun laskumekanismi jumittuu valmista loppusijoituskapselia kuumakammion telakoinnista laskettaessa. Jos kuparikantta ei ole hitsattu kiinni, niin talloin periaatteena on, etta kapseli telakoidaan uudestaan kuumakammioon, polttoaineniput poistetaan kapselista, jolloin siirtokaytava on luoksepaastava. Siirtovaunun nostomekanismilla on varmentava jarjestelma (Pietikainen 2003). Jos kapselinsiirtovaunu jumittuu, niin se voidaan hinata vaijerilla esimerkiksi puskurivaraston kohdalle ja loppusijoituskapseli voidaan siirtaa vihivaunun avulla pois siirtokaytavasta puskurivarastoon. Taman jalkeen siirtokaytavaan voidaan menna vapaasti siirtovaunua korjaamaan. Loppusijoituskapselin kuparikansi voidaan hitsata vaarilla hitsausparametreilla niin, etta hitsista tulee viallinen. Loppusijoituskapselin kuparikannen hitsaus voi epaonnistua myos hitsauslaitteen vikaantumisen johdosta. Jos korjaushitsauskaan ei tuota hyvaksyttavaa lopputulosta, niin hitsi koneistetaan auki, kannet ja polttoaine poistetaan kuumakammiossa ja tyhjennetty kapseli romutetaan. Puskurivaraston vihivaunun toimintahairiot voidaan hoitaa toisella vihivaunulla, joka hakee viallisen pois ja menee itse viallisen vihivaunun tilalle. Loppusijoitustilassa kapselin siirtoajoneuvon monimutkaisiin mekanismeihin saattaa tulla vikoja. Kun loppusijoituskapseli on sateilysuojan sisassa ja sateilysuojakansi suljettuna, niin talloin siirtoajoneuvoa paastaan vaivatta korjaamaan. Jos kapseli jaa paivakausiksi kuljetusajoneuvon sateilysuojan sisaan, on kapselin jaahdytys varmistettava pu-

17 12 haltamalla suoj an sisalle jaahdytysilmaa. Loppusijoituskapselin asennus loppusijoitusreikaan voi epaonnistua. Kapseli ei ehka osu loppusijoitusreian keskelle. Kapseli rikkoo bentoniittivuorauksen ja jumittuu puolivaliin. Kapselin vinosyotto voi aiheutua myos siita, etta loppusijoitusreian pohjalohko pettaa ja kapseli kallistuu loppusijoitusreiassa. Tallaisissa tapauksissa loppusijoituskapseli pitaa nostaa (vakipakolla) ylos ja loppusijoitusreian vuoraus pitaa uusia. Kapselin palauttaminen loppusijoitusreiasta ja loppusijoituksen toistaminen aiheuttavat ylimaaraista tyota ja ylimaaraisia henkiloston sateilyannoksia. Kapselin siirtoajoneuvon tarrainlaitteen jumittuminen kiinni kapseliin estetaan kaksoisvarmentamalla tarrainlaitteen kiinnitys/irrotusmekanismi (Seppala 2003). Bentoniittilohkojen asennus loppusijoituskapselin paalle voi epaonnistua niin, etta sateilysuojaus jaa vajaaksi. Asennustyon laatu on tarkastettava esim. mittaamalla sateilytaso ennen kuin loppusijoitusreian laheisyydessa sallitaan henkiloiden oleskelu. Tallaisen tapauksen todennakoisyys voidaan hallinnollisin menettelyin pitaa pienena Viallisen polttoaineen kapselointi KP A-varastosta lahtevat vuotavat niput tai vuotavien sauvojen telineet toimitetaan ilmatiiviisti koteloituina ja vedesta tyhjennettyna kapselointilaitokselle, jossa koteloidut polttoaineniput tai sauvatelineet kuivataan autoklaavissa. Hairiotilanteeksi katsotaan tilanne, kun polttoaine rikkoutuu kuljetuksen aikana tai polttoaine alkaa vuotaa kapselointilaitoksen kasittelyprosesseissa virheellisen toiminnan tai laitevian seurauksena. Normaalisti polttoaine ei vioitu kuljetuksessa kapselointilaitokselle tai kasittelyssa kapselointilaitoksella. Vioittuneesta polttoainesauvasta vapautuu radioaktiivisia aineita kuljetussailion naytteenotto- ja paineenalennusjarjestelmaan, autoklaaviin tai kuumakammioon. Vioittunut polttoainesauva voi kontaminoida kapselointiprosessin. Oletusarvona kaytetaan sita, etta yksi polttoainesauva yhdesta prosentista polttoainenippuja rikkoutuu joko kuljetuksen tai kasittelyn aikana kapselointilaitoksella Tehonmenetys rajoitetuksi ajaksi Tehonmenetys kapselointilaitoksella tai loppusijoitustilassa aiheuttaa prosessin pysahtymisen, mutta ei aiheuta ylimaaraisia paastoja tai sateilyannoksia. Manipulaattorit lukittuvat paikoilleen siina tapauksessa, etta sahkonsyotto katkeaa. Varatehon syottoa varten kapselointilaitokseen on sijoitettu dieselaggregaatti, jonka teho on 300 kva. Kuumakammion ja valvonta-alueen alipaineilmastointi, kuumakammion suodatus- ja jaahdytysilmastointi, valmiitten polttoainekapselien jaahdytysilmastointi seka valvonta-alueen poistoilmastointi ovat jarjestelmia, joiden sahkonsyotto on dieselvarmennettu. Jos kapselihissin sahkonsyotto menetetaan, niin hissin jarrut lukittuvat. Kapselihissin vastapainon ja hissikorin koysivoimat ovat tasapainossa kapselia kuljetettaessa.

18 Tulipalot Tulipalot saattavat sattua esimerkiksi seuraavissa kohteissa: Polttoaineen kuljetusajoneuvon palo kuljetussailion vastaanottotilassa. Varmennetun vaihtosahkojarjestelman dieselaggregaatin palo. Kytkinlaitospalo tai jakokeskuksen muuntajapalo. Siltanostureitten ja hissien sahkomoottoripalot mukaan lukien vaihteistooljyt. Kaapelipalo oikosulun seurauksena. Loppusij oituskapselin siirtoaj oneuvon palo loppusij oitustilassa. Tulipalojen seurauksena ei arvioida syntyvan ylimaaraisia paastoja tai sateilyannoksia. Polttoaineen kuljetussailion pitaa suunnitteluperusteidensa mukaisesti kestaa puolen tunnin palo 800 asteen lampotilassa ilman tiiveyden menetysta. Kuljetussailio kestaa ajoneuvopalon polttoaineen kuljetussailion vastaanottotilassa. Polttoaineen kapselointiprosessin palokuorma on minimaalisen pieni. Kuumakammiossa toimilaitteet sijoitetaan tavanomaisesta tavasta poiketen kuumakammion ulkopuolelle luoksepaastavaan tilaan. Nain myos palokuorma on pienempi kuin jos toimilaitteet olisivat kuumakammiossa. Valmis loppusijoituskapseli ei ole herkka tulipalolle. Kapselointilaitoksella ja loppusijoitustilassa palovaaralliset kohteet osastoidaan (Kukkola 2000) ja varustetaan sammutusj arj estelmilla. Kapselin siirtoajoneuvon palo loppusijoitustilassa saattaa olla seurauksiltaan vakava. Siirtoajoneuvossa on riittavasti palokuormaa nostamaan tulipalossa loppusijoituskapselin lampotilan vaarallisen korkealle (Henttonen & Suikki 1997). Ajoneuvopalossa loppusijoituskapseli pysyy suurella todennakoisyydella tiiviina (Lautkaski et al. 2003). Siirtoajoneuvon paloturvallisuuteen kiinnitetaan erityista huomiota. Siirtoajoneuvo varustetaan automaattisella ja varmennetulla sammutusjarjestelmalla. Tekeilla on myos suunnitelma tela-alustaisesta kapselin siirtoajoneuvosta, jossa palokuorma on kumipyoraajoneuvoa oleellista vahaisempi Tulvat ja vesivuodot Tulvat loppusijoitustilassa voivat aiheutua vuotovesipumppujen pitkaaikaisesta toimintahairiosta. Tfuna ei kuitenkaan aiheuta paastoriskia eika valttamatta ylimaaraisia sateilyannoksia. Bentoniitin odottamaton paisuminen loppusijoitusreiassa ennen sijoitustunnelin tayttoa on eras hairiotilanne. Tama voi aiheutua siita, etta loppusijoitusreikaan tunkeutuu liian runsaasti vetta ja bentoniitti paisuu ennen aikojaan. Kallioinjektoinnin pettaminen tai tulva saattaisi olla eras tallainen syy. Mikali bentoniitti nousee ylos sijoitusreiasta turpoamisen seurauksena, loppusijoituskapseli voidaan joutua poistamaan loppusijoitusreiasta j a sij oitusreian vuoraus uusimaan.

19 14 4 ONNETTOMUUSTILANTEET 4.1 Polttoaineen kasittelyonnettomuudet Polttoaineen kasittelyonnettomuudet saattavat aiheutua polttoaineen kasittelylaitteiden totaalisesta rikkoutumisesta. Kapselointiprosessi pyritaan suunnittelemaan siten, etta virheellinen kasittely ei aiheuta onnettomuutta Polttoaineen kuljetussailion putoaminen Kaytetyn polttoaineen kuljetussailio putoaa maanpinnan tasolta + 7,00 kuljetussailion siirtokaytavan pohjalle tasolle -1,40 siltanosturin tai nostoapuvalineiden pettaessa. Kuljetussailion tulee kestaa 9 metrin pudotus kovalle alustalle ilman tiiveyden menetysta iskunvaimentimien kanssa. Koska kuljetussailiosta on tassa vaiheessa poistettu iskunvaimentimet, niin kuljetussailion siirtokaytavan lattia tulee konstruoida vaimentavaksi rakenteeksi. Kuljetussailion oletetaan kestavan pudotuksen tiiviina, mutta kaikkien polttoainenippujen oletetaan rikkoutuvan sailion sisalla. Koska kuljetussailiossa on vetta ja polttoaineen lampotila on alhainen, niin todennakoisesti suurin osa cesiumista jaa polttoainesauvoj en sisaan. Pudonneen kuljetussailion avaaminen ja puhdistaminen ei ole yksinkertainen eika halpa operaatio. Pudonneen kuljetussailion avaamiseen ei ole kiiretta. Pudonnut sailio todennakoisesti yritetaan telakoida olemassa olevaan kuumakammioon ja niput poistamaan erikoisjarjestelyin Kuljetussailion kannen putoaminen kuumakammiossa Kuumakammion polttoainesailion telakointiasemassa polttoainesailion sateilysuojakantta nostettaessa nostolaite pettaa juuri telakointiaseman reunalla. Polttoainesailion sateilysuojakansi putoaa reunan paalle, kansi kaantyy kyljelleen ja rikkoo polttoainenippuja kuljetussailiossa. Oletetaan, etta 10 % polttoainenipuista rikkoutuu. Tilanne korjataan sijoittamalla rikkoutuneet polttoaineniput kuivaamisen jalkeen loppusijoituskapseliin seka keraamalla crudin imurointilaitteella mahdolliset pellettien kappaleet tai muut aktiiviset irto-osat talteen. Talteen otettu irtojate sijoitetaan loppusijoituskapselin vapaisiin positioihin ja loppusijoitetaan muun polttoaineen mukana. Polttoaineniput kuivataan antamalla ilmastoinnin kuivata polttoaineniput. Kuumakammion ilmastoinnin jaahdytys kuivattaa ilmaa ja vesi kertyy jaahdyttimiin kondenssivetena Polttoainenipun putoaminen kuumakammiossa Polttoainenippu putoaa kuumakammiossa nippua siirrettaessa kuljetussailiosta autoklaaviin tai autoklaavista loppusijoituskapseliin. Oletetaan, etta polttoainenippu putoaa toisen polttoainenipun paalle ja etta kummankin nipun kaikki sauvat rikkoutuvat. Tilanne korjataan sijoittamalla pudonnut polttoainenippu normaalisti loppusijoituskapseliin seka keraamalla mahdolliset irto-osat talteen crudin imurointilaitteella. Talteen otettu irtojate sijoitetaan loppusijoituskapselin vapaisiin positioihin ja loppusijoitetaan muun polttoaineen mukana.

20 Loppusijoituskapselin putoaminen Suljettu loppusijoituskapseli ei voi missaan vaiheessa pudota kapselin siirtokaytavassa, koska kapselointilaitoksen suunnitelmaa on muutettu siten, etta loppusijoituskapselia ei nostella erillisella nosturilla missaan vaiheessa. Lisaksi kapselin kuljetusvaunun nostolaite on kaksoisvarmennettu (Pietikainen 2003) Kapselihissin pettaminen Loppusijoituskapseli putoaa kapselihissin pettaessa yhdessa hissikorin kanssa kapselikuiluun. Pudotuskorkeus on suurimmillaan noin 500 metria. Kapselikuilun pohjalla on noin 30 syvyinen vesikerros, jossa kapselin nopeus vaimentuu tapapainonopeuteen. Loppuisku kuilun pohjassa vaimennetaan mekaanisella vaimentimella, jona voi toimia kapselikuilun pohjalle asennettu LECA sorakerros. Vaimenninjarjestelyista on tehty mallikokeita. Naidenkin jarjestelyjen avulla kapseli todennakoisesti pysyy tiiviina, mutta kaikki kapselin sisalla olevat polttoaineniput vaurioituvat. Kapselihissin putoamista voidaan myos hidastaa ilmajarrutusta kayttaen. Kapselihissin kori liikkuu ahtaassa betonielementtirakenteisessa kuilussa, jossa valykset sopivasta asettamalla saadaan aikaan alapaasta suljetussa hissikuilussa tarpeellinen jarrutuspaine. Seuraukset eivat ole vakavia, vaikka polttoainekapseli rikkoutuisi putoamisen seurauksena. Kapselikuilun pohjalla oleva vesi toimii hiukkassuodattimena. Kapselikuilun poistoilma johdetaan kapselointilaitoksen valvonta-alueen ilmastointiin, jossa on suodatus. Pudonneen kapselin kunto tarkistetaan visuaalisesti laskemalla TV -kamera vaimenninaltaan pohjalle, kun vesi on selkiytynyt. Kapselin ylosnostoon joudutaan jarjestamaan tilapaiset nosturit ja tarrainlaitteet. Tarrainlaitteesta on tehty suunnitelma (Seppala 2003). Loppusijoituskapseli nostetaan ylos kapselointilaitokseen ja siirretaan tarkastuskammioon. Jos loppusijoituskapselin ulkovaippa ja sisakapseli ovat ehjat niin kapseli loppusijoitetaan normaalisti. Muussa tapauksessa kapseli palautetaan takaisin kapselointilinjalle kapselin avaamista, polttoaineen purkamista ja uudelleen kapselointia varten Kapselin putoaminen loppusijoitusreikaan Loppusijoitustilan hissin alatasanteella loppusijoituskapseli ajetaan vihivaunulla hissista ulos telakointiasemaan, josta kapselin siirtoajoneuvo kerrosta ylempana nostaa loppusijoituskapselin siirtoajoneuvon sateilysuojan sisaan. Nostokorkeus on suurimmillaan noin 6 metria. Jos kapseli putoaa vihivaunun paalle, niin vihivaunu absorboi pudonneen kapselin liike-energian ja pitaa kapselin ehjana. Loppusijoituskapseli putoaa loppusijoitusreikaan kapselin siirtoajoneuvon sateilysuojan sisalta. Pudotuskorkeus on suurimmillaan noin 7 metria. Loppusijoituskapseli putoaa puristettujen bentoniittilohkojen paalle. Bentoniittilohkot rikkoutuvat, loppusijoituskapselin kuparivaippa deformoituu, mutta kapseli todennakoisesti sailyy tiiviina. Polttoaineniput kapselin sisalla saattavat vaurioitua. Kapseli nostetaan ylos ja viedaan takaisin kapselointilaitokseen tarkastettavaksi. Kapse-

21 16 lin kunto tarkastetaan. Jos kapseli todetaan ehjaksi tai kapseli voidaan korjata, niin kapseli loppusijoitetaan uudelleen vuorattuun loppusijoitusreikaan. Muussa tapauksessa kapseli palautetaan takaisin kapselointilinjalle polttoaineen purkua ja uudelleen kapselointia varten. Loppusijoituskapseli voi irrota kapselin siirtoajoneuvon sateilysuojan sisalta sateilysuojaa asennusvaiheessa kallistettaessa. Kapseli iskeytyy kulma edella loppusijoitusreian bentoniitilla vuoraamattomaan osaan, kallioon. Tama estetaan lukitsemalla loppusijoituskapseli sateilysuojan sisaan kallistuksen ajaksi mekaanisilla rajoittimilla. Kapselin voi irrottaa sateilysuojasta vain kun sateilysuoja on pystyasennossa. 4.2 Ulkoiset tapahtumat Pienlentokoneen tormays Kapselointilaitoksen suunnittelussa varaudutaan pienlentokoneen tormayksen seurausvaikutuksiin. Lentokoneen tormaysta kuvataan mista tahansa suunnasta iskeytyvalla kovalla sylinterimaisella kappaleella, jonka massa on 200 kg, halkaisija 0,45 m ja tormaysnopeus 50 m/s. Muita loppusijoituslaitoksen osia ei mitoiteta pienlentokoneen tormaykselle Maanjaristys Kapselointilaitoksen suunnittelussa varaudutaan maanjaristyksen seurausvaikutuksiin. Mitoitusmaanjaristyksessa maanpinnan suurin vaakakiihtyvyys on 0,1 g. Kalliotiloissa maanjaristyksen vaikutus on pienempi kuin kapselointilaitoksessa. Kalliotiloissa normaalimitoitus kattaa maanjaristyskuormitukset. 4.3 Putkien ja sailioiden rikkoutuminen Kapselointilaitoksen jarjestelmat suunnitellaan siten, etta putkien ja sailioiden rikkoutuessa aktiivinen vesi ei levia kapselointilaitoksen ulkopuolelle. Vuotavien vesien aktiivisuustaso on alhainen. Kapselointilaitos varustetaan rakennuksen pohjan vesieristyksella. 4.4 Polttoaineen lammonsiirron menetys ja ylikuumeneminen Kapselointilaitoksella kasiteltavan polttoaineen lammonsiirron menetys ja polttoaineen ylikuumentuminen ei ole mahdollista. Polttoaine kestaa korkeita lampotiloja. Suojakuoret kestavat noin 800 C lampotilan, kun virumisaikarajoja ei yliteta. Polttoaineen pitkaaikaisessa kuivavarastoinnissa sallitaan luokkaa C olevia lampotiloja. Vaikka polttoaine kestaisi korkeita lampotiloja, niin huonetilojen Hi.mpotilan nousua on syyta rajoittaa, jotta huoneissa olevat jarjestelmat ja laitteet pysyisivat toimintakykyisina. Kapseloiva polttoaine on jaahtynyt vahintaan 20 vuotta. BWR polttoaineen loppusijoituskapselille sallitaan 1700 W lammontuotto. Nippua kohti laskettuna keskimaarainen

22 17 Uimpoteho on noin 140 W. BWR-polttoaineen 50 nipun kuljetussailio tuottaa lampoa enimmillaan 7,1 kw. VVER:n polttoainekapselille sallitaan 1368 W lammontuotto. Yksi polttoainenippu tuottaa lampoa keskimaarin 114 W. Castor VVER 440 (voi sisaltaa 84 polttoainenippua) kuljetussailion lammontuotto on enimmillaan 9,6 kw. Loviisassa kaytetty 30 polttoainenipun siirtosailion suurin lammontuotto voi olla 3,4 kw. Valmiitten polttoainekapseleitten puskurivarastossa on enimmillaan 12 kapselia. Naitten tuottama lampoteho voi olla enintaan noin 20,4 kw. Kuumakammiossa mitoittava lampokuorma on kuljetussailion polttoainenippujen tuottama lampoteho, noin 9,6 kw. Lampotila nousee tunnissa noin 20 C, jos ilmastointi ei ole kytketty paalle. Talloin oletetaan, etta rakenteisiin ei siirry lampoa ja etta kuumakammion ilmatilavuus on no in 1500 m 3. Parin tunnin sahkokatkosta ei ole siis vaaraa. Lammon poistamista luonnonkierrolla suoraan ulos ei voida sallia ilmassa mahdollisesti olevien hiukkasaktiivisuuksien vuoksi. Taman vuoksi kuumakammion alipaineilmastoinnin ja jaahdytyksen sahkonsyotto dieselvarmistetaan ja laitteet kahdennetaan. V almiitten polttoainekapseleitten puskurivarastossa on enimmillaan 12 kapselia. Naitten tuottama suurin lampoteho 20,4 kw lammittaa ilmaa noin 15 C tunnissa, jos jaahdytysilmastointi kytketaan pois paalta. Muutaman tunnin sahkokatko ei ole vaarallinen. Lampo voidaan poistaa kapselien puskurivarastosta myos luonnonkierrolla, jos ilmastointiaukot avataan. Taman on mahdollista, koska taman alueen ilmassa ei voi olla kaasumaisia aktiivisuuksia. Puskurivarasto varustetaan kuitenkin omalla kahdennetulla ja dieselvarmennetulla j aahdytysjarj estelmalla. 4.5 Rajahdysonnettomuudet loppusijoitustilassa Loppusijoitustiloja louhitaan sita mukaa kun kapseleita loppusijoitetaan. Tunneleiden louhinnassa kasitellaan rajahdysaineita mahdollisesti samanaikaisesti polttoainekapseleiden loppusijoituksen kanssa. Paineiskut ja louhintatarina voivat aiheuttaa riskeja loppusijoitustoimintaan. Tunneleita louhintaan kuitenkin riittavan etaalla ja rajaytysten paineiskut suunnataan poispain loppusijoitustoiminnasta. Rajahdysaineet kuljetetaan eri reittia kuin polttoainekapselit eika niiden reitit kohtaa toisiaan. Rajaytyshetken ajaksi loppusijoituskapselin asennus loppusij oitusreikaan keskeytetaan. Loppusijoituskapseli sailyy mita todennakoisimmin ehjana rajahdysonnettomuudessa, jossa loppusijoitustunnelin yhden louhintakatkon rajahdysainemaara rajahtaa kerralla keskustunnelissa. 4.6 Loppusijoitustunnelin sortuma Loppusijoitustunneli sortuu polttoainetta loppusijoitettaessa. Kapselin siirtoajoneuvo jaa sortuman alle. Loppusijoituskapseli on sortumahetkella siirtoajoneuvon sateilysuojan sisassa. Siirtoajoneuvon teraksinen sateilysuoja (seinamanpaksuus noin 200 mm) on niin vahva, etta kapseli sailyy ehjana sateilysuojan sisalla.