Loppusijoituslaitoksen suunnitelma 2012

Transkriptio

1 Työraportti Loppusijoituslaitoksen suunnitelma 2012 Timo Saanio, Antti Ikonen Saanio & Riekkola Oy Paula Keto B+Tech Oy Timo Kirkkomäki, Tapani Kukkola, Juha Nieminen Fortum Oyj Heikki Raiko VTT Joulukuu 2012 Posivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia.

2

3 LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN SUUNNITELMA 2012 TIIVISTELMÄ Eurajoen Olkiluodon ja Loviisan Hästholmenin ydinvoimalaitoksilla kertyvä käytetty ydinpolttoaine loppusijoitetaan Olkiluotoon. Olkiluotoon rakennetaan laitoskokonaisuus, joka käsittää kaksi valtioneuvoston asetuksen 736/2008 mukaista ydinjätelaitosta. Ydinjätelaitokset ovat käytetyn ydinpolttoaineen kapselointia varten rakennettava kapselointilaitos sekä loppusijoituslaitos, joka koostuu maanalaisista loppusijoitustiloista, muista maanalaisista tiloista ja maanpäällisistä aputiloista. Loppusijoitustilat on suunniteltu louhittavaksi metrin syvyyteen. Loppusijoituslaitoksen maanpintayhteyksinä toimivat ajotunneli sekä pystykuilut. Maanpinnalta kapseloitu polttoaine siirretään loppusijoituslaitoksen tiloihin kapselikuilun hissillä. Kapselit kuljetetaan teknisen tilojen alueelta keskustunnelia pitkin loppusijoitusalueelle ja sijoitetaan loppusijoitustunnelin pohjaan porattuihin loppusijoitusreikiin, jotka on etukäteen vuorattu koviksi puristetuilla bentoniittilohkoilla. Loppusijoitustunneleihin johtaa aina kaksi rinnakkaista keskustunnelia. Ne on yhdistetty toisiinsa yhdystunneleilla määrävälein. Ratkaisu parantaa maanalaisten tilojen paloturvallisuutta ja tarjoaa joustavan mahdollisuuden täyttää ja sulkea loppusijoitustunneleita vaiheittain tilojen käyttöjakson aikana. Loppusijoitussyvyyteen on rakenteilla maanalainen tutkimustila, ONKALO. Se on suunniteltu ja toteutettu siten, että sitä voidaan myöhemmin käyttää osana loppusijoituslaitosta. Rakentamislupavaiheen jälkeen tavoitteena on, että loppusijoituslaitoksen ensimmäinen osa rakennetaan valmiiksi 2010-luvulla ja loppusijoitustoiminta käynnistyy noin vuonna Loppusijoituslaitoksen suunnittelussa on huomioitu neljän käynnissä olevan reaktorin lisäksi myös rakennusvaiheessa olevan viidennen ydinvoimalaitoksen polttoaine. Suunnittelun perustana oleva jätemäärä on TVO:lta ja Fortumilta saatujen tietojen mukaan tu. Loppusijoituslaitosta louhitaan ja suljetaan vaiheittain tilojen pitkän, noin 100 vuoden käyttöjakson aikana. Tilojen laajentamista koskevassa suunnitelmassa esitellään asemointiesimerkki tu:n polttoainemäärälle, joka vastaa myönteisten periaatepäätösten maksimipolttoainemäärää. Loppusijoituslaitoksen suunnitelmat on laadittu Olkiluodon kallioperään siitä käytössä olevien tutkimustietojen perusteella. Tilojen sijaintia tullaan tarkentamaan kallioperätiedon karttuessa. Kallioperätietoa saadaan maanpintatutkimusten ohella maan alta ON- KALOn tutkimuksista, loppusijoitustilojen rakennusvaiheessa sekä loppusijoituslaitoksen pitkän käyttöjakson aikana tehtävillä tutkimuksilla. Laitos on suunniteltu siten, että myös loppusijoitustekniikan kehityksen aiheuttamat muutokset voidaan huomioida mahdollisimman joustavasti. Loppusijoituslaitoksen kokonaislouhintatilavuus on noin 1,3 milj. m 3. Koska tiloja louhitaan ja täytetään vaiheittain käyttöjakson aikana, on kerrallaan avoinna oleva tilavuus noin 0,8 milj. m 3. Toiminnallisesti loppusijoituslaitos on jaettu valvonta-alueeseen ja valvomattomaan alueeseen. Kapselien käsittely ja asennus loppusijoitusreikään tapahtuu aina valvontaalueella. Uusien tunneleiden louhinta ja rakentaminen sekä loppusijoitustunneleiden täyttö tehdään valvomattomalla alueella. Suuret materiaalivirrat, kuten louhe ja täyttömateriaali, kuljetetaan ajotunnelia pitkin. Valvonta-alueella ja valvomattomalla alueella on erillinen ilmanvaihto. Avainsanat: käytetty ydinpolttoaine, loppusijoituslaitos, loppusijoitustilat, loppusijoitus

4

5 DESIGN OF THE DISPOSAL FACILITY 2012 ABSTRACT The spent nuclear fuel accumulated from the nuclear power plants in Olkiluoto in Eurajoki and in Hästholmen in Loviisa will be disposed of in Olkiluoto. Facility complex will be constructed to Olkiluoto, and it will include two nuclear waste facilities according to Government Degree 736/2008. Nuclear waste facilities are encapsulation plant constructed to encapsulate spent nuclear fuel and disposal facility consisting of underground repository and other underground rooms and above ground service spaces. The repository is planned to excavate at a depth of metres. Access routes to the disposal facility are an inclined access tunnel and vertical shafts. The encapsulated fuel is transferred to the disposal facility in the canister lift. The canisters are transferred from the technical rooms to the disposal area via central tunnel and deposited in the deposition holes which are bored in the floors of the deposition tunnels and are covered beforehand with compacted bentonite blocks. Two parallel central tunnels connect all the deposition tunnels and central tunnels are inter-connected at certain distances. The solution improves the fire safety of the underground rooms and allows flexible backfilling and closing of the deposition tunnels in stages at the operational phase of the repository. An underground rock characterization facility, ONKALO, is excavated at the disposal level. ONKALO in designed and constructed so that it can later serve as part of the repository. The goal is that the first part of the disposal facility will be excavated after the phase of building permit in the 2010 s and operation will start in 2020 s. The fuel from 4 operating reactors as well the fuel from the fifth nuclear power plant under construction has been taken into account in designing of the disposal facility. According to the information from TVO and Fortum, amount of the spent nuclear fuel is tu. Disposal facility is being excavated and closed in stages over the long operational time of about 100 years. In the expansion plans of the facility, there is a layout example for repository for tu. This is also maximum amount of spent fuel in the Decision-inprinciple regarding the final disposal of spent fuel. The designs of disposal facility are presented as located in Olkiluoto based on investigation data of the bedrock. The location of the disposal facility will be revised when more information on the bedrock has been gained. More detailed data of the bedrock will be obtained with above ground investigations from investigations in ONKALO and investigations during the excavation of the repository and long operation time of the disposal facility. The facility is planned so that technical development can be flexibly utilized. The total volume of the disposal facility is approximately 1.3 million m 3. The maximum open volume is around 0.8 million m 3, because the disposal facility is excavated and backfilled in stages. The disposal facility is divided into the controlled area and the uncontrolled area. Canisters are always handled and lowered to the deposition hole in the controlled area. The excavation and construction of new tunnels and the backfilling of the tunnels is carried out in the uncontrolled area. Extensive material transfers, such as transfers of excavated

6 rock and backfilling materials are transported in the access tunnel. Separate ventilation systems are provided for the controlled and the uncontrolled area. Keywords: spent nuclear fuel, disposal facility, repository, disposal

7 1 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ ABSTRACT 1 JOHDANTO SUUNNITTELUPERUSTEET JA LÄHTÖTILANNE Turvallisuuskonsepti ja loppusijoituslaitoksen suunnittelu Olkiluodon laitospaikka Laitosalue ja kaavatilanne Kallioperä Suunnittelun lähtökohdat Noudatettavat viranomaismääräykset Kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen teknisen toteutuksen suunnittelu Suunnittelun perustana oleva jätemäärä ja sen laatu Loppusijoitustoiminnan aikataulu Kapselointilaitoksessa syntyvät ydinjätteet Tilojen laajuus ja toiminnat Rakennuspaikalle asetettavat vaatimukset Suunnittelun joustavuus ja laajennettavuus Hankkeen vaiheittainen toteuttamistapa Takaisin palauttamiseen varautuminen Ydinmateriaalivalvonta -vaatimuksen huomioiminen suunnittelussa ONKALOn ja loppusijoitustilojen yhteensovittaminen Vaatimusten hallinta Laitoskokonaisuus Maanpäällinen laitososa Maanalainen loppusijoituslaitos ONKALO TOTEUTUS Maanalainen loppusijoituslaitos Valvonta-alueen tilat Valvomattoman alueen tilat Keskustunnelit Loppusijoitustunnelit Järjestelmät Lämmitysjärjestelmä Ilmanvaihtojärjestelmä Vesijärjestelmät Vuotovesijärjestelmä Muut prosessijärjestelmät Sähköjärjestelmät Loppusijoituslaitoksen valvontamittausjärjestelmät Siirto- ja kuljetusjärjestelmät Maanalaisen kapselivaraston jäähdytysjärjestelmä Turvallisuusluokitus Paloturvallisuus Viranomaismääräykset Toimenpiteet paloturvallisuuden suhteen... 80

8 2 3.5 Tilojen asemointi Tilojen vaiheittainen rakentaminen ONKALOn liittäminen osaksi loppusijoituslaitosta Laajennettavuus Loppusijoituslaitoksen tuottaminen Poraus- ja panostusmenetelmällä toteutettavat tilat Nousuporauksella toteutettavat tilat Loppusijoitustilojen toteutuslaitteisto KÄYTTÖ Käyttötoiminta ja loppusijoituksen aikataulu Bentoniittilohkojen ja kapseleiden siirto ja asennus Bentoniittipuskuri Bentoniittilohkojen ja pellettien tuonti loppusijoitustilaan Loppusijoitusreiän valmistelu puskurin ja kapselin asennusta varten Bentoniittilohkojen asennus loppusijoitusreikään Loppusijoituskapselin asennus loppusijoitusreikään Päällysbentoniittilohkojen asennus Loppusijoitustunneleiden täyttö Päävaiheet Täyttöä edeltävät toimenpiteet Lattian tasaus Täyteainelohkojen ja pellettien asennus Aikataulutus Loppusijoitustunnelin tulppaus Valvonta-alue ja valvomaton alue Yleiset periaatteet Järjestelmien erotus Palo-osastointi Kulunvalvonta Ydinmateriaalivalvonta Säteilysuojelu Häiriö- ja onnettomuustilanteet Yleistä Normaalikäyttö Käyttöhäiriöt Onnettomuustilanteet Normaalikäytön, käyttöhäiriöiden ja onnettomuustilanteiden aiheuttamien päästöjen ja säteilyannosten arviointi Ydinmateriaalivalvonta Yleistä Ydinmateriaalikirjanpito Käytetyn polttoaineen verifiointi ja valvonta loppusijoitustilassa SULKEMINEN Purkutyöt Tunnelien, kuilujen ja tutkimusreikien sulkeminen Tiloihin jäävät materiaalit Takaisin palauttaminen Palauttaminen ennen loppusijoitusreiän sulkemista Palauttaminen loppusijoitustunnelin sulkemisen jälkeen Palauttaminen kaikkien tilojen sulkemisen jälkeen VAIHTOEHTOISET LOPPUSIJOITUSRATKAISUT

9 3 6.1 Loppusijoituslaitoksen kaksikerrosratkaisu KBS-3H-vaihtoehto VIITTEET LIITE 1: LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN TEKNISET TIEDOT LIITE 2: LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN TERMISTÖ LIITE 3: LOPPUSIJOITUSTILOJEN LAYOUT MUISTIO POS KIRKKOMÄKI, LIITE 4: LDF UPDATE FOR LAYOUT DESIGN MUISTIO POS PERE,

10 4

11 5 1 JOHDANTO Eurajoen Olkiluodon ja Loviisan Hästholmenin ydinvoimalaitoksilla kertyvä käytetty ydinpolttoaine loppusijoitetaan Olkiluotoon. Olkiluotoon rakennetaan laitoskokonaisuus, joka käsittää kaksi valtioneuvoston asetuksen 736/2008 (Valtioneuvosto 2008d) mukaista ydinjätelaitosta. Ydinjätelaitokset ovat käytetyn ydinpolttoaineen kapselointia varten rakennettava kapselointilaitos sekä loppusijoituslaitos, joka koostuu maanalaisista loppusijoitustiloista, muista maanalaisista tiloista ja maanpäällisistä aputiloista. Tämä raportti käsittelee loppusijoituslaitosta. Raportissa kuvataan vuoden 2012 suunnittelutilanne. Loppusijoituslaitoksen suunnitelman tavoitteena on esittää tilojen suunnitelmat siten, että niitä voidaan käyttää: rakentamislupahakemuksessa, mm. suunnitelmien yksityiskohtaisuus on rakentamislupahakemuksen edellyttämällä tarkkuustasolla pitkäaikaisturvallisuuden arviointiin rakentamislupahakemuksessa apuna ONKALOn toteutussuunnittelussa lähtötietona laitoksen maanpäällisten osien jatkosuunnittelussa lähtötietona Olkiluodon maankäyttöä koskeviin suunnitelmiin loppusijoitustekniikan eri osa-alueiden tutkimuksen ja kehityksen suunnittelussa ohjaamaan Olkiluodossa tehtäviä kallioperätutkimuksia loppusijoituksen elinkaarikustannusten laskentaan mm. kokonaiskustannusarviota ja jätehuollon taloudellista varautumista (ydinjäterahastointia) varten arvioitaessa loppusijoituksen toteutuskelpoisuutta osana koko hankkeen kuvausta. Maanalaisen tutkimustilan ONKALOn louhinta alkoi vuonna ONKALOsta hankitaan yksityiskohtaista tietoa loppusijoitustila-alueen kallioperästä. ONKALO on suunniteltu ja toteutettu siten, että sitä voidaan myöhemmin käyttää osana loppusijoituslaitosta. Tästä syystä ONKALOn suunnittelussa otetaan huomioon loppusijoituslaitoksen suunnitteluperusteet sekä loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuuden asettamat vaatimukset rakentamiselle. Ne koskevat muun muassa käytettäviä materiaaleja ja käytettäviä louhintamenetelmiä. Loppusijoituslaitoksen ja ONKALOn suunnittelua tehdään tiiviissä yhteistyössä, jotta suunnitelmien yhteensopivuus on kaiken aikaa varmistettu. Loppusijoituslaitossuunnitelma perustuu KBS-3-ratkaisuun. KBS-3V-ratkaisussa kapselit sijoitetaan tunnelien lattiaan porattaviin pystysuoriin reikiin. Loppusijoituslaitoksen suunnittelussa on tavoitteena säilyttää joustavuus suunnitteluratkaisujen muuttamiseen. Tekniikan kehittyessä ja tiedon karttuessa voidaan loppusijoituksessa käytettäviä menetelmiä kehittää edelleen. Maanalaiset tilat on suunniteltu siten, että toiminta tapahtuu yhdessä tasossa noin metrin syvyydessä. Jo aiemmin raportoidun esisuunnitteluvaiheen (Saanio et al. 2006) aikana on tutkittu ja vertailtu erilaisia vaihtoehtoja mm. tulisiko kapselit kuljettaa loppusijoituslaitokseen hissillä vai ajoneuvolla ajotunnelia pitkin. Samoin on arvioitu, tulisiko kapselointilaitoksen sijaita kytkettynä KPA-varastoon vai kytkettynä suoraan loppusijoituslaitokseen

12 6 sen yläpuolella. Kapselointilaitoksen osalta on päädytty ratkaisuun, jossa kapselointilaitos sijaitsee suoraan loppusijoituslaitoksen yläpuolella. Kapselien kuljetuksessa on päädytty ratkaisuun, jossa kapselit kuljetetaan hissillä alas loppusijoituslaitokseen. Tässä raportissa esitettyyn referenssiratkaisuun on tehty seuraavat valinnat: Kapselit sijoitetaan pystyasennossa loppusijoitustunnelin lattiaan porattuihin reikiin, eli KBS-3V-ratkaisu. Kapselointilaitos sijaitsee loppusijoituslaitokseen kytkettynä loppusijoitustilojen yläpuolella. Kapselit siirretään hissillä kapselointilaitoksesta loppusijoituslaitokseen. Loppusijoitustilat sijaitsevat yhdessä kerroksessa noin tasolla m. Loppusijoitustunnelit täytetään esipuristetuilla bentoniittilohkoilla. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitustilojen vaiheen 1 esisuunnitelma on laadittu vuonna 2003 (Saanio et al. 2003) ja vaihe 2 vuonna 2006 (Saanio et al. 2006). Loppusijoituslaitoksen luonnossuunnitelma laadittiin vuonna 2009 (Saanio et al. 2009). Nyt käsillä olevan suunnitelman lähtökohdat ja ratkaisut ovat hyvin pitkälti samat kuin luonnossuunnitelmassa esitetyt. Erona luonnossuunnitelmaan voidaan todeta: Tieto Olkiluodon kallioperästä on tarkentunut. Uusia kallioperätutkimuksia on tehty sekä maanpinnalta että ONKALOsta. Maanalaisten tilojen sijainti on päivitetty uuden kallioperätiedon mukaiseksi. Teknisten tilojen yhteyteen on lisätty maanalainen kapselivarasto. Teknisten tilojen ja kuilujen suunnitelmia on päivitetty. ONKALOn rakentaminen on edennyt pitkälle. Kesään 2012 mennessä on ONKA- LOn ajotunnelin louhinnassa saavutettu nykysuunnitelmien syvin kohta 455 metrin syvyydessä. Pääpaino on jatkossa louhinnan sijaan rakennus- ja taloteknisissä töissä. Työt ovat käynnissä tulevalla loppusijoitustasolla. Noin 420 metrin syvyydessä olevissa demonstraatiotunneleissa testataan kallioperän soveltuvuuden arviointimenetelmää sekä loppusijoitustunneleiden ja loppusijoitusreikien rakentamiseen liittyviä tekniikoita. Kapselien siirto- ja asennusajoneuvon suunnitelma on päivitetty ja kapselin asennus loppusijoitusreikään on suunniteltu tarkemmin. Loppusijoitustoiminnan aikataulu on päivitetty. Aikataulu perustuu arvioon eri laitosyksiköistä kertyvästä käytetystä polttoaineesta, sen laadusta, määrästä ja palamista sekä uusiin jälkilämmönkehitysarvoihin. OL1-2-yksiköiden osalta sallittava enimmäispalama on noussut arvoon 50 MWd/kgU vuonna OL3:n osalta enimmäispalamana pidetään arvoa 50 MWd/kgU käytön alkuvaiheessa ja sen on suunniteltu nousevan arvoon 55 MWd/kgU vuodesta 2018 eteenpäin samoin kuin OL1-2- yksiköidenkin. LO1-2-yksiköiden osalta sallittava enimmäispalama on noussut arvoon 57 MWd/kgU vuonna Polttoaineen määrä- ja laatuarviot on päivitetty uusia käyttöennusteita vastaaviksi. Tilojen laajentamista koskevassa periaatesuunnitelmassa on huomioitu OL4:n polttoaineen loppusijoituksen myönteinen periaatepäätös, joka johtaa laitoksen kokonaispolttoainemäärään tu. Ydinenergialain, 990/1987 (Valtioneuvosto 1987), mukaisesti valtioneuvosto voi antaa yleisiä määräyksiä, jotka koskevat ydinenergian käytön turvallisuutta, turva- ja valmius-

13 7 järjestelyjä tai pelastuspalveluja. Valtioneuvoston päätöksiä tarkentavia ohjeita antaa Säteilyturvakeskus (STUK) YVL-ohjeissa. YVL-ohjeisto on tällä hetkellä STUK:ssa uudistuksen kohteena. Loppusijoituslaitosta koskee erityisesti valtioneuvoston asetus 736/2008 ydinjätteiden loppusijoituksen turvallisuudesta (Valtioneuvosto 2008d). Asetuksen soveltamisesta käytäntöön Säteilyturvakeskus on päivittämässä ohjetta YVL 8.4, , Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuus (STUK 2001). Ohje koskee loppusijoitusta kiteiseen kallioperään usean sadan metrin syvyyteen rakennettuihin loppusijoitustiloihin, ja se käsittelee loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuutta. Lisäksi Säteilyturvakeskus on antanut ohjeen YVL 8.5, Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen käyttö (STUK 2002), joka antaa yksityiskohtaisempia ohjeita laitoksen suunnittelusta, rakentamisesta ja käytöstä ja jota ohjetta ollaan myös päivittämässä. Vastaavat uudet ohjeluonnokset ovat YVL D.3 ja YVL D.5. STUK ja Posiva ovat sopineet, että uusia ohjeluonnoksia voidaan käyttää laitossuunnittelun perustana. Tämän raportin luvussa 2 esitetään pitkäaikaisturvallisuuskonsepti sekä suunnittelun lähtöaineisto. Luvussa on kuvattu Olkiluodon alue niin infrastruktuurin kuin kallioperäolosuhteidenkin osalta. Lähtöaineistoon sisältyy myös tarkka tieto sijoitettavasta ydinpolttoaineesta, sen määrästä ja laadusta. Luvussa 2 on esitelty tiivistetysti koko loppusijoituslaitoskokonaisuus. Loppusijoituslaitoksen tilat, järjestelmät ja rakentaminen on esitetty luvussa 3. ONKA- LOn yhteensovittamiseen liittyvät seikat sekä mahdollisuudet laajentaa tiloja myöhemmin on koottu tähän lukuun. Luvussa 3.5 on esitetty suunnitteluratkaisu tu suuruiselle käytetyn polttoaineen määrälle. Suunnitteluratkaisu on sijoitettu vahvistetulle asemakaava-alueelle. Loppusijoituslaitoksen tarkemmat suunnitelmat on laadittu tiloille, joihin voidaan loppusijoittaa tällä hetkellä käynnissä ja rakenteilla olevien ydinvoimalaitosyksikön polttoaine. Näiden osalta on suunnitteluperusteena oleva jätemäärä tu. Em. tarkemmat suunnitelmat on esitetty luvuissa 3.5 ja 3.6. Esitetyt vaihtoehdot ovat esimerkinomaisia ja perustuvat tällä hetkellä käytettävissä olevaan tietoon kallioperän ominaisuuksista huomioimatta nykyisen asemakaavan rajoituksia. Luvussa 3.8 on esitetty miten tu polttoainemäärälle mitoitettu loppusijoituslaitos voisi sijaita suunniteltuna ainoastaan kallioperäolosuhteiden ja niistä tällä hetkellä olevan tiedon perusteella. Luku 4 käsittelee loppusijoitustoimintaa. Luvussa kuvataan käyttötoiminta kokonaisuudessaan. Myös loppusijoitustunneleiden täyttö, joka tapahtuu tilojen käyttövaiheessa, on raportoitu samassa luvussa. Kun kaikki polttoaine on sijoitettu, loppusijoituslaitos täytetään ja suljetaan. Sulkemisvaiheeseen liittyvät asiat on koottu lukuun 5. Luvussa on esitetty myös mahdollisuudet palauttaa kapseleita myöhemmin loppusijoitustiloista. Loppusijoitustilat voidaan sijoittaa kallioperäolosuhteiden salliessa periaatteessa kahteen kerrokseen. Tämä vaihtoehto on esitetty luvussa 6. Samassa luvussa on esitetty myös KBS-3H-vaihtoehto, jossa kapselit sijoitetaan pitkiin vaakasuoriin loppusijoitusreikiin. Loppusijoituslaitoksen tekniset tiedot on koottu liitteeseen 1 ja käytetty termistö

14 8 liitteeseen 2. Liitteen 3 muistiossa on esitetty rakentamislupahakemusaineiston pitkäaikaisturvallisuusperusteluaineiston lähtötiedoksi vuonna 2011 laadittu asemointisuunnitelma tu:n polttoainemäärälle ja liitteessä 4 on esitetty tämän asemointisuunnitelman lähtötietona olleet soveltuvuusluokittelun (RSC) mukaiset asemointia rajaavat rakenteet.

15 9 2 SUUNNITTELUPERUSTEET JA LÄHTÖTILANNE 2.1 Turvallisuuskonsepti ja loppusijoituslaitoksen suunnittelu Kuvassa 2-1 esitetty Posivan turvallisuuskonsepti on käsitteellinen kuvaus siitä, miten käytetyn polttoaineen turvallinen loppusijoitus saavutetaan KBS-3-ratkaisun avulla ottaen huomioon sekä polttoaineen ominaisuudet että Olkiluodon ominaispiirteet. Pitkäaikaisen haitallisuutensa vuoksi käytetty polttoaine on eristettävä pintaympäristöstä hyvin pitkäksi aikaa. Turvallinen loppusijoitus perustuu pitkäaikaiseen eristämiseen (isolation) ja suojarakentaisiin (containment). Ne toiminnot, jotka edistävät pitkäaikaista eristämistä ja suojaamista, on esitetty kuvassa punaisina palkkeina ja pilareina. Toissijaiset turvallisuustekijät (siniset palkit ja pilarit kuvassa 2-1) varmistavat turvallisuuden myös siinä tapauksessa, että kapseleista vapautuu radionuklideja ajan myötä. Turvallisuuskonsepti perustuu moniesteperiaatteeseen, jonka avulla varmistetaan, että mikään yksittäinen haitallinen ilmiö tai epävarmuus ei vaaranna koko järjestelmän turvallisuutta. Nämä turvallisuuskonseptin ensi- ja toissijaiset piirteet on kuvattu alla. Kuva 2-1. KBS-3-tyyppisen kiteiseen kallioon tapahtuvan käytetyn polttoaineen loppusijoituksen turvallisuuskonseptin pääpiirteet. Turvallisuuskonsepti perustuu vankkaan ("robustiin") suunnitteluun. Punaiset pilarit ja palkit kuvaavat loppusijoitusjärjestelmän ensisijaisia turvallisuuspiirteitä ja -ominaisuuksia. Siniset pilarit ja palkit kuvaavat toissijaisia turvallisuustekijöitä, joilla on merkitystä erityisesti jos radionuklideja vapautuu kapselista (Posiva 2012f).

16 10 KBS-3-ratkaisussa käytetyn polttoaineen radionuklidien eristäminen varmistetaan ensisijaisesti sulkemalla polttoaine kaasu- ja vesitiiviisiin kupari-rautakapseleihin. Suurin osa käytetyn ydinpolttoaineen aktiivisuudesta on keraamisessa matriisissa (UO 2 ), joka on niukkaliukoinen odotettavissa olevissa loppusijoitusolosuhteissa. Radionuklidien hidas vapautuminen polttoainematriisista on osa Posivan turvallisuuskonseptia. Radionuklidien vapautumisen todennäköisyyttä kapseleista pidetään vähäisenä, koska kapseleiden ympäristö edistää niiden pitkäikäisyyttä kapseleille suotuisien lähialueolosuhteiden ja teknisten vapautumisesteiden (Engineered Barrier System, EBS ) todennetun korkean laadun avulla. Tekniset vapautumisesteet käsittävät kapselit, niitä ympäröivän savipuskurin, joka suojaa kapseleita kallioperän liikunnoilta ja pohjaveden sisältämiltä, mahdollisesti haitallisilta aineilta, ja loppusijoitustunnelien täyteaineen, joka tukee sekä puskuria että kalliota. Puskuri ja loppusijoitustunnelien täyttö rajoittavat lisäksi pohjaveden virtausta kapselin ympäristössä. Vapautumisesteisiin kuuluu myös muita komponentteja, kuten muiden tilojen täytöt, loppusijoitustunneleiden, keskustunneleiden, kuilujen, ajotunneleiden ja tutkimusreikien tulpat ja sulut. Ne on suunniteltu yhteensopiviksi kapselin, puskurin, loppusijoitustunnelien täyteaineen ja kallioperän kanssa sekä tukemaan näiden turvallisuustoimintoja. Esimerkiksi kalliotilojen (mukaan lukien tunnelit, kuilut ja tutkimusreiät) täyttö ja sulkeminen tukevat kallioperän turvallisuustoimintoja tukemalla kalliota mekaanisesti ja estämällä kulkeutumisreittien (vettäjohtavien virtausreittien) muodostumista. Ne ehkäisevät myös ihmisen tahatonta tunkeutumista loppusijoitustilaan. Pintaympäristöä ei lueta vapautumisesteeksi eikä sille siksi ole määritelty turvallisuustoimintoja. Vankka järjestelmäsuunnittelu perustuu loppusijoitustilan riittävään syvyyteen, suotuisiin ja ennustettavissa oleviin kallion ja pohjaveden olosuhteisiin sekä hyvin tutkittuihin kallioperän ja teknisten vapautumisesteiden materiaaliominaisuuksiin. Olkiluodon loppusijoituspaikan karakterisointi ja loppusijoitustilan suunnittelu keskittyvät kalliotilavuuteen m:n syvyydessä. Tällä syvyydellä on suotuisat ja ennustettavissa olevat kallioperä- ja pohjavesiolosuhteet, kuten pelkistävät olosuhteet ja pohjaveden hidas virtaus, ja ihmisen tahattoman tunkeutumisen todennäköisyys on pieni. Syvyys vastaa ohjeluonnoksen YVL D.5 vaatimusta, jonka mukaan loppusijoitustilat tulee sijoittaa: usean sadan metrin syvyyteen, jotta maanpäällisten luonnonilmiöiden, kuten jäätiköitymisen, ja ihmisen toiminnan vaikutukset vaimenevat riittävästi. (YVL D.5 kohta 4.3) Mikäli joissakin loppusijoitettavissa kapseleissa olisi alun perin havaitsematta jäänyt kuparivaipan lävistävä vika tai jokin kapseli myöhemmin rikkoutuisi, radionuklidien vapautumisen vaikutusten seuraukset ihmisille ja elolliselle luonnolle lievenisivät johtuen radionuklidien hitaasta vapautumisesta polttoainematriisista sekä vapautuvien radionuklidien hitaasta kulkeutumisesta puskurissa, täyteaineessa ja kallioperässä. Tekniset vapautumisesteet ja kallio yhdessä sekä pidättävät että hidastavat radionuklideja. Myös radioaktiivinen hajoaminen jatkuu kulkeutumisen aikana. Nämä piirteet on esitetty kuvassa 2-1 turvallisuuskonseptin toissijaisina ominaisuuksina (sinisinä pilareina ja palkkeina), koska ne ovat tarpeen vain kapselin rikkoutuessa.

17 11 Turvallisuuskonsepti perustuu siis robustiin järjestelmäsuunnitteluun, johon kuuluu myös loppusijoituslaitoksen suunnittelu. Kokonaisuuden tulee olla "vankka" (robusti) siinä mielessä, että yksittäiset virheet suunnittelussa ja toteutuksessa tai puutteelliset tiedot ja tulevaisuuden olosuhteita koskevat epävarmuudet eivät saa johtaa järjestelmän turvallisuusominaisuuksien merkittävään heikkenemiseen. Suunnittelu tapahtuu loppusijoitustilan suunnittelijoiden ja pitkäaikaisturvallisuuden arvioijien välisenä iteratiivisena vuorovaikutuksena (katso myös luku Pitkäaikaisturvallisuuden arviointi ja suunnittelu). Vapautumisesteet ja niiden turvallisuustoiminnot Posivan loppusijoitusjärjestelmän vapautumisesteiden turvallisuustoiminnot on esitetty taulukossa 2-1. KBS-3V-ratkaisun vapautumisesteet ovat: kapseli puskuri sijoitustunnelin täyttö sulkeminen sekä kallioperä. Sulkeminen viittaa niihin muiden kuin loppusijoitustunnelien täyttämisessä ja sulkemisessa käytettäviin rakenteisiin, kuten ajotunnelin, keskustunneleiden ja kuilujen täyteaineisiin ja sulkurakenteisiin. Niitä tarvitaan rakennusteknisistä syistä tai käyttöturvallisuudesta johtuen, mutta joissain tapauksissa myös turvallisuustoimintoja varten. Turvallisuustoiminnot johtuvat mm. siitä, että loppusijoitustilojen käyttöönotto edellyttää sellaisten maanalaisten tilojen rakentamista (kuten ajotunneli ja kuilut), jotka saattaisivat ilman täyttämistä ja sulkemista ratkaisevasti vaarantaa kallion turvallisuustoimintoja. Turvallisuustoimintojen määrittelyssä loppusijoitustunneleiden tulpat luetaan osaksi loppusijoitustunneleiden täyttöä, ja niiden tehtävänä on ennen kaikkea pitää täyteaine paikallaan ja siten myötävaikuttaa täyteaineen toimintakykyyn. Muihin rakenteisiin kuuluvat tiivistysmateriaalit (sementtipohjaiset aineet tai kolloidinen silika, Silica Sol) ja kallion lujitusrakenteet (pulttaukset, verkot, jne.) Näille ei ole asetettu turvallisuustoimintoja. Useimmissa tapauksissa ne kuitenkin suojaavat niitä komponentteja, joilla on turvallisuustoimintoja tilojen käyttövaiheen ja loppusijoitustilan kehityskulun alkuaikana. Esimerkiksi injektointi tukee kallioperän turvallisuustoimintoja suojaamalla puskuria ja täyteaineita suurilta, lyhytaikaisilta transienttivirtauksilta ennen loppusijoitustilan saturoitumista ja estää sekä pintavesien tunkeutumista avoimiin tiloihin (pohjaveden pinnan aleneminen) että suolaisen veden nousua. Kaikkien osien suunnittelussa ja rakentamisessa on vaatimuksena, etteivät ne saa merkittävästi vähentää muiden osien (rakennettujen tai luonnollisten) turvallisuustoimintoja.

18 12 Taulukko 2-1. Vapautumisesteiden (tekniset vapautumisesteet ja kallioperä) turvallisuustoiminnot Posivan KBS-3V-loppusijoitusratkaisussa (Posiva 2012f). Vapautumiseste Kapseli Puskuri Sijoitustunnelin täyttö Turvallisuustoiminnot Varmistaa käytetyn polttoaineen pitkäaikainen pysyminen suojarakenteiden sisällä (containment). Tämä turvallisuustoiminto nojaa ennen kaikkea kapselin valurautaisen sisäosan mekaaniseen kestävyyteen ja kuparisen ulkokuoren korroosionkestävyyteen. Myötävaikuttaa kapselille suotuisten ja ennustettavissa olevien mekaanisten, geokemiallisten ja hydrogeologisten olosuhteiden muodostumiseen. Suojaa kapseleita ulkoisilta prosesseilta, jotka voisivat vaarantaa käytetyn polttoaineen ja sen sisältämien radionuklidien täydellistä suojaamista (containment). Rajoittaa ja hidastaa radionuklidien vapautumista kapselin rikkoutuessa. Myötävaikuttaa puskurille ja kapselille suotuisten ja ennustettavissa olevien mekaanisten, geokemiallisten ja hydrogeologisten olosuhteiden muodostumiseen. Rajoittaa ja hidastaa radionuklidien vapautumista kapselin mahdollisesti rikkoutuessa. Myötävaikuttaa loppusijoitustunneleiden lähikallion mekaaniseen vakauteen. Sulkeminen Loppusijoitustilan pitkäaikainen eristäminen maanpintaympäristöstä sekä ihmisten, kasvien ja eläinten normaalista elinympäristöstä. Myötävaikuttaa muille teknisille vapautumisesteille suotuisten ja ennustettavissa olevien geokemiallisten ja hydrogeologisten olosuhteiden muodostumiseen estämällä merkittävien vettäjohtavien virtausreittien muodostumisen tilojen läpi. Rajoittaa ja hidastaa veden virtausta loppusijoitustilaan ja haitallisten aineiden vapautumista loppusijoitustilasta. Kallioperä Erottaa fyysisesti käytetyn polttoaineen loppusijoitustilan maanpintaympäristöstä sekä ihmisten, kasvien ja eläinten normaalista elinympäristöstä, rajoittaa ihmisen tunkeutumisen mahdollisuutta sekä eristää loppusijoitustilan maanpinnan muuttuvista olosuhteista. Tarjoaa teknisille vapautumisesteille suotuisat, vakaat ja ennustettavissa olevat mekaaniset, geokemialliset ja hydrogeologiset olosuhteet. Rajoittaa ja hidastaa loppusijoitustilasta mahdollisesti vapautuvien haitallisten aineiden kulkeutumista. Loppusijoituslaitoksen suunnittelua ohjaavat turvallisuusnäkökohdat Loppusijoitusjärjestelmän suunnittelua varten Posiva on kehittänyt vaatimustenhallintajärjestelmän (VAHA). VAHA:lla muunnetaan turvallisuusperiaatteet ja turvallisuuskonsepti sekä viranomaisvaatimukset ja muut vaatimukset (VAHA:n taso 1) eri vapautumisesteiden turvallisuustoiminnoiksi (VAHA:n taso 2) ja niihin perustuviksi toimintakykyvaatimuksiksi (VAHA:n taso 2). Toimintakykytavoitteista ja tavoiteominaisuuksista (VAHA:n taso 3) johdetaan ne tekniset suunnitteluvaatimukset (VAHA:n taso 4), jotka ovat edellytyksenä

19 13 pitkän aikavälin toimintakykytavoitteiden ja tavoiteominaisuuksien saavuttamiseksi. Loppusijoitusjärjestelmä määritellään tämän jälkeen siten, että järjestelmän vaatimustenmukaisuus voidaan todentaa heti loppusijoitustoiminnan käynnistämisen yhteydessä (spesifikaatiot, VAHA:n taso 5). Turvallisuustoimintoja vastaavia toimintakykytavoitteita - tai kalliosta puhuttaessa tavoiteominaisuuksia - määriteltäessä maanalaisen loppusijoitusjärjestelmän eri osille lähtökohtana on loppusijoitusjärjestelmään tulevaisuudessa kohdistuvien erilaisten kuormitusten tunnistaminen. Toimintakykytavoitteet ja tavoiteominaisuudet ja tekniset suunnitteluvaatimukset yhdessä suunnittelun perustana olevien skenaarioiden kanssa muodostavat loppusijoitusjärjestelmän suunnitteluperusteet. Suunnitteluperusteiden lähtökohdat ja tausta on selostettu turvallisuusperustelusalkun raportissa "Design Basis". Suunnittelun spesifikaatiot on esitetty tuotantolinjaraporteissa ja koottu yhteen Description of the Disposal System -raportissa. Loppusijoitusjärjestelmän kehityskulun ja suunnittelun välinen yhteys on määritelty em. suunnitteluvaatimusten ja suunnitteluspesifikaatioiden avulla, jotka edesauttavat toimintakykytavoitteiden ja tavoiteominaisuuksien täyttymistä alkutilasta lähtien odotettavissa olevien kehityskulkujen aikana. Alkutila on määritelty tilaksi, joka komponentilla on silloin kun asennus on tapahtunut eikä suoraa kontrollia komponenttiin enää ole ja kun komponentin tai sen lähialueen olosuhteista voidaan saada vain rajallinen määrä informaatiota. Toimintakykyanalyysillä osoitetaan, että mikäli maanalainen loppusijoitusjärjestelmä on toteutettu teknisten suunnitteluvaatimusten ja spesifikaatioiden mukaisesti, toimintakykytavoitteet ja tavoiteominaisuudet saavutetaan ja myös turvallissuustoiminnot täyttyvät. Loppusijoituslaitoksen suunnittelu, rakentaminen, käyttö ja sulkeminen on toteutettava tavalla, joka tukee kapselin, puskurin, tunnelien täyteaineiden, sulkemisen ja erityisesti kallion turvallisuustoimintoja. Suunnittelun, rakentamisen ja käytön tulee olla tasapainossa toteutettavuuden sekä käyttö- ja pitkäaikaisturvallisuuden kanssa. Kallioperän (sekä sulkemisen) ensimmäinen turvallisuustoiminto (eristää loppusijoitustila elollisesta luonnosta, ks. taulukko 2-1) edellyttää: vaatimuksia loppusijoitusreiän sijainnille alueilla, joissa kallion vedenjohtokyky on riittävän alhainen vaatimuksia täyttömenetelmille, jotta loppusijoitustila ei muodosta veden kulkeutumisreittiä vaatimuksia tunnelitäytölle ja muiden loppusijoitustilojen ja maanpintayhteyksien sulkemiselle (esim. ajotunneli, kuilut ja tutkimusreiät), jotta estetään paine-erojen syntyminen ja niistä mahdollisesti aiheutuva puskurin kanavoituminen ja eroosio ja veden kulkeutumisreittien muodostuminen. Sen lisäksi, kallioperän ensimmäinen turvallisuustoiminto saavutetaan valitsemalla laitospaikka ja syvyys siten, että siellä ei ole erityisiä hyödynnettäviä raaka-aineita tai muita syitä, jotka lisäisivät ihmisen tunkeutumisen mahdollisuutta. Loppusijoitustilan syvyys tulee valita siten, että tilan turvallisuusvaatimukset täyttyvät ja että maanalaisten tilojen rakennettavuuteen liittyvät näkökohdat huomioidaan. Turvallisuusvaatimuksiin vaikuttavat suuresti paikan hydrogeologia, ts. vettäjohtavien rakenteiden esiintymistiheys eri syvyyksissä, kun taas rakennettavuus riippuu pääasiassa kalliomekaanisista ominaisuuksista, kuten loppusijoitusreikien stabiiliudesta ennen kapselien sijoitusta.

20 14 Toinen kallioperän (sekä sulkemisen) turvallisuustoiminto (tarjota teknisille vapautumisesteille suotuisat, vakaat ja ennustettavissa olevat mekaaniset, geokemialliset ja hydrogeologiset olosuhteet) edellyttää: vaatimuksia loppusijoitusreiän paikan valitsemisesta siten, että kallion leikkaussiirrosten todennäköisyys on pieni, veden virtaus loppusijoitusreikään on vähäistä ja pohjavesikemian tavoiteominaisuudet täyttyvät vaatimuksia loppusijoitustunnelien suuntaukselle ja louhintamenetelmille louhintavauriovyöhykkeen (EDZ) ja kalliopinnan lohkeilun tai hilseilyn minimoimiseksi loppusijoitustunnelien ja loppusijoitusreikien riittävä etäisyys toisistaan on osa suunnitteluratkaisua, jolla voidaan varmistua siitä, ettei polttoaineen jälkilämpö vahingoita kalliota tai puskuria rakennusteknisiä vaatimuksia mitta- ja suoruustoleransseista ja suojaetäisyyksistä vaatimuksia käyttövaiheessa avoinna pidettävien kalliotilavuuksien minimoinnista hydraulisten ja hydrogeokemiallisten häiriöiden minimoimiseksi vaatimuksia vuotovesien määrän hallinnasta hydraulisten ja hydrogeokemiallisten häiriöiden minimoimiseksi vaatimuksia rakennustöiden ja käyttövaiheen aiheuttamien kallioperän hydraulisten ja hydrogeokemiallisten olosuhteiden monitoroinnista vaatimuksia vieraiden aineiden (orgaaniset aineet, hapettavat aineet tai muut mahdolliset pitkäaikaisturvallisuuden kannalta haitalliset aineet) määrän rajoittamisesta loppusijoitustilassa vaatimuksia käytöstäpoistovaiheessa suoritettavista varmistuksista, ettei loppusijoitustilaan joutuneita tai asennettuja haitallisia aineita jää pitkäaikaisturvallisuuden kannalta liiallisia määriä, vaan ne poistetaan ennen sulkemista riittävässä määrin. Vieraita aineita, joilla saattaa olla haitallisia vaikutuksia teknisten vapautumisesteiden pitkäaikaiseen toimintakykyyn, ovat esim.: NO x, NH 4, asetaatti, orgaaniset yhdisteet ja rikkiä sisältävät materiaalit, joilla voi olla vaikutusta korroosioon rautayhdisteet ja kalium, jotka voivat vaikuttaa puskurin läpäisevyysominaisuuksiin sementtipitoiset aineet, jotka voivat aiheuttaa puskurin mineraalikoostumuksen muuttumista. Kallioperän (sekä sulkemisen) kolmas turvallisuustoiminto (rajoittaa ja hidastaa loppusijoitustilasta mahdollisesti vapautuvien haitallisten aineiden kulkeutumista) liittyy myös edellä mainittuihin kallioperän ja sulkemisen turvallisuustoimintoihin ja edellyttää samoja suotuisia hydrogeologisia ja -kemiallisia olosuhteita sijoituskalliossa kuin mitä yllä on esitetty. Kallioperän tavoiteominaisuudet muodostavat lähtökohdan Posivan kehittämälle kallion soveltuvuusluokittelumenettelylle (RSC). Luokittelumenettelyn avulla loppusijoitusalueelta voidaan tunnistaa ne alueet (loppusijoituspaneelit), joille loppusijoitustunneleita voidaan louhia, tunnelien sijainnit ja lopulta loppusijoitusreikien paikaksi soveltuvat kohdat tunneleissa. Luokitusohjeet määritellään niin, että kalliolle ja teknisille vapautumisesteille määritellyt turvallisuustoiminnot saavutetaan kun kapselit on sijoitettu ja että ne säilyvät odotettavissa olevissa olosuhteissa satojen tuhansien vuosien ajan. Tuloksellinen suunnittelu (mukaan lukien valmistamisen ja asentamisen/sijoittamisen sekä

21 15 laadunvalvonnan) ja kallion luokitteluohjelman soveltaminen mahdollistavat turvallisuustoimintojen saavuttamisen ja ylläpitämisen. Kallioluokittelu sisältää sekä pitkäaikaisturvallisuuteen että kalliorakentamiseen liittyviä näkökohtia. Kallion soveltuvuuskriteerit on esitetty RSC raportissa (Posiva 2012j). Pitkäaikaisturvallisuusperustelu ja loppusijoituslaitoksen suunnittelu Loppusijoitusjärjestelmän kehittäminen on jatkuvaa iterointia turvallisuuskonseptin, turvallisuusperustelun ja suunnitteluperusteiden välillä, kuten kuvasta 2-2 ilmenee. Tarkoituksena on ensimmäiseksi asettaa järjestelmän suunnitteluperusteet, jotka ovat järjestelmälle kokonaisuudessaan asetetut tavoitteet, ympäristön, teknologian ja tiedon asettamat rajoitukset sekä olemassa oleva toimintaympäristö (säännöstöt, vastuut, organisaatiot, resurssit). Suunnitteluperusteet sisältävät myös muut asetetut vaatimukset (kuten käyttöturvallisuuteen ja ydinmateriaalivalvontaan liittyvät vaatimukset) ja muut vaikuttavat tekijät (käytetyn polttoaineen inventaari, sijoituspaikan erityispiirteet). Suunnitteluperusteet määrittelevät ympäristöstä aiheutuvat nykyiset ja tulevat kuormitukset ja vuorovaikutukset, jotka otetaan huomioon loppusijoitusjärjestelmän suunnittelussa, ja lopulta vaatimukset, jotka suunnitellun loppusijoitusjärjestelmän on täytettävä saavuttaakseen sekä turvallisuustavoitteet että muut tavoitteet. Kuormitusten ja vuorovaikutusten arviointi perustuu niiden ilmiöiden, tapahtumien ja prosessien (features, events, and processes, FEPit) ymmärtämiseen, jotka voivat vaikuttaa haitallisesti loppusijoitusjärjestelmän turvallisuustoimintoihin. Järjestelmän kehittyminen ajan myötä riippuu sen alkutilasta. Ensin tuotetaan alustava suunnitelma ottaen huomioon suunnitteluperusteet. Alustava suunnitelma määrittelee esim. sijoituspaikan sijainnin ja päämitat, rakentamiseen käytettävät materiaalit, rakentamisessa ja käytön aikana noudatettavat määräykset sekä laadunvalvonnan tarpeet. Alustavaa suunnitelmaa seuraa pitkäaikaisturvallisuuden arvioijien suorittama toimintakykyanalyysi, joka antaa palautetta ja ohjausta järjestelmäsuunnittelulle koskien tarpeita lisätä suunnittelun ja toteutuksen robustisuutta, jotka toteutuessaan edesauttavat pitkäaikaisturvallisuutta koskevien arvioiden luotettavuutta sallittavia epävarmuuksia ja poikkeamia, jotka eivät vaikuta pitkäaikaisturvallisuuteen. Teknisen suunnittelun ja toimintakykyanalyysin välisen vuoropuhelun tavoitteena on varmentaa niin hyvin kuin mahdollista teknisten vapautumisesteiden keskinäinen yhteensopivuus ja yhteensopivuus kallioperän kanssa ottaen huomioon kunkin vapautumisesteen turvallisuustoiminnot teknisten vapautumisesteiden toimintakyky järjestelmän kehityskulun aikana esiintyvissä termisissä, hydraulisissa, mekaanisissa ja kemiallisissa kuormitustilanteissa järjestelmän toimintakyky huolimatta hitaista prosesseista ja epätodennäköisistä tapahtumista, joita voi esiintyä säännöstön edellyttämän tarkasteluajanjakson aikana ("robustisuus").

22 16 Alkutila riippuu loppusijoitustilan suunnittelussa tehdyistä ratkaisuista ja suunnitelmien toteutustavasta. Näitä päätöksiä rajoittavat suunnitteluvaatimukset, jotka perustuvat osin aikaisempiin toimintakyky- ja turvallisuusarvioihin. Alkutilaan kuuluvat myös tehtyjen suunnitelmien epävarmuudet ja poikkeamat. Vaatimusten mukaisen alkutilan saavuttaminen on suunniteltu osoitettavaksi maanalaisen yhteistoimintakokeen avulla. Sillä tarkoitetaan maanalaisessa loppusijoituslaitoksessa vaatimuksien mukaisesti rakennettavaa loppusijoitustunnelia ja siihen tehtävää loppusijoitusratkaisun asennusta ilman käytettyä polttoainetta. Yhteistoimintakokeen kokoamisessa käytetään loppusijoitusta varten kehitettyjä ja hankittuja laitteita ja komponentteja, jotka on luvitettu tarkoitukseensa. Yhteistoimintakokeen avulla osoitetaan käytännössä, että toteutuksessa tarvittavat toiminnot on kehitetty riittävän valmiiksi ja että on mahdollista saavuttaa pitkäaikaisen turvallisuuden edellyttämä alkutila todistetusti ja näin ollen valmius loppusijoituksen aloittamiseen on olemassa. Kuva 2-2. Loppusijoitusjärjestelmän suunnitteluperusteiden, turvallisuuskonseptin sekä pitkäaikaisturvallisuusperustelun väliset yhteydet. FEPit = ilmiöt, tapahtumat ja prosessit (Posiva 2012f).

23 Olkiluodon laitospaikka Laitosalue ja kaavatilanne Loppusijoitustilojen maanalaiset tilat ja maanpäälliset rakennukset sijoittuvat pääosin Eurajoen Olkiluotoon asemakaavan kortteliin 5, jonka omistaa Teollisuuden Voima Oyj (TVO) ja joka on vuokrattu Posiva Oy:lle. Olkiluodon alueella on voimassa yleiskaava ja useita asemakaavoja. Posivan hallinnoimalla alueella on voimassa maaliskuussa 2011 lainvoiman saanut asemakaava, joka sallii käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen metrin syvyyteen. Asemakaava perustuu osayleiskaavaan, joka sai lainvoiman kesäkuussa 2010 korkeimman hallinto-oikeuden päätöksen nojalla. Yleiskaavan tarkoituksena on kunnan tai sen osan yhdyskuntarakenteen ja maankäytön yleispiirteinen ohjaaminen sekä toimintojen yhteen sovittaminen. Alueiden käytön yksityiskohtaista järjestämistä, rakentamista ja kehittämistä varten laaditaan asemakaava. Meren tai vesistön ranta-alueeseen kuuluvalle rantavyöhykkeelle ei saa rakentaa rakennusta ilman asemakaavaa (ns. rantaasemakaava). Alueella on voimassa vahvistettu Eurajoen rantayleiskaava. Eurajoen kunnanvaltuusto hyväksyi em. rantayleiskaavan korvaavan Olkiluodon osayleiskaavan Osayleiskaavassa on esitetty ohjeellisella rajauksella alue, jolle loppusijoituslaitoksen tunnelisto tultaisiin sijoittamaan. Vuoden 2011 asemakaavassa uudistettiin myös Olkiluodon majoituskylän kaava sekä kumottiin Liiklankarin asemakaava. Liiklankari kuuluu vanhojen metsien suojeluohjelmaan ja Natura-ohjelmaan. Eurajoella on voimassa ympäristöministeriön marraskuussa 2011 vahvistama Satakunnan maakuntakaava, jonka Satakuntaliitto toimitti ympäristöministeriöön maaliskuussa Olkiluoto on maakuntakaavassa energiahuollon kehittämisen kohdealuetta. Alueelle voidaan maakuntakaavan estämättä sijoittaa ydinvoimalaitosyksiköiden lisäksi myös muuta energiantuotantoa sekä alueen energiahuoltoon perustuvaa toimintaa. Maakuntakaavassa on merkitty ydinvoimalaitosalueen ympärille YVL-ohjeen mukainen suojavyöhyke, jolla on maankäyttörajoituksia. TVO on varannut uusille ydinvoimalaitosyksiköille Olkiluodon saaren länsipäässä olevat korttelit 1 ja Kallioperä Topografia Olkiluodon saari on loivapiirteinen ja varsin matala. Noin puolet saaren pinta-alasta on +5 m:n korkeuskäyrän alapuolella. Korkein kohta on 18 m merenpinnan yläpuolelle kohoava Liiklankallio. Saaren korkeusasema suhteessa merenpintaan muuttuu koko ajan johtuen maankuoren kohoamisesta. Saaren maaperä on valtaosaltaan paksuudeltaan muutaman metrin luokkaa, ja suurimmat havaitut maapeitteen paksuudet ovat m. Moreeni on alueen yleisin maalaji (Posiva 2012g).

24 18 Kivilajit Olkiluodon kivilajit voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: 1) suprakrustiset, korkean metamorfoosiasteen kivet, jotka ovat erilaisia migmatiittisia gneissejä, tonaliittigranodioriitti-graniittigneissejä, kiillegneissejä, kvartsigneissejä ja mafisia gneissejä, 2) magmakivet, jotka ovat pegmatiittisia graniitteja ja metadiabaaseja. Migmatiittiset gneissit voidaan edelleen jakaa kolmeen alaryhmään migmaattirakenteen perusteella: suonigneissit, raitaiset gneissit ja diateksiittiset gneissit. Uudelleenpoimutus- ja leikkaussuhteiden perusteella metamorfiset kivet ovat käyneet läpi viisivaiheisen duktiilin deformaation. Deformaatiovaiheiden seurauksena kivet ovat läpikotaisin suuntautuneita. Lisäksi Olkiluodon kallioperään on vaikuttanut laajamittainen hydroterminen muuttuminen. Merkittävimmät muuttumiset ovat illiittiytyminen, kaoliniittiutuminen ja kiisuuntuminen (Posiva 2012g). Rakoilu ONKALOn alueella on todettu kolme päärakosuuntaa (Posiva 2012g). Merkittävin rakosuunta on loiva, pääosin liuskeisuuden suuntainen kaatuen kaakkoon. Toinen eteläpohjoinen rakosuunta on lähes pysty ja kolmas rakosuunta myös pysty itälänsisuuntainen. Rakosuuntien lukumäärä vaihtelee paikan mukaan (alueellisesti). Tunnelikartoitustulosten perusteella paikallisesti havaittavien rakosuuntien lukumäärä vähenee syvyyden myötä. Syvyyden 120 m jälkeen rakosuuntia tavataan tunnelissa kerrallaan yleensä vain yksi tai kaksi, joten kalliolohkojen muodostuminen on epätodennäköistä. Rakotiheys pienenee syvyyden kasvaessa etenkin loivien rakojen osalta ja saaren keskiosassa (ON- KALOssa) syvyyden 120 m jälkeen kallio on paikoitellen lähes raotonta eli RQD-luku on 100 %. Keskimääräinen rakojäljen pituus tunnelikartoituksessa on noin 1 m (Posiva 2012g). Rikkonaisuusvyöhykkeet Olkiluodon kallioperän alueellista rikkonaisuutta hallitsevat loivat kaakkoon kaatuvat pystyt koillis-lounais -suuntaiset rikkonaisuusvyöhykkeet. Rikkonaisuusvyöhykkeiden mekaaniset ominaisuudet poikkeavat kalliomassan vastaavista ja ne ovat muuta kalliomassaa vettäjohtavampia, minkä takia tilojen sijaintia suunniteltaessa niitä pyritään välttämään. Kallioperän soveltuvuusluokittelu (RSC) on esitetty raportissa (Posiva 2012j). Raportissa Posiva (2012h) on esitetty kaikki asemointia rajaavat rakenteet vaikutusalueineen ja suojavyöhykkeineen (kuva 2-3 ja taulukko 2-2). Näiden lävistämistä tunneleilla ja kuiluilla vältetään suunnittelussa mahdollisuuksien mukaan. Loppusijoitustunneli tai loppusijoitusreikä ei saa osua myöskään hydrogeologisen (HZ) tai hauraan siirrosvyöhykkeen (BFZ) suojatilavuuteen (Posiva 2012a).

25 19 Kuva 2-3. Maanalaisten tilojen asemointia rajaavat rakenteet (Layout Determining features) Olkiluodossa. Suojatilavuudet kattavat kaikki LDF-rakenteet (Posiva 2012h). Yhteenvetona voidaan todeta seuraava lähtötilanne loppusijoituspaneelimittakaavan (RSC) asemoinnille: Loppusijoitustunneleita ei suunnitella asemointia rajaaviin rakenteisiin tai niiden suojatilavuuksiin. Asemointia rajaavia rakenteita vältetään muilla tunneleilla ja kuiluilla. Loppusijoitusreikien kokonaismäärä (tarvittava reikämäärä + hylättävien reikäpositioiden määrä) arvioidaan käytettävyysasteen avulla. Loppusijoitustunnelien suunta määräytyy suurimman pääjännityksen suunnan perusteella, ks. jäljempänä kohta Kallion lujuus- ja jännitystilaolosuhteet. Hydrologia Olkiluodon vuotuinen sademäärä on noin 550 mm. Pohjaveden virtaukseen vaikuttavat pääasiassa paikalliset topografian vaihtelut. Saaren alla virtaus on enimmäkseen alaspäin suuntautuvaa, kun taas lähellä rantaviivaa ja meren alla virtaussuunnat ovat vaakasuoraan tai ylöspäin. Hydraulinen gradientti loppusijoitustilojen läheisyydessä on 0,1-1,3 %. Asemointia ohjaaviin rakenteisiin lukeutuu myös hydrologisia vyöhykkeitä (HZ), ks. taulukko 2-2. Näiden vyöhykkeiden välissäkin on vettäjohtavia rakoja, mutta niiden esiintyminen on harvaa. Loppusijoitusrei illä näitä vältellään mahdollisuuksien mukaan, jotta loppusijoitusreiälle asetettu vuotovesiraja alitettaisiin (Posiva 2012g). Tutkimustulosten perusteella koko Olkiluodon saaren tutkimusalueen pintakallio on noin 200 m asti selvästi vettäjohtavampaa kuin syvemmällä sijaitseva kiinteämpi kallio. Vettäjohtavien rakojen määrä pienenee selvästi syvyyden myötä (Posiva 2012g).

26 20 Taulukko 2-2. Olkiluodon asemointia rajaavat rakenteet määrittelykriteereineen. Asemointia rajaava rakenne Määrityskriteeri BFZ020a Koko noin 3 km tai yli BFZ020b Koko noin 3 km tai yli BFZ021 Koko noin 3 km tai yli BFZ099 Koko noin 3 km tai yli BFZ146 Koko noin 3 km tai yli BFZ148 Koko noin 3 km tai yli BFZ159 Koko noin 3 km tai yli BFZ214 Koko noin 3 km tai yli BFZ262 Koko noin 3 km tai yli LINKED0112 Koko noin 3 km tai yli LINKED0320_0166 Koko noin 3 km tai yli LINKED0477 Koko noin 3 km tai yli HZ19C Merkittävä hydrogeologinen vyöhyke; T 10-6 m 2 /s HZ20A Merkittävä hydrogeologinen vyöhyke; T 10-6 m 2 /s HZ20B Merkittävä hydrogeologinen vyöhyke; T 10-6 m 2 /s HZ21 Merkittävä hydrogeologinen vyöhyke HZ21B Merkittävä hydrogeologinen vyöhyke HZ039 Merkittävä hydrogeologinen vyöhyke; T 10-6 m 2 /s HZ099 Merkittävä hydrogeologinen vyöhyke HZ146 Merkittävä hydrogeologinen vyöhyke; T 10-6 m 2 /s Kallion lujuus- ja jännitystilaolosuhteet Olkiluodon kallion lujuusominaisuuksille on tyypillistä suuri vaihtelu johtuen kallion heterogeenisuudesta. Esimerkiksi migmatiittisen gneissin puristusmurtolujuus vaihtelee välillä MPa (95 % luottamusväli). Eri gneissien lujuusominaisuuksissa ei ole merkittäviä eroja. Ainoa merkittävä kivilajikohtainen ero on pegmatiitti-graniitin vetolujuudessa, joka on noin lähes puolet gneissien vetolujuudesta. Kallion liuskeisuus (suunta ja voimakkuus) vaikuttaa jonkin verran lujuusominaisuuksiin. Muuttuneiden kivien lujuusominaisuudet eivät merkitsevästi poikkea muuttumattomien kivien ominaisuuksista, tosin kokeita on vielä tehty suhteellisen vähän. Lujuusominaisuuksissa ei ole havaittu syvyys- eikä paikkariippuvuutta (Posiva 2012g). Jännitystila sen sijaan kasvaa syvyyden myötä ja suurin vaakajännityskomponentti 400 m syvyydessä on noin 24 MPa pienimmän pystysuuntaisen komponentin ollessa noin 11 MPa. Kallion pintaosissa (< 300 m) kallion suurimman jännityskomponentin suunta vaihtelee, mutta vakiintuu loppusijoitussyvyydellä. Suurimman pääjännityskomponentin suunta on tulkittu olevan loppusijoitussyvyydellä 112 astetta eli noin itä-länsi (jännitystilamalli I) tai 144 astetta eli noin kaakko-luode (jännitystilamalli II) (Posiva 2012g). Jännityskenttä on anisotrooppinen, mikä tarkoittaa, että tunnelien suuntauksella voidaan vaikuttaa jännityskentän jakaumaan kalliotilan ympärillä. Mahdollisten vaurioiden minimoimiseksi on edullisinta sijoittaa tunnelit suurimman pääjännityskomponentin suuntaisiksi.

27 21 Seismisyys Olkiluodon alueen ympäristössä maanjäristykset ovat pieniä (M 3,1) ja harvinaisia. Alle sadan kilometrin etäisyydellä Olkiluodosta on vuosina tapahtunut yhdeksän maanjäristystä. Lähin maanjäristys (M = 3,1) on tapahtunut Uudessakaupungissa km:n päässä Olkiluodosta. Toinen suunnilleen samalla etäisyydellä tapahtunut järistys oli Laitilassa 2007 (M L = 1,9). Kaksi lähintä seismisesti aktiivista ruhjevyöhykettä ovat ilmeisesti luode-kaakkosuuntaisia. Näistä eteläisempi kulkee Laitilan rapakivimassiivin reunaa pitkin sivuuttaen Olkiluodon noin 15 km:n päässä lounaassa ja toinen vyöhyke kulkee Satakunnan hiekkakivimuodostuman reunaa pitkin noin 35 km Olkiluodosta koilliseen. Näissä mahdollisesti aktiivisissa vyöhykkeissä on tapahtunut ehkä 1-2 pientä maanjäristystä. Muutoin alueen maanjäristykset tapahtuvat, kun kalliossa vallitseva jännityskenttä aktivoi kallion vanhoja heikkousvyöhykkeitä (Saari 2012). Kallion termiset ominaisuudet ja lämpötila Olkiluodon kivien lämmönjohtavuuden keskiarvo on huonelämpötilassa 2,91 ± 0,51 W/mK ja laskettu diffusiviteetti on 1,47 x 10-6 ± 0,29 m 2 /s. Pegmatiitti-graniitin lämmönjohtavuus on hieman korkeampi kuin gneissien. Termiset ominaisuudet riippuvat lämpötilasta ja vastaavat arvot +60 ºC:ssa ovat 2,82 W/mK ja 1,34 x 10-6 m 2 /s (Posiva 2012g). Kallion termiset ominaisuudet kuten lujuusominaisuudetkin riippuvat kallion liuskeisuudesta. Lämmönjohtavuus on alhaisempi, kun liuskeisuus vaikuttaa kohtisuoraan. Anisotropiakertoimen on arvioitu olevan noin %. Pituuden lämpölaajenemiskerroin Olkiluodon kiville on 9,5 ± 2.5 x 10-6 k -1. Olkiluodon kallioperän lämpötila on noin +10,5 ºC syvyydellä -400 m ja lämpötilagradientti on 1,4 ºC/100 m (Posiva 2012g). Kallion termisillä ominaisuuksilla on keskeinen merkitys loppusijoitusreikien ja -tunnelien välisen etäisyyden optimoinnissa ja arvioitaessa radiogeenisen lämmöntuoton aiheuttamia lämpöjännityksiä kalliossa. Hydrogeokemia Olkiluodon kallioperän pohjaveden koostumukseen ovat vaikuttaneet alueen geologinen kehitys, jäätiköiden sulamisvedet, meriveden (ml. Litorina-meri) ja meteorisen veden suotautuminen ja vesien sekoittuminen sekä hitaasti tapahtuva vesi-kalliovuorovaikutus. Kallion pintaosassa muutaman kymmenen metrin syvyyteen asti on makeaa pohjavettä (suolapitoisuus (TDS) alle 1 g/l), sen alapuolella murtovettä noin 400 m syvyyteen asti (TDS 1-10 g/l) ja tätä syvemmällä suolaista pohjavettä (TDS yli 10 g/l). Suurin pohjavesinäytteistä havaittu suolapitoisuus on 84 g/l noin metrin syvyydestä, mutta sähkönjohtavuusmittauksissa on havaittu yli 100 g/l olevaa suolapitoisuutta yli 900 metrin syvyydessä (Posiva 2012g). Olkiluodon pohjavesiolosuhteet ovat pelkistävät lukuun ottamatta joitakin havaintoja kallion pintaosissa. Lukuun ottamatta aivan kallion yläosaa pohjavesi on lievästi alkalinen. Loppusijoitussyvyydellä ph on noin 7,5-8. Pohjaveden sulfaattipitoisuus on korkeimmillaan metrin syvyydellä (0,1-0,6 g/l ). Tätä syvemmällä sulfaattipitoi-

28 22 suus on selvästi alle 0,1 g/l. Pohjaveden sulfidipitoisuus on alhainen, tyypillisesti selvästi alle 1 mg/l, mutta kohonneita sulfidipitoisuuksia (maksimissaan 12 mg/l) on tavattu noin 300 metrin syvyydessä sulfaatti- ja metaanipitoisten vesien rajapinnassa. Metaania tavataan sekä kloridipitoisissa murtovesissä että suolaisissa vesissä. Metaania tavataan noin 200 m syvyydeltä alkaen ja sen pitoisuus kasvaa syvyyden myötä (Posiva 2012g). Pohjavesikemian olosuhteet loppusijoitussyvyydellä ovat kallion tavoiteominaisuuksien mukaiset (Posiva 2012j). Vesinäytteiden radonpitoisuudet vaihtelevat paljon johtuen kallioperän geologisista ja hydrologisista olosuhteista. Pohjaveden radon pitoisuudet vähenevät suolaisuuden ja syvyyden kasvaessa ja seuraa uraanin käyttäytymistä syvissä pohjavesissä. Kallioperän rakennettavuus Kallioperän rakennettavuus riippuu kallion kivilaji-, rakoilu- ja hydrogeologisista ominaisuuksista, kallion jännitystilasta ja pohjavesikemiasta. Olkiluodon kallioperän rakennettavuus arvioitiin jo ennen ONKALOn rakentamista normaaliksi (Äikäs et al. 2000). Normaalilla rakennettavuudella tarkoitetaan perinteistä kiteisen kallion louhintaa poraus-räjäytysmenetelmällä, lujitusta käyttäen kalliopultteja ja ruiskubetonia/verkotusta sekä tiivistystä kallioinjektoinneilla. Saadut kokemukset ONKALOn rakentamisesta (louhinta keväällä 2012 ONKALOn loppusyvyydellä -455 m) ovat osoittaneet, että kallioperän rakennettavuus on ollut normaali. Kallion Q-luku on ollut vähintään >1 ja kallion pintaosien jälkeen (syvyys > 130 m) kallion Q-luku on ollut keskimäärin luokkaa 100 (erittäin hyvä) (Posiva 2012g). Lujitusmenetelminä on ONKALOn ajotunnelissa pääosin käytetty kalliopultitusta ja ruiskubetonia. Louhittujen kalliotilojen pysyvyys (tunnelit ja kuilut) on ollut hyvä, eikä merkittävää kallion vaurioitumista tai rikkoutumista ole tapahtunut. Yksittäisiä kalliolohkojen irtoamisia johtuen rakoilun, liuskeisuuden ja räjäytyksen yhteisvaikutuksesta on tosin havaittu (Posiva 2012g). Normaali kallioinjektointi on menetelmänä riittänyt tiivistystoimenpiteeksi, eikä esim. pohjaveden paineen kestäviä valettavia vesieristysrakenteita ole tarvittu. ONKALOssa on käytetty pääosin normaaleja rakennusmateriaaleja. Puskuribentoniitin ominaisuuksien säilyttämiseksi on kuitenkin käytetty silikainjektointeja sekä kehitetty ja käytetty matalan ph:n sementtiä lähempänä loppusijoitusreikiä. Pitkän käyttöiän ja pohjavesikemian vuoksi käytetään osassa tiloja normaalia korroosionkestävämpiä teräslaatuja. 2.3 Suunnittelun lähtökohdat Loppusijoituslaitoksen suunnitteluperusteet on koottu kattavasti raporttiin Posiva 2012a. Tähän lukuun on koottu loppusijoituslaitoksen suunnitteluun liittyvät lähtökohdat Noudatettavat viranomaismääräykset Ydinenergialain, 990/1987 (Valtioneuvosto 1987), 81 :n mukaisesti valtioneuvosto voi antaa yleisiä määräyksiä, jotka koskevat ydinenergian käytön turvallisuutta, turva- ja

29 23 valmiusjärjestelyjä tai pelastuspalveluja. Valtioneuvoston päätöksiä tarkentavia ohjeita antaa Säteilyturvakeskus (STUK) YVL-ohjeissa. YVL-ohjeisto on jaettu tällä hetkellä kahdeksaan alaluokkaan: 1. yleiset ohjeet 2. järjestelmät 3. painelaitteet 4. rakennustekniikka 5. muut rakenteet ja laitteet 6. ydinmateriaali 7. säteilysuojelu 8. ydinjätehuolto. YVL-ohjeisto on tällä hetkellä STUK:ssa uudistuksen kohteena. Alaluokat tullaan tässä yhteydessä ryhmittelemään uudelleen. Loppusijoituslaitosta koskee erityisesti valtioneuvoston asetus 736/2008 ydinjätteiden loppusijoituksen turvallisuudesta (Valtioneuvosto 2008d). Asetuksen soveltamisesta käytäntöön Säteilyturvakeskus on päivittämässä ohjetta YVL 8.4, , Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuus (STUK 2001). Ohje koskee loppusijoitusta kiteiseen kallioperään usean sadan metrin syvyyteen rakennettuihin loppusijoitustiloihin, ja se käsittelee loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuutta. Lisäksi Säteilyturvakeskus on antanut ohjeen YVL 8.5, Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen käyttö (STUK 2002), joka antaa yksityiskohtaisempia ohjeita laitoksen suunnittelusta, rakentamisesta ja käytöstä ja jota ohjetta ollaan myös päivittämässä. Vastaavat uudet ohjeluonnokset ovat YVL D.3 ja YVL D.5. STUK ja Posiva ovat sopineet, että uusia ohjeluonnoksia voidaan käyttää laitossuunnittelun perustana. Soveltuvin osin suunnittelussa on otettava huomioon myös seuraavat valtioneuvoston asetukset: Valtioneuvoston asetus ydinvoimalaitoksen turvallisuudesta, 733/2008 (Valtioneuvosto 2008a) Valtioneuvoston asetus ydinenergian käytön turvajärjestelyistä, 734/2008 (Valtioneuvosto 2008b) Valtioneuvoston asetus ydinvoimalaitoksen valmiusjärjestelyistä, 735/2008 (Valtioneuvosto 2008c). Lisäksi noudatetaan soveltuvin osin Suomen rakentamismääräyskokoelmaa (Ympäristöministeriö 2006) ja kaivosten turvallisuusmääräyksiä (Kauppa- ja teollisuusministeriö 1975), joiden soveltamistapa ja -laajuus määritellään osana tilojen yksityiskohtaisempaa suunnittelua. Seuraavassa esitettävät vaatimukset perustuvat suoraan edellä mainittuihin asetuksiin ja YVL-ohjeisiin eikä niitä ole katsottu tarkoituksenmukaiseksi mainita erikseen viitteenä jokaisen kappaleen yhteydessä.

30 24 Säteilysuojelulliset suunnitteluperusteet ydinjätelaitoksen käytön aikana Ydinenergialaissa ja sen nojalla säädetyn lisäksi loppusijoituksen suunnitteluun ja toteutukseen sovelletaan, mitä säteilylain, 592/1991, 2 :ssä ja 9 luvussa säädetään. Valtioneuvoston asetuksessa 736/ :ssä määrätään, että ydinjätelaitos ja sen käyttö tulee suunnitella siten, että: laitoksen työntekijöiden säteilyaltistusta rajoitetaan kaikin käytännöllisin toimenpitein ja niin, ettei säteilyasetuksessa (1512/1991) säädettyjä enimmäisarvoja ylitetä laitoksen käytön ollessa häiriötöntä radioaktiivisten aineiden päästöt ympäristöön jäävät merkityksettömän pieniksi odotettavissa olevien käyttöhäiriöiden seurauksena eniten altistuville laitoksen henkilöstöön kuulumattomille ihmisille aiheutuva efektiivinen vuosiannos jää alle arvon 0,1 millisievertiä (msv) oletetun onnettomuuden seurauksena eniten altistuville laitoksen henkilöstöön kuulumattomien ihmisten saama vuosiannos jää alle arvon 1 msv luokan 1 oletetun onnettomuuden sattuessa ja alle arvon 5 msv luokan 2 oletetun onnettomuuden sattuessa. Luokan 1 onnettomuuksien todennäköisyys on enemmän kuin kerran tuhannessa vuodessa ja luokan 2 vähemmän kuin kerran tuhannessa vuodessa laitosta kohti. Tätä pykälää 3 sovellettaessa ei oteta huomioon säteilyannoksia, jotka aiheutuvat loppusijoituslaitoksen maanalaisten tilojen kiviaineksesta ja pohjavedestä vapautuvista luonnon radioaktiivisista aineista. Loppusijoituksen pitkäaikaiset säteilyvaikutukset Loppusijoituksesta ei saa millään tarkasteluajanjaksolla aiheutua sellaisia terveydellisiä tai ympäristöllisiä vaikutuksia, jotka ylittäisivät loppusijoituksen toteutusajankohtana hyväksyttävänä pidettävän enimmäistason. Loppusijoitus tulee suunnitella siten, että todennäköisenä pidettävien kehityskulkujen seurauksena aiheutuvat säteilyvaikutukset eivät ylitä edellä esitettyjä enimmäisarvoja. Tarkasteluajanjaksolla, jona ihmisille aiheutuva säteilyaltistus voidaan riittävän luotettavasti arvioida, mutta jonka on oltava vähintään usean tuhannen vuoden mittainen, tulee: eniten altistuville ihmisille aiheutuvan efektiivisen vuosiannoksen jäädä alle arvon 0,1 msv muille ihmisille aiheutuvien keskimääräisten efektiivisten vuosiannosten jäädä merkityksettömän pieniksi. Edellä tarkoitetun ajanjakson jälkeisille tarkasteluajanjaksoille on loppusijoitetuista ydinjätteistä peräisin olevien elinympäristöön vapautuvien radioaktiivisten aineiden määrien pitkän ajan keskiarvojen alitettava enimmäisarvot, jotka Säteilyturvakeskus asettaa kunkin radionuklidin osalta erikseen.

31 25 Raja-arvot Säteilyturvakeskuksen tulee asettaa siten, että: loppusijoituksesta aiheutuvat säteilyvaikutukset voivat olla enimmillään vastaavansuuruisia kuin maankamarassa olevista luonnon radioaktiivisista aineista aiheutuvat säteilyvaikutukset laaja-alaiset säteilyvaikutukset jäävät merkityksettömän pieniksi. Epätodennäköisten tapahtumien huomioonottaminen Pitkäaikaisturvallisuutta heikentävien epätodennäköisten tapahtumien merkitys on selvitettävä tarkastelemalla kunkin tapahtuman realistisuutta, todennäköisyyttä ja mahdollisia seurauksia. Käytetyn ydinpolttoaineen ja muun ydinjätteen käsittely Valtioneuvoston asetuksen 736/2008:n mukaan Käytetty ydinpolttoaine ja muu ydinjäte on käsiteltävä ja pakattava loppusijoitusvaatimusten mukaisesti. Jätepakkaukset on luokiteltava ominaisuuksiensa perusteella. Kullekin luokalle on asetettava raja-arvot ja muut laatuvaatimukset, jotka ovat tarpeen ydinjätelaitoksen käyttöturvallisuuden ja loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuuden kannalta ja jotka jätepakkauksien tulee täyttää. Ydinjätelaitoksessa on oltava tehokkaat säteilysuojelujärjestelyt työntekijöiden säteilyaltistuksen ja laitoksen ympäristössä aiheutuvien säteilyvaikutusten rajoittamiseksi. Jätteen käsittelyssä on radioaktiivisten aineiden vapautumista laitostiloihin ja ympäristöön estettävä ja rajoitettava tarpeen mukaan eristys-, talteenotto- ja suodatusjärjestelmin. Käytetyn ydinpolttoaineen tai muun voimakkaasti säteilevän ydinjätteen käsittelyssä on turvattava riittävä säteilysuojaus käyttämällä etäkäsittelyä ja säteilysuojia. Käytetyn ydinpolttoaineen käsittelyssä on suurella varmuudella estettävä polttoaineen vaurioituminen ja itseään ylläpitävän fissioiden ketjureaktion syntyminen sekä varmistettava polttoaineen riittävä jäähdytys. Turvallisuusluokitus Loppusijoituslaitoksen käytön turvallisuuden ja pitkäaikaisturvallisuuden varmistamiseksi laitoksen suunnittelussa, rakentamisessa ja käytössä sekä loppusijoitustilojen sulkemisessa tulee soveltaa koeteltua tai muuten huolella tutkittua, korkealaatuista tekniikkaa noudattaa kehittyneitä laadunvarmistusta koskevia ohjelmia ylläpitää kehittynyttä turvallisuuskulttuuria. Loppusijoituslaitoksen järjestelmät, rakenteet ja laitteet on luokiteltava sen perusteella, mikä merkitys niillä on loppusijoituslaitoksen käytön turvallisuuden ja pitkäaikaisturvallisuuden kannalta. Kultakin järjestelmältä, rakenteelta ja laitteelta edellytettävän laadun sekä sen todentamiseksi tarvittavien tarkastusten ja testausten on oltava riittävät kyseisen kohteen turvallisuusmerkitykseen nähden. Loppusijoituslaitoksen käytön turvallisuuden kannalta merkityksellisiä järjestelmiä, rakenteita tai toimintoja ovat (ohjeluonnos YVL D.3)

32 26 käytettyä polttoainetta sisältävä kuljetus- tai siirtosäiliö ja sen käsittely laitoksella polttoainenippujen käsittely polttoaineen varastotelineet käytettyjen polttoainenippujen käsittelykammio käytettyjen polttoainenippujen kuivaus loppusijoituskapselin käsittely palosuojelu radioaktiivisia aineita sisältävissä osastoissa valvonta-alueen ilmastointi ja suodatus säteilymittaukset. Pitkäaikaisturvallisuuden kannalta merkityksellisiä järjestelmiä, rakenteita, laitteita tai toimintoja ovat (ohjeluonnos YVL D.3) loppusijoituskapseli kapselin valmistus, sulkeminen ja tarkastaminen jätepakkauksia ympäröivät puskurimateriaalit ja eristysrakenteet sekä loppusijoituslaitoksen maanalaisten tilojen asemointi, louhinta ja tiivistys. Ydinpolttoaineen välivaraston ja kapselointilaitoksen rakenteiden suunnittelussa on noudatettava soveltuvin osin ohjeissa YVL 4.1 ja 4.2 (YVL E.6) esitettyjä vaatimuksia. Järjestelmien suunnittelussa on noudatettava ohjeeseen YVL 2.0 (YVL B.1) sisältyviä yleisvaatimuksia sekä soveltuvin osin vaatimuksia, jotka sisältyvät laitetason ohjeisiin (E-sarja). Kapseli järjestelmänä ja kapselin sisäosa on luokiteltu ohjeen YVL 2.1 antamien suuntaviivojen ja YVL-ohjeen kriittisyysturvallisuusvaikutuksen perusteella 2 turvallisuusluokkaan. Kapselin kuparivaippa luokitellaan radioaktiivisen päästön esteenä myös turvallisuusluokkaan 2, kun pitkäaikaiskestävyysvaatimus otetaan huomioon kapselin luokituksessa korottavana tekijänä. Kapselin käsittelyyn ja nostoihin käytettävät laitteistot luokitellaan turvallisuusluokkaan 3. Tällaisia ovat esimerkiksi kapselihissi sekä kapselin kuljettamiseen käytettävän ajoneuvon kapselia nostavat ja kannattavat rakenteet. Loppusijoitustilan käytönaikainen säteilytasojen valvontainstrumentointi kuuluu turvallisuusluokkaan 3. Loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuuden varmistamiseksi kapselin loppusijoitusreikä täytemateriaaleineen kuuluu turvallisuusluokittelun piiriin. Kallion eheys reiän seinämissä, vuotovirtausten määrä, reiän puhtaus sekä reiän sijainti- ja muototoleranssit ovat loppusijoitusreiän hyväksymiskriteerejä. Järjestelmien toiminnalliset ja varmentamisvaatimukset Loppusijoituslaitoksessa on varmistettava toiminnot, joiden vikaantuminen voisi aiheuttaa merkittävän radioaktiivisten aineiden päästön tai laitoksen henkilöstön säteilylle altistumiseen johtavan onnettomuuden. Varmistamisessa on sovellettava mahdollisuuksien mukaan erottelu- ja erilaisuusperiaatteita. Yksittäisvikaantumisen varalta varmistettavat toiminnot määräytyvät turvallisuusluokituksen perusteella ja niitä ovat tyypillisesti käytetyn polttoaineen loppusijoituskapselin siirtohissin tai -ajoneuvon jarrutus

33 27 säteilymittaukset tiloissa, joissa on mahdollista altistua merkittäville säteilyannoksille tulipalon ilmoitus ja sammutus alueilla, joissa tulipalo voisi aiheuttaa merkittävää säteilyvaaraa tai muuta vaaraa laitoksen käyttöturvallisuuden kannalta merkittävät sähkönsyötöt. Käytettyä polttoainetta sisältävien siirtosäiliöiden ja jätekapselien käsittelyjärjestelmät on suunniteltava niin, ettei yksittäisen laitteen vikaantumisen seurauksena voi aiheutua putoamisonnettomuutta tai muuta onnettomuutta, jossa siirtosäiliöstä tai jätekapselista voisi vapautua merkittävästi radioaktiivisia aineita. Näiden käsittelyjärjestelmien käyttövoiman menetyksen seurauksena ei saa aiheutua säteilyvaarallista tilannetta. Loppusijoituslaitos suunnitellaan siten, että sen käyttöturvallisuus perustuu mahdollisimman pitkälti passiivisiin järjestelmiin. Loppusijoituslaitoksen normaali käyttö Valtioneuvoston asetuksen 736/2008:n mukaan loppusijoituslaitos ja sen käyttö tulee suunnitella siten, että laitoksen käytön ollessa häiriötöntä radioaktiivisten aineiden päästöt ympäristöön jäävät merkityksettömän pieniksi. Ydinjätelaitoksen ydinteknistä käyttöturvallisuutta on arvioitu vuosina 2009 ja 2012 tehdyillä annos- ja päästöanalyyseillä (Rossi et al. 2009, Rossi & Suolanen 2012). Näissä on todettu, että normaalikäytön aikana sekä suunnittelun perustana olevissa häiriö- ja onnettomuustilanteissa henkilöstön ja ympäristön asukkaiden saamat annokset sekä ympäristöön tapahtuvat päästöt ovat varsin alhaisia ja alittavat selvästi viranomaisten asettamat rajat. Loppusijoituslaitoksen käytöstä on myös tekeillä todennäköisyyspohjainen PRA-tarkastelu vuonna Odotettavissa olevat häiriöt ja onnettomuudet Odotettavissa olevalla käyttöhäiriöllä tarkoitetaan turvallisuuteen vaikuttavaa tapahtumaa, jonka arvioidaan sattuvan keskimäärin harvemmin kuin kerran vuodessa, mutta jolla on huomattava todennäköisyys sattua ainakin kerran laitoksen käyttöaikana. Käyttöhäiriön seurauksena saattaa käytettyä ydinpolttoainetta vaurioitua ja kapseli rikkoutua niin, että säteilyannosnopeus kasvaa tai radioaktiivisten aineiden pitoisuudet lisääntyvät loppusijoituslaitoksen tiloissa tai laitoksen ympäristöön pääsee radioaktiivisia aineita. Oletetulla onnettomuudella tarkoitetaan loppusijoituslaitoksen turvallisuustoimintojen suunnitteluperusteena käytettävää tapahtumaa, jolla on vain vähäinen todennäköisyys tapahtua laitoksen käyttöaikana. Oletetun onnettomuuden seurauksena voi käytettyä ydinpolttoainetta rikkoontua pahoin ja kapseli rikkoutua niin, että laitostiloihin vapautuu suuria määriä radioaktiivisia aineita tai ympäristöön vapautuu merkittäviä määriä radioaktiivisia aineita. Eräät oletetuista onnettomuuksista ovat loppusijoituslaitoksen turvallisuustoimintojen suunnitteluperusteena käytettäviä onnettomuuksia. Suoritettujen päästöanalyysien ja eri tilanteisiin liittyvän potentiaalisen maksimiriskin perusteella on seuraavat häiriö- ja onnettomuustilanteet alustavasti valittu loppusijoituslaitoksen suunnitteluperusteiksi ja mitoittaviksi onnettomuuksiksi:

34 28 Onnettomuus, joka on mitoittava kapselikuilun iskunvaimentimelle, on onnettomuustilanne, jossa kapselihissi pettää ja loppusijoituskapseli putoaa yhdessä hissikorin kanssa kapselikuiluun. Muilta osin loppusijoituslaitoksessa ei ole käyttöturvallisuusanalyysissä löydetty mahdollisuutta merkittävälle ydinturvallisuutta uhkaavalle onnettomuudelle, mikäli järjestelmien suunnittelu ja käyttö tapahtuvat vaatimusten mukaisesti. Kuitenkin riski suurelle päästölle syntyy, mikäli kapselin siirto- ja asennusajoneuvon paloturvallisuussuunnittelu ei ole vaatimusten mukainen (palokuorman tulee olla riittävän alhainen, jotta se ei millään palotapaolettamuksilla pysty vahingoittamaan kapselia säteilysuojan sisällä). Jotta palosuojelu loppusijoitustilassa säilyisi suunnittelussa riittävän merkittävänä asiana, valitaan loppusijoitustilan ydinturvallisuuden mitoittavaksi suunnitteluperusteeksi asennusajoneuvon tulipalo, joka ei saa aiheuttaa kapseliin tiiveyden menetystä. Laitoksen häiriöttömän käytön, odotettavissa olevien käyttöhäiriöiden sekä oletettujen onnettomuuksien seurauksena olevat säteilyannokset on arvioitava. Annos on arvioitava loppusijoituslaitoksen ympäristössä eniten altistuvalle, ns. kriittisen ryhmän jäsenelle, joka voi altistua ulkoiselle säteilylle tai sisäiselle säteilylle hengitysilmaan tai ravintoon joutuneiden radioaktiivisten aineiden kautta. Annosten arvioinnissa ja radioaktiivisten aineiden leviämislaskuissa on noudatettava ohjeita YVL 7.2 ja 7.3 (C-sarjan ohjeluonnokset) soveltuvin osin. Käyttöhenkilöstön altistuminen Loppusijoituslaitoksen henkilöstön ja muiden siellä säteilytyötä tekevien säteilyaltistusta on rajoitettava säteilylain 598/ :n ja säteilyasetuksen 1512/1991 luvun 2 mukaisesti. Työntekijöiden säteilyaltistuksen rajoittaminen on otettava huomioon loppusijoituslaitoksen tilaratkaisujen, rakenteiden ja järjestelmien suunnittelussa sekä suunniteltaessa laitoksessa suoritettavia toimintoja. Työntekijöiden altistuminen luonnonsäteilylle on otettava huomioon erityisesti suunniteltaessa loppusijoituslaitoksen maanalaisia tiloja ja niissä suoritettavia toimia. Luonnonsäteilylle altistumisen rajoittamista koskee STUK:en ohje ST 12.1 (STUK 2000). Työntekijöiden säteilyaltistuksen rajoittaminen Loppusijoituslaitoksen säännöllisessä käytössä olevat työtilat ja kulkuväylät tulee suunnitella ja sijoittaa siten, että ulkoisen säteilyn annosnopeus ja sisäisen säteilyaltistuksen vaara on pieni näissä tiloissa. Loppusijoituslaitoksen eri tiloissa esiintyvät säteilyannosnopeudet ja radioaktiivisten aineiden pitoisuudet tulee arvioida. Merkittävästi radioaktiivisia aineita sisältävät rakenteet, järjestelmät ja laitteet tulee sijoittaa omiin huonetiloihinsa tai suojata tehokkaasti. Säteilysuojaukset tulee suunnitella riittävin turvallisuusmarginaalein. Loppusijoituslaitoksen tilat tulee luokitella arvioitujen säteilyolosuhteiden perusteella. Säteilysuojelun kannalta valvontaa vaativat tilat tulee sijoittaa omalle alueelleen, jonne kulkua voidaan rajoittaa ja valvoa tarkoituksenmukaisella tavalla. Maanalaisten tilojen valvonta-alueiden järjestelyissä voidaan ottaa huomioon näiden tilojen ja niissä tehtävi-

35 29 en töiden erityispiirteet. Laitteiden käyttöä, tarkastuksia ja huoltoa varten tulee suunnitella sellaiset edellytykset ja olosuhteet, että säteilyn alaisena tehtävien työvaiheiden määrä jää vähäiseksi ja kestoltaan lyhyeksi. Säteilyvalvonnassa tulee käyttää hälyttäviä mittalaitteita siten, ettei kukaan altistu tietämättään merkittäville säteilyannoksille loppusijoituslaitoksen käyttötilanteissa. Loppusijoituslaitoksen säteilysuojelujärjestelyjen suunnittelussa on noudatettava ohjeita YVL 7.9 ja 7.18 soveltuvin osin. Säteilyvalvontajärjestelmiä ja -laitteita koskee ohje YVL (C-sarjan ohjeluonnokset). Radioaktiivisten aineiden vapautumisen rajoittaminen Loppusijoituslaitoksen käyttötoimet sekä sen rakenteet ja järjestelmät on suunniteltava siten, että radioaktiivisten aineiden vapautuminen laitostiloihin ja ympäristöön estetään tai sitä rajoitetaan kaikin käytännöllisin keinoin. Sellaisissa laitoksen tiloissa, joiden ilmatilaan voi joutua merkittäviä määriä radioaktiivisia aineita, tulee olla ilmastointi- ja suodatusjärjestelmät, joiden tehtävä on vähentää radioaktiivisten aineiden pitoisuuksia näissä tiloissa estää radioaktiivisten aineiden leviäminen muihin laitostiloihin rajoittaa radioaktiivisten aineiden pääsyä ympäristöön. Näiden ilmastointi- ja suodatusjärjestelmien tulee voida toimia suunnitellulla tehollaan myös odotettavissa olevan käyttöhäiriön tai oletetun onnettomuuden tapahduttua. Loppusijoituslaitosten ilmastointijärjestelmien suunnittelussa on noudatettava ohjetta YVL 5.6 (B.1) soveltuvin osin. Säteilyturvallisuuden valvonta Loppusijoituslaitoksen käytön säteilyturvallisuutta koskevien vaatimusten täyttyminen on varmistettava jatkuvin tai säännönmukaisin mittauksin. Valvonta on kohdistettava erityisesti laitoksen mahdollisiin päästöreitteihin sekä laitoksen ympäristöön. Radioaktiivisten aineiden mahdollisten päästöreittien valvomiseksi tulee suunnitella järjestelmät, jotka mittaavat ja tallentavat tiedot ympäristöön pääsevien radioaktiivisten aineiden määristä. Päästöjä on voitava valvoa myös odotettavissa olevan käyttöhäiriön tai oletetun onnettomuuden sattuessa. Ohjeissa YVL 7.5, 7.6 ja 7.7 (C-sarjan luonnokset) esitetään meteorologisia mittauksia, päästöjen mittaamista ja ympäristön säteilytarkkailua koskevia yksityiskohtaisia vaatimuksia, jotka koskevat soveltuvin osin myös loppusijoituslaitosta. Turvallisuustekniset suunnittelukriteerit Loppusijoituslaitoksen käytön turvallisuuden ja pitkäaikaisturvallisuuden varmistamiseksi tarvittavat tekniset ja hallinnolliset vaatimukset ja rajoitukset on esitettävä turvalli-

36 30 suusteknisissä käyttöehdoissa. Laitoksen käyttöä, kunnossapitoa, määräaikaistarkastuksia ja -kokeita sekä häiriö- ja onnettomuustilanteita varten on oltava riittävät ohjeet. Järjestelmien ja laitteiden luotettava toiminta on varmistettava huollolla sekä säännönmukaisin määräaikaistarkastuksin ja -kokein. Turvallisuustekniset käyttöehdot määritetään käyttölupahakemusvaiheessa. Ulkoisten tapahtumien huomioon ottaminen suunnittelussa Loppusijoituslaitoksen suunnittelussa on otettava huomioon mahdollisina pidettävistä luonnonilmiöistä ja muista laitoksen ulkopuolisista tapahtumista aiheutuvat vaikutukset. Huomioon otettavia luonnonilmiöitä ovat ainakin salamanisku, maanjäristys ja tulva. Muita laitoksen ulkopuolisia tapahtumia ovat ainakin sähkömagneettinen häiriö, pienlentokoneen törmäys, maastopalo tai räjähdys. Loppusijoituslaitoksen rakenteiden suunnittelussa on noudatettava soveltuvin osin ohjeissa YVL 4.1 ja 4.2 (YVL E.6) esitettyjä vaatimuksia. Järjestelmien suunnittelussa on noudatettava ohjeeseen YVL 2.0 (YVL B.1) sisältyviä yleisvaatimuksia sekä soveltuvin osin E-sarjan laitetason vaatimuksia. Turva- ja valmiusjärjestelyt Ydinlaitoksen rakentamis- ja käyttöluvan haltijan on huolehdittava ydinlaitoksen turvajärjestelyistä. Tästä aiheesta on annettu valtioneuvoston asetus 734/2008 ydinenergian käytön turvajärjestelyistä. Turvajärjestelyjen suunnittelun on perustuttava turvattavaa toimintaa koskeviin riskianalyyseihin ja niiden perusteella arvioituihin suojaustarpeisiin. Turvajärjestelyjen suunnittelussa on varauduttava muun ohessa siihen, että lainvastaiseen toimintaan saattaa ryhtyä yksittäinen ydinlaitoksella työskentelevä tai ydinmateriaalin tai -jätteen käsittelyyn ja kuljetukseen osallistuva henkilö taikka ulkopuolinen ryhmä tai henkilö, jolla voi olla avustajana laitoksella tai kuljetukseen liittyvässä tehtävässä työskentelevä henkilö. Suunnittelussa on myös otettava huomioon se mahdollisuus, että lainvastaista toimintaa yrittävällä henkilöllä tai ryhmällä on tavanomaisia tai sähkömagneettiseen, kemialliseen tai biologiseen vaikutukseen perustuvia aseita ja räjähteitä sekä sellaista tietoa ja asiantuntemusta, jota ei ole julkisesti saatavilla. Turvajärjestelyt on sovitettava yhteen ydinenergian käyttötoiminnan, paloturvallisuuden ja valmiusjärjestelyjen kanssa. Turvajärjestelyt on lisäksi sovitettava yhteen viranomaisten laatimien pelastus-, valmius- ja erityistilannesuunnitelmien kanssa. Ydinlaitoksen rakentamis- ja käyttöluvan haltijan on huolehdittava ydinlaitoksen valmiusjärjestelyistä. Tästä aiheesta on annettu valtioneuvoston asetus 735/2008 ydinvoimalaitoksen valmiusjärjestelyistä, jota voidaan soveltuvin osin käyttää ohjeena myös ydinjätelaitoksen vastaavien toimien suunnitteluun. Valmiusjärjestelyjen suunnittelun on perustuttava analyyseihin, joilla selvitetään mahdolliseen päästöön johtavien onnettomuuksien ajallista etenemistä. Tällöin on otettava huomioon laitoksen tilaa, tapahtumien ajallista kehittymistä, säteilytilannetta laitoksella, päästöjä, päästöreittejä ja säätilannetta koskevat vaihtelut. Suunnittelussa on otettava huomioon turvallisuutta heikentävät tapahtumat, niiden hallittavuus ja seurausten vakavuus. Suunnittelussa on lisäksi otettava huomioon lainvastaiseen toimintaan liittyvät uhkatilanteet ja niiden mahdolliset seura-

37 31 ukset. Toiminta valmiustilannetta varten on suunniteltava siten, että laitosalueella olevien ihmisten turvallisuudesta huolehditaan. Valmiusjärjestelyt on sovitettava yhteen ydinlaitoksen rakennus- ja käyttötoiminnan, palontorjunnan sekä turvajärjestelyjen kanssa. Valmiusjärjestelyt on sovitettava yhteen viranomaisten ydinlaitosonnettomuuden varalta laatimien pelastus- ja valmiussuunnitelmien kanssa. Häiriöiden ja onnettomuuksien ehkäiseminen ja seurausten hallinta Loppusijoituslaitoksen häiriötöntä käyttöä koskevien turvallisuusvaatimusten täyttyminen on osoitettava analyysein ja todennettava laitoksen koekäytön yhteydessä. Myös käyttöhäiriöiden ja onnettomuuksien varalle suunniteltujen turvajärjestelmien toimivuus on mahdollisuuksien mukaan todennettava koekäytön yhteydessä. Koekäyttöä koskee ohje YVL 2.5 (A.5) soveltuvin osin. Odotettavissa olevia käyttöhäiriöitä ja oletettuja onnettomuuksia koskevien turvallisuusmääräysten täyttyminen on osoitettava analyysein, jotka kattavat erityyppiset häiriöt ja onnettomuudet, joita voi esiintyä loppusijoituslaitoksella. Näiden tapahtumien edustavuuden kannalta on myös olennaista, että kunkin turvajärjestelmän tehtävää ja mitoitusta eniten rajoittavat tapahtumat analysoidaan. Ydinturvallisuusvaatimusten täyttyminen osoitetaan ensisijaisesti deterministisellä turvallisuusanalyysillä. Tällainen analyysi on esitettävä alustavan turvallisuusselosteen (PSAR) ja lopullisen turvallisuusselosteen (FSAR) yhteydessä. Sen lisäksi loppusijoituslaitoksen käytön turvallisuuteen vaikuttavia teknisiä ratkaisuja on perusteltava todennäköisyyspohjaisella turvallisuusanalyysillä. Ydinenergia-asetuksen 35 :n mukaan suunnitteluvaiheen todennäköisyysperusteisen riskianalyysin tulee sisältyä aineistoon, joka toimitetaan Säteilyturvakeskukselle rakentamislupaa haettaessa. Ydinenergiaasetuksen 36 :n mukaan todennäköisyyspohjaisen analyysin tulee sisältyä aineistoon, joka toimitetaan Säteilyturvakeskukselle käyttölupaa haettaessa. Odotettavissa olevien käyttöhäiriöiden mahdollisina aiheutumissyinä on tarkasteltava ainakin laitevikaa tai virhetoimintoa, jolla voi olla turvallisuusmerkitystä radioaktiivisten aineiden käsittelyjärjestelmän tai turvallisuusjärjestelmän tehonmenetystä tulipaloa turvallisuuden kannalta merkityksellisessä kohteessa odottamatonta vesivuotoa tai tulvaa loppusijoitustiloissa. Oletettujen onnettomuuksien mahdollisina aiheutumissyinä on tarkasteltava ainakin käytettyä polttoainetta sisältävän jätekapselin putoamista tai muuta käsittelyvahinkoa, jonka seurauksena polttoainetta rikkoontuu pahoin tärkeän turvallisuusjärjestelmän toimintakyvyn olennaista heikentymistä räjähdystä tai tunnelin sortumaa loppusijoitustilassa merkittävää vauriota aiheuttavaa ulkoista tapahtumaa, kuten huomattavaa maanjäristystä tai pienlentokoneen törmäystä.

38 32 Loppusijoituslaitoksen suunnitteluperusteonnettomuuksiksi (DBA) on valittu seuraavat: paljaana olevan polttoainenipun putoaminen toisen päälle käsittelykammiossa, jolloin molempien nippujen sauvojen oletetaan vaurioituvan loppusijoituskapseli putoaa kapselikuilussa, jolloin kapselin sisällä olevien polttoainesauvojen oletetaan rikkoutuvan ja kapselin menettävän tiiveytensä loppusijoitustilassa oleva kapselin siirtoajoneuvo lastattuna loppusijoitettavalla kapselilla syttyy palamaan ja ajoneuvon koko palokuorma palaa ilmastoinnin syöttämän hapen rajoittamalla teholla. Kriittisyysonnettomuuden estäminen Rakenteellisin ratkaisuin on estettävä sellaisten polttoainekeskittymien muodostuminen, jotka synnyttävät hallitsemattoman neutronien ylläpitämän fissioiden ketjureaktion. Käytettyä polttoainetta sisältävät jätekapselit on suunniteltava siten, ettei kriittisiä polttoainekeskittymiä muodostu missään käyttötilanteessa, mukaan lukien odotettavissa olevat käyttöhäiriöt ja oletetut onnettomuudet. Loppusijoitettujen jätekapselien tulee säilyttää alikriittisyytensä myös pitkällä aikavälillä tilanteissa, joissa kapselin sisärakenteet ovat syöpyneet ja se on täyttynyt osittain pohjavedellä. Kriittisyyslaskelmissa on oletukset polttoaineen väkevöintiasteesta ja palamasta sekä efektiivisen kasvutekijän turvamarginaali valittava siten, että varmuus kriittisyysturvallisuudesta on erittäin hyvä. Palo- ja räjähdysvaaran ehkäiseminen Loppusijoituslaitos on suunniteltava siten, että tulipalon todennäköisyys on pieni ja tulipalon seuraukset turvallisuuden kannalta vähäisiä. Loppusijoituslaitos on suunniteltava siten, että estetään luotettavasti räjähdykset, jotka voisivat vaarantaa polttoainenippujen, jätekapselien tai radioaktiivisia aineita sisältävien laitteiden tai tilojen eheyden. Loppusijoituslaitoksen paloturvallisuussuunnittelun tavoitteena tulee olla estää palojen syttyminen havaita ja sammuttaa palot nopeasti estää palojen leviäminen tiloihin, joissa se voisi vaarantaa käytettyä polttoainetta sisältävän kapselin tai muun jätekapselin käsittelyn, varastoinnin tai loppusijoituksen turvallisuuden räjähdysvaaran minimointi. Loppusijoituslaitoksessa tulipalon ja räjähdysten ehkäisemisen tulee perustua ensisijaisesti tilasuunnitteluun ja palotekniseen osastointiin, jonka tulee täyttää vähintään paloluokkavaatimus EI 60. Käytettävien materiaalien tulee olla pääsääntöisesti palamattomia ja kuumuutta kestäviä. Turvallisuuden kannalta tärkeisiin paloteknisiin osastoihin tai niiden välittömään läheisyyteen ei tule sijoittaa tarpeettomasti materiaaleja tai laitteita, jotka lisäisivät palokuormaa tai aiheuttaisivat syttymis- ja räjähdysvaaraa. Tilat, joissa on huomattavia palokuormakeskittymiä, on eroteltava omiksi paloteknisiksi osastoiksi.

39 33 Loppusijoituslaitos tulee varustaa automaattisella paloilmoitinjärjestelmällä, joka tulee suunnitella siten, että palo voidaan paikantaa riittävällä tarkkuudella. Lisäksi laitoksen tilat tulee tarvittaessa varustaa kohteeseen soveltuvalla sammutusjärjestelmällä ja operatiiviseen palontorjuntaan soveltuvalla alkusammutuskalustolla. Paloilmoitin- ja sammutusjärjestelmien tulee toimia tehokkaasti myös odotettavissa olevan käyttöhäiriön tai oletetun onnettomuuden sattuessa. Paloturvallisuusjärjestelyjen suunnittelussa on noudatettava ohjetta YVL 4.3 (B.8) soveltuvin osin. Jätekapselien vioittumisen estäminen Loppusijoituslaitoksen tilaratkaisut on suunniteltava siten, että loppusijoitustoiminta sekä louheen, täyteaineiden ja suurten laitteiden siirrot on riittävästi erotettu toisistaan. Louhintatöistä aiheutuvat kallion sortumat tai siirrokset niissä tiloissa, joihin on sijoitettu tai ollaan sijoittamassa loppusijoituskapseleita, on estettävä varovaisella louhinnalla, lujituksella sekä pitämällä nämä tilat riittävän etäällä louhintatöistä (D.5). Käytettyä polttoainetta sisältävän loppusijoituskapselin tai muun jätepakkauksen, jolta edellytetään hyvää pitkäaikaiskestävyyttä, siirto loppusijoituspaikkaan sekä puskuri- tai täytemateriaalin asennus on tehtävä siten, etteivät tekniset vapautumisesteet vahingoitu niiden pitkäaikaisen toimintakyvyn vaarantavalla tavalla. Matala- ja keskiaktiivinen jäte, joka on peräisin kapselointilaitoksen käytöstä tai käytöstäpoistosta kuljetetaan vinoajotunnelia pitkin tai kapselihissillä vinoajotunnelin varrella, noin 180 m syvyydelle suunniteltuun erilliseen loppusijoitustilaan. Nämä kuljetukset eivät aiheuta riskiä kapselin kuljetuksille, jotka tapahtuvat eri aikaan kapselikuilua pitkin Kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen teknisen toteutuksen suunnittelu Posivan laitoskokonaisuuden tarkoituksena on Posivan omistajien ydinvoimalaitoksissa kertyneiden käytettyjen ydinpolttoainenippujen pakkaaminen (kapseloiminen) kallioperään tapahtuvan pysyvän sijoittamisen edellyttämään muotoon sijoittaminen pysyväksi tarkoitetulla tavalla Olkiluodon kallioperään. Laitoskokonaisuus muodostuu vastaavasti kahdesta ydinjätelaitoksesta: maanpäällisestä kapselointilaitoksesta, jossa Loviisan ja Olkiluodon ydinvoimalaitoksilta toimitettava käytetty ydinpolttoaine otetaan vastaan ja jossa se pakataan loppusijoituskapseleihin syvällä kalliossa olevasta loppusijoituslaitoksesta, johon kapseloitu käytetty polttoaine sijoitetaan. Maan päällä sijaitsevat kapselointilaitoksen lisäksi tilat loppusijoituslaitoksen apu- ja oheistoimintoja varten kuten kuilurakennukset, konttori- ja laboratoriotilat, varasto- ja korjaamotilat sekä LVIS-järjestelmien vaatimat tilat. Louheen ja murskeen varastoinnil-

40 34 le varataan oma alueensa. Maanpinnalta alas loppusijoitustiloihin johtaa yksi ajotunneli ja tarvittava määrä pystykuiluja: esimerkiksi ilmanvaihto-, henkilö- ja kapselikuilut. Erityisesti safeguards- ja pitkäaikaisturvallisuusnäkökulmista johtuen loppusijoitustilan maanpintayhteyksien lukumäärä kannattaa minimoida ja maanpintayhteydet kannattaa pitää valvonnan kannalta selkeästi muista rakennelmista erillään, jotteivät ydinmateriaalivalvonnan vaatimat tarkkailujärjestelyt tulisi tarpeettoman monimutkaisiksi. Laitosalueen rakennusala, eli rakennusten, teiden, varastojen ja kenttien pohja-ala, on yhteensä noin 20 ha. Varsinaisten loppusijoitustilojen vaatima alue on noin 400 ha, kun varaudutaan myönteisten periaatepäätösten mukaiseen tu kokonaispolttoainemäärän loppusijoittamiseen. Todellinen tilantarve riippuu kallion paikallisesta kelvollisuudesta loppusijoittamiseen, jota ei tarkalleen tiedetä ennen tilojen louhintaa. Kapselointilaitoksen pääosan muodostavat kuljetussäiliöiden ja tyhjien loppusijoituskapselien vastaanottotila, kuljetussäiliöiden siirtokäytävä, kapselien siirtokäytävä, polttoainenippujen käsittelykammio, kapselien sulkemiseen ja tarkastuksiin tarvittavat tilat sekä loppusijoitusta odottavien kapselien varasto. Kapselointilaitoksesta johtaa pystysuora kapselikuilu sen alapuolella sijaitsevaan loppusijoituslaitoksen teknisiin tiloihin. Maanalainen loppusijoituslaitos jakautuu kahteen osaan: loppusijoitustiloihin, joihin käytettyä ydinpolttoainetta sisältävät kapselit sijoitetaan muihin maanalaisiin tiloihin, joita ovat mm. loppusijoitustunneleita yhdistävät keskustunnelit, ajotunneli, kapselivarasto sekä tekniset tilat ja pystykuilut. Perusratkaisussa (KBS-3V) kapselit sijoitetaan loppusijoitustunneleiden lattiaan porattaviin noin 7-8 metriä syviin reikiin, jotka tiivistetään kovaksi puristetulla bentoniittisavella Suunnittelun perustana oleva jätemäärä ja sen laatu Käytetty polttoaine Kaikki Posivan omistajien neljässä käytössä olevassa ydinvoimalaitosyksikössä syntyvä käytetty ydinpolttoaine, rakenteilla olevan OL3-voimalaitosyksikön sekä suunnitteilla olevan OL4-voimalaitosyksikön tuleva käytetty polttoaine tulee voida loppusijoittaa Posiva Oy:n ydinjätelaitokseen. Loviisan ydinvoimalaitosyksiköiden LO1-2 polttoaine on säilytettynä laitosalueella nippuina vesialtaissa (kuva 2-4) lukuun ottamatta käytön alkuvuosina syntynyttä polttoainetta, jota on vuoteen 1996 asti kuljetettu Venäjälle (ja aiemmin Neuvostoliittoon) jälleenkäsiteltäväksi. Olkiluodon ydinvoimalaitosyksiköissä OL1-2 syntynyt käytetty ydinpolttoaine on kokonaisuudessaan säilytettynä polttoainenippuina KPA-varaston (kuva 2-5) ja reaktorihallien vesialtaissa.

41 35 Kuva 2-4. Loviisan käytetyn polttoaineen varasto. Varastoa on laajennettu kerran. Laajennusosan altaat ovat kuvassa oikealla. Kuva 2-5. Olkiluodon käytetyn polttoaineen varasto (KPA-varasto). Sen laajennus kolmella lisäaltaalla on käynnissä.

42 36 Loppusijoituslaitoksen suunnittelun lähtökohtana on mitoittaa laitos olemassa olevien periaatepäätösten mukaisesti kaiken kaikkiaan tu polttoainekertymälle. Posivan omistajayhtiöt ovat antaneet suunnittelua varten ennusteet olemassa olevien ja rakenteilla olevan voimalaitosyksiköiden käytetyn polttoaineen kertymistä. Taulukossa 2-3 on esitetty yhteenvedot vuoden 2011 aikana suunnitelmien pohjaksi annetuista vahvistetuista ennustetuista polttoainemääristä, enimmäispalamasta ja keskimääräisestä palamasta eri laitosyksiköillä. Kuvassa 2-6 on esitetty ennustetut keskimääräiset vaihtolatauskohtaiset poistopalamat oletuksin, että Loviisan osalta nippukohtainen enimmäispalama on vuodesta 2013 eteenpäin 57 MWd/kgU ja että OL1-2-yksiköiden osalta enimmäispalama nousee arvoon 50 MWd/kgU vuodesta 2013 alkaen ja arvoon 55 MWd/kgU vuodesta 2018 alkaen. OL3:n osalta enimmäispalamana pidetään arvoa 50 MWd/kgU käytön alkuvaiheessa ja sen on suunniteltu nousevan arvoon 55 MWd/kgU vuodesta 2018 eteenpäin. OL3:lle on alustavasti tehty sekä 1 vuoden että 2 vuoden lataussykliin perustuvat polttoaineen käyttösuunnitelmat. Yksityiskohtaiset suunnitelmat koskien OL4-laitosyksikköä tehdään myöhemmin, kun laitostyyppi on valittu. Taulukko 2-3. Tietoja voimayhtiöiden vuonna 2011 ennustamista polttoainekertymistä OL- ja LO-laitosyksiköillä. OL1-2 OL3 LO1-2 Yhteensä Suunniteltu käyttöikä (a) Nippukertymäennuste (kpl) Koko nippumäärän keskimääräinen 39,5 45,0 40,6 41,7 poistopalama (MWd/kgU) Kapselimäärä (kpl) Vastaava tonnimäärä (tu)

43 37 55 ARVIOITU KESKIMÄÄRÄINEN POISTOPALAMA 50 PALAMA (MWd/kgU) LO1 LO2 30 OL1 25 OL2 OL VUOSILUKU Kuva 2-6. Poistoeräkohtaisen keskimääräisen palaman muuttuminen eri ydinvoimalaitosyksiköissä. Vuodesta 2011 eteenpäin esitetään suunniteltuja arvoja. Kapselin mitoitusperusteet Kunkin polttoainetyypin mitat, erityisesti polttoainenipun pituus, määrää sille sopivan kapselin mitat (Raiko 2012). Kapselien ulkohalkaisija on 1,050 m kaikissa polttoainetapauksissa, mutta kapselin kokonaispituus vaihtelee polttoainetyypeittäin. Kapselin kokonaispituudet ovat noin 3,55 m, 4,75 m ja 5,22 m VVER-, BWR- ja EPR/PWRkapselityypeille. Yksittäiseen kapseliin sijoitettavien polttoainenippujen valinta on vuosittaisten polttoainekertymien, poistopalamien ja laitosten käyttöajan avulla optimoitava seuraavien sääntöjen mukaisesti: Yksittäisen nippukohtaisen jälkijäähdytysajan tulee olla vähintään 20 vuotta säteilytason riittävän alenemisen saavuttamiseksi. Kapselikohtaisten lämpötehojen tulee olla mahdollisimman samansuuruisia ja enintään jäljempänä esitettyjen raja-arvojen suuruisia. Polttoainenippujen jälkijäähdytysaika määräytyy kapselille sallitun lämpötehon suuruudesta. Kapseliin valitun polttoaineen tulee täyttää kriittisyysturvallisuusvaatimukset. Perustapauksessa kapselien lasketut lämpötehot 12 nipun kapseleille voivat olla kapselointihetkellä enintään W LO1-2-polttoaineilla ja W OL1-2- polttoaineilla. OL3:n kapseliin sijoitetaan vain 4 nippua EPR-polttoainetta, jonka kapselikohtainen lämpöteho saa olla enintään W. Referenssikapselin (BWRtyyppi) sallittu lämpöteho on määritelty turvallisuusarvioissa W:iksi. Muiden

44 38 kapselityyppien sallitut lämpötehot on johdettu referenssikapselin tehosta kapselien jäähdytyspinta-alaan (kuparivaipan ulkopinta-alaan) verrannollisesti Loppusijoitustoiminnan aikataulu Loppusijoituslaitoksen toiminta-aika ja kapasiteetti määräytyvät kahden aikarajoitteen perusteella. Lähtökohdaksi on kiinnitetty, että loppusijoitus on mahdollista aloittaa noin vuonna 2020 (Kauppa- ja teollisuusministeriö 2003). Toinen lähtökohta on se, että kunkin reaktorista poistetun käytetyn polttoaine-elementin tulee olla vähintään 20 vuotta jälkijäähdytyksessä, jotta yksittäisen elementin säteilytaso on alentunut käsittelyn kannalta kohtuulliseksi. Kolmannen ja hyvin ratkaisevan reunaehdon loppusijoitustoiminnalle muodostaa se, että bentoniittipuskurin maksimilämpötila rajoitetaan suunnitteluarvoon +100 ºC (Ikonen & Raiko 2012). Tämä johtaa kapselikohtaisen jälkilämpötehon rajoittamiseen tietylle tasolle ja kapselien sijoittamiselle minimietäisyydet loppusijoitustilassa (tunneliväli, kapseliväli). Polttoaineen lämpöteho riippuu väkevöintiasteesta, palamahistoriasta sekä jäähdytysajasta. Jäähdytysaika on ainoa, johon voidaan polttoaineen käyttövaiheen jälkeen vaikuttaa. Näiden reunaehtojen ja ominaisuuksien suhteen optimoiden ajoitetaan loppusijoitustoiminta. Optimaalisin tilanne saavutetaan silloin, kun loppusijoituslaitoksen toiminta-aika on lyhin mahdollinen. Ydinvoimalaitosten käytön ja niiden polttoaineiden loppusijoituksen suunnitellut aikataulut (vuoden 2011 suunnitelmien mukaan) on esitetty kuvassa 2-7. LO1 TOIMINNAN AIKATAULUT KÄYTTÖ JA LOPPUSIJOITUSJAKSOT LO2 OL1 OL2 OL VUOSILUKU Kuva 2-7. Ydinvoimalaitosyksiköiden käytön ja niiden käytettyjen polttoaineiden loppusijoituksen suunnitellut aikataulut. Raidallinen palkki kuvaa laitosyksikön käyttöaikaa, sen alla oleva kokonaan väritetty palkki kyseisen laitosyksikön käytetyn polttoaineen sijoitusjaksoa.

45 Kapselointilaitoksessa syntyvät ydinjätteet Radioaktiivisia jätteitä syntyy myös käytetyn polttoaineen kapselointilaitoksessa. Radioaktiivisia jätteitä muodostuu, kun polttoaineesta irronneet radioaktiiviset aineet kontaminoivat laitoksen rakenteita ja laitteita. Normaalikäytössä radioaktiivista jätettä syntyy vain käsittelykammiossa, käsittelykammion korjaamon dekontaminointikeskuksessa, kammion ilmastoinnin suodattimissa sekä kuljetussäiliön siirtokäytävässä, mikäli kuljetussäiliön pinta on kontaminoitunut. Polttoaineen kuljetussäiliön ulkopinnan pesussa voi kertyä radioaktiivista jätettä hyvin pieniä määriä, koska käytännössä vain kuljetussäiliön säteilysuojakansi voi kontaminoitua ollessaan käsittelykammiossa. Samoin kapselin siirtokäytävässä kapselia puhdistettaessa voi harvinaisessa tilanteessa syntyä pieniä määriä radioaktiivista jätettä. Käsittelykammion jäähdytysilmastointiin kytketyt kertakäyttöiset suodattimet muuttuvat ajan myötä radioaktiiviseksi jätteeksi. Kapselointilaitoksen, lähinnä käsittelykammion laitteiden huollossa ja kunnossapidossa syntyy radioaktiivista jätettä, kun laitteita ja järjestelmiä korjataan ja uusitaan. Korjaukset ja uusinnat edellyttävät dekontaminointitöitä sekä siivouksia, jotka tuottavat radioaktiivista jätettä. Suuri osa dekontaminoinneista ja korjaustöistä suoritetaan kapselointilaitoksen käsittelykammion lähellä olevassa aktiivikorjaamossa. Viimeisenä radioaktiivista jätettä tuottavana vaiheena kapselointilaitoksen elinkaaressa on kapselointilaitoksen käytöstäpoisto. Periaatteena on, että radioaktiiviset jätteet loppusijoitetaan sitä mukaa kuin niitä syntyy. Jätteitä ei varastoida pitkään kapselointilaitoksessa, vaan ne viedään näiden jätteiden loppusijoitustilaan. Kaikki keskiaktiiviset jätteet loppusijoitetaan kiinteytettyinä. Nestemäiset radioaktiiviset jätteet kiinteytetään ennen loppusijoitusta kuivaamalla. Kaikki polttoainenipuista mahdollisesti irtoavat korkea-aktiiviset jätteet pyritään sijoittamaan käsittelykammiossa polttoainekapseleihin ja ne loppusijoitetaan kapseleissa yhdessä polttoaineen kanssa. Matala- ja keskiaktiivisen jätteen laitosjätetila rakennetaan loppusijoituslaitoksen yhteyteen. Nykyisessä suunnitelmassa laitosjätetila on suunniteltu ajotunnelin varteen noin 180 metrin syvyydelle tehtävänä erillisenä hallitilana. Tälle suunnitelmalle on laadittu turvallisuusarvio (Nummi et al. 2012). Vaihtoehtoisia tapoja laitosjätetilan sijoittamiseen tullaan tarkastelemaan tulevaisuudessa. Jätteet kuljetetaan laitosjätetilaan kapselikuilun tai ajotunnelin kautta. Loppusijoituslaitoksen matala- ja keskiaktiivisen jätteen laitosjätetilan tilan tarve on noin m 3 (Paunonen et al. 2012) Tilojen laajuus ja toiminnat Suunnitteluvaatimuksissa on korostettu tilaratkaisujen joustavuutta mahdollisille muutoksille, jotka voivat johtua muun muassa kallioperäolosuhteista, sijoitettavasta polttoainemäärästä tai aikataulujen muutoksista. Loppusijoitustilojen järjestelmiin liittyviä suunnitteluperusteita on käsitelty järjestelmiä koskevissa työraporteissa (Nieminen & Peltokorpi 2011, Tuominen 2012).

46 40 Loppusijoitustilan geometriaan ja siis tilantarpeeseen vaikuttaa merkittävästi kapselien riittävän jäähdytyksen varmistaminen. Bentoniitin kemiallinen stabiilius on varmistettava hyvin pitkiksi ajoiksi loppusijoitusratkaisun pitkäaikaisturvallisuuden vuoksi. Tästä syystä kapselien ja niiden ympärillä olevan bentoniitin rajapinnan lämpötila on rajoitettava siten, että se ei ylitä +100 o C:n lämpötilaa. Lämpötilalaskelmien perusteeksi tutkimusvaiheessa selvitetään todellisen paikallisen kallioperän lämpöteknisiä ominaisuuksia (lämmönjohtavuus, lämpökapasiteetti, mahdollinen ominaisuuksien anisotropia). Lämpötilamitoituksella säädellään loppusijoitustunnelien ja kapselipositioiden paikat siten, että liiallista lämpötilan nousua ei pääse tapahtumaan. Myös loppusijoitustoiminnan katkokset saattavat vaikuttaa haitallisesti kalliomassan lämpötiloihin. Kallion lämpeneminen aiheuttaa myös kallioon lisääntyviä jännityksiä. Kalliomekaaninen suunnittelu osaltaan varmistaa, että loppusijoitustilan kallio tulee kestämään erilaiset yhdistettävät kuormitukset suunnitellulla tavalla Rakennuspaikalle asetettavat vaatimukset Vapautumisesteiden on tehokkaasti estettävä loppusijoitettujen radioaktiivisten aineiden vapautumista kallioperään vähintään usean tuhannen vuoden ajan. Loppusijoituspaikan kallioperän ominaisuuksien on kokonaisuutena oltava suotuisat radioaktiivisten aineiden eristämiseksi elinympäristöstä. Olkiluoto on valittu loppusijoituspaikaksi paikkatutkimusten ja turvallisuusanalyysin perusteella. Loppusijoitustilojen ja muiden maanalaisten tilojen rakentamisessa, käytössä ja sulkemisessa käytettävät menetelmät on valittava siten, että kallioperä parhaalla tavalla säilyttää luonnolliset vapautumisesteominaisuutensa. Pitkäaikaisturvallisuuden kannalta haitallisten aineiden, kuten orgaanisten ja hapettavien ainesten, kulkeutuminen loppusijoitustiloihin on pidettävä mahdollisimman vähäisenä. Yllä mainitut seikat on huomioitu suunniteltaessa loppusijoituslaitosta Olkiluotoon. Nämä seikat on otettu huomioon myös maanalaista tutkimustilaa, ONKALOa, rakennettaessa Suunnittelun joustavuus ja laajennettavuus Suunnitellussa loppusijoitussyvyydessä on oltava riittävän suuria ja ehyitä kalliotilavuuksia, jotka soveltuvat loppusijoitustilojen rakentamiseen. Loppusijoitustilojen suunnittelua varten ja turvallisuusarvioissa tarvittavien lähtötietojen hankkimiseksi on suunnitellun loppusijoituspaikan kallioperän ominaisuudet selvitettävä suunnitellussa loppusijoitussyvyydessä tehtävin tutkimuksin. Maanalaisten tilojen sijoittelu, louhinta, rakentaminen ja sulkeminen on toteutettava siten, että kallioperä parhaalla tavalla säilyttää pitkäaikaisturvallisuuden kannalta tärkeät ominaisuudet. Loppusijoituslaitoksen rakentamisen ja käytön aikana on toteutettava tutkimus-, testausja valvontaohjelma, jolla varmistetaan louhittavan kallion soveltuvuus loppusijoitukseen, määritetään turvallisuuden kannalta tärkeitä kallioperän ominaisuuksia ja varmistetaan vapautumisesteiden pitkäaikaista toimintakykyä. Tähän ohjelmaan on sisällyttävä ainakin (STUK 2011)

47 41 louhittaviksi suunniteltujen kalliolohkojen ominaisuuksien selvittämistä sijoitustiloja ympäröivän kallioperän jännitysten, liikuntojen ja muodonmuutosten seurantaa sijoitustiloja ympäröivän kallioperän hydrogeologista seurantaa pohjavesikemian seurantaa sijoituspaikalla teknisten vapautumisesteiden käyttäytymisen seurantaa. Maanalaisten tilojen sijoittelua on varauduttava muuttamaan, mikäli suunniteltuja tiloja ympäröivän kallion laatu osoittautuu merkittävästi suunnitteluperusteita epäedullisemmaksi. Pitkäaikaisturvallisuuden kannalta edullisten kallioperän ominaisuuksien säilyttämiseksi on otettava huomioon, että käytettävien louhintamenetelmien yhtenä valintaperusteena on louhintahäiriöiden rajoittaminen loppusijoitustiloja ympäröivässä kalliossa kallioperän lujitus ja tiivistys on toteutettava siten, ettei loppusijoitustiloihin kulkeudu merkittävästi vapautumisesteiden toimintakyvyn kannalta haitallisia aineksia orgaanisten ja hapettavien ainesten kulkeutuminen loppusijoitustiloihin on minimoitava loppusijoitustilat on täytettävä ja suljettava heti, kun se on mahdollista loppusijoitustoimien ja niihin liittyvien valvontatoimien kannalta Hankkeen vaiheittainen toteuttamistapa Loppusijoitus kokonaisuutena on suunniteltava turvallisuuden kannalta edullisesti. Suunnittelussa on otettava huomioon käytetyn ydinpolttoaineen aktiivisuuden vähentäminen välivarastoinnilla sekä parhaan tekniikan ja tieteellisen tiedon hyväksikäyttö. Loppusijoitusta ei kuitenkaan saa tarpeettomasti lykätä. Loppusijoituksen toteutuksen eri vaiheita, sijoituspaikan valinnan jälkeen, ovat maanalaisen tutkimustilan rakentaminen ja käyttö sekä muu tarvittava tutkimus-, kehitys- ja suunnittelutyö kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentaminen käytettyjen polttoainenippujen kapselointi ja jätekapselien siirto ja loppusijoitus loppusijoitustiloihin loppusijoitustilojen ja muiden maanalaisten tilojen sulkeminen mahdolliset loppusijoituslaitoksen käytön jälkeiset valvontatoimet. Nämä osin mahdollisesti päällekkäisetkin vaiheet on ajoitettava ja toteutettava pitkäaikaisturvallisuuden kannalta edullisesti. Tällöin otetaan huomioon mm. seuraavat seikat: jätteen aktiivisuuden ja lämmöntuoton vähentäminen ennen loppusijoitusta parhaan käytettävissä olevan tai käyttöön tulossa olevan tekniikan soveltaminen riittävän tutkimustiedon saaminen loppusijoituspaikasta ja muista pitkäaikaisturvallisuuteen vaikuttavista seikoista mahdolliset turvallisuuden varmistamiseen tai ydinaseiden leviämisen ehkäisemiseen tarkoitetut valvontatoimet mahdollisuus säilyttää jätekapselien palautettavuus loppusijoitustiloista tavoite säilyttää kallioperän luonnolliset olosuhteet ja muutenkin pitkäaikaisturvallisuuden kannalta edulliset olosuhteet loppusijoitustiloissa

48 42 pyrkimys välttää jätteen pitkäaikaisesta välivarastoinnista aiheutuvia turvallisuusriskejä ja muita rasitteita jälkipolville. Erilaista käytettyä polttoainetta loppusijoitetaan sopivan mittaisina kampanjoina. Tunnelin täyttöteknisistä syistä tässä vaiheessa vaikuttaa edullisimmalta, että loppusijoitustoimintaa toteutetaan tunnelikohtaisina kampanjoina. Käytännössä tämä tarkoittaa, että Olkiluodon tai Loviisan polttoainetta loppusijoitetaan aina tunneli kerrallaan. Tästä syystä loppusijoitustasolle lähelle kapselikuilun alapäätä on suunniteltu kapselien maanalainen kapselivarasto, johon voidaan varastoida enintään 30 kpl valmiita kapseleita. Lisäksi kapselointilaitoksessa on enintään 12 kapselia vetävä kapselien maanpäällinen kapselivarasto. Nämä kapselien varastot yhdessä mahdollistavat kokonaisen tunnelin loppusijoittamisen kampanjana, jossa valmistuvia kapseleita ei jouduta odottamaan ja sijoitustyö voi edetä täyttötyön määräämässä nopeassa tahdissa. Käytännössä eri laitosten polttoainetta loppusijoitetaan siis vuorotellen tunneli kerrallaan noin vuoden kestävinä ajanjaksoina. Loppusijoitettavan polttoainetyypin vaihtuessa on kapselityypin ja asennusajoneuvon lisäksi muutettava kapselointilaitoksessa käsittelytyökaluja sekä käsittelylaitteistojen ja kapselin sulkemislaitteistojen asetusarvoja. Rakentamisen ja käyttötoiminnan joustavuus ja vaiheittaisuus on kyetty ratkaisemaan ns. rinnakkaistunneliperiaatteella. Loppusijoitustunneleita yhdistää kaksi samansuuntaista keskustunnelia, jotka yhdistetään toisiinsa noin 100 metrin välein. Kahden keskustunnelin välinen etäisyys on noin 20 metriä. Rinnakkaistunneliperiaatteella pyritään mahdollisimman joustavaan ja turvalliseen tunneleiden sijoitteluun. Keskustunneliverkosto suunnitellaan ja toteutetaan siten, ettei poistumisturvallisuuden kannalta vaarallisia umpiperiä muodostu. Rinnakkaistunneliperiaate tarjoaa siten tehokkaat varapoistumistiejärjestelyt. Rinnakkaiset keskustunnelit erotetaan toisistaan erillisiksi palo-osastoiksi. Mahdollisessa onnettomuustilanteessa voidaan kuitenkin siirtyä nopeasti yhdystunnelia pitkin keskustunnelista toiseen. Periaate on tuttu liikennetunneleiden suunnittelusta. Rinnakkaistunneliperiaate on esitetty kuvassa 2-8. Kuvassa 2-9 on puolestaan esitetty yhdystunnelin pituusleikkaus. Valvonta- ja valvomattoman alueen järjestelyt on rinnakkaistunneliperiaatteessa yksinkertaisempaa toteuttaa. Rajan siirrot tehdään loppusijoituksen edetessä. Ilmanvaihdon runkokanavat ja sähkönsyötön pääkiskot ovat myös käytännöllistä toteuttaa rinnakkaistunneliperiaatteessa. Rinnakkaistunneleilla toteutetussa loppusijoitustilassa voidaan toimia joustavasti joko keskustunnelin perältä lähtien, kuten kuvassa 2-8 tai vaihtoehtoisesti täyttäen ensin vain keskustunnelin toisella puolella olevat loppusijoitustunnelit. Rinnakkaistunneliperiaatteen edut ovat: Turvallisuus. Keskustunnelista on aina lyhyt matka toiseen rinnakkaiseen keskustunneliin, joka on toista palo-osastoa. Joustavuus käyttöaikana. Tilat on joustavasti jaettavissa eri alueisiin erilaisten käyttövaiheen töiden erottamiseksi toisistaan. Tätä hyödynnetään mm. valvonta-alueen rajan määrittelyssä. Rinnakkaisista keskustunneleista toinen voi olla valvonta-aluetta ja toinen valvomatonta aluetta.

49 43 Kallion karakterisointi. Kahden rinnakkaisen keskustunnelin karakterisoinnin tuloksia voidaan yhdistää ja saavuttaa parempi käsitys kallioperän ominaisuuksien suuntautuneisuudesta. Loppusijoitukseen soveltuvan alueen laajuuden optimointi. Kahta rinnakkaista keskustunnelia louhittaessa voidaan tunnelien pituus ja suunta valita joustavasti tunnelien louhintavaiheessa saatavien kallioperätietojen perusteella. Rengasmaiseen yhden keskustunnelin vaihtoehtoon verrattuna saadaan louhinta kohdennetuksi tarkemmin loppusijoitukseen soveltuvalle alueelle. Rakentamisvaihe Loppusijoituksen toteutuksessa sekä siihen liittyvässä tutkimus- ja kehitystyössä ja turvallisuuden arvioinnissa sovelletaan asianmukaista laadunhallintajärjestelmää ja se ulotetaan kaikkiin organisaatioihin, joilla on olennaista vaikutusta loppusijoitushankkeen pitkäaikaisturvallisuuteen. Loppusijoitustiloja rakennettaessa ja suljettaessa pyritään säilyttämään kallion alkuperäiset ominaisuudet ja rajoittamaan muutokset mahdollisimman pienelle alueelle tunneleiden ja kuilujen ympäristössä. Tämän mukaan kalliota louhitaan varovasti, jolloin louhinnan aiheuttamat vaikutukset lähikallioon jäävät merkityksettömiksi. Vesivuotoja voidaan rajoittaa välttämällä vettäjohtavia rakenteita ja tiivistämällä vuotokohtia esim. injektoinnilla. Vuotovirtausten kokonaismäärää vähentää myös se, että tunnelit suljetaan mahdollisimman nopeasti sen jälkeen, kun niihin on sijoitettu loppusijoituskapseleita. Kuva 2-8. Rinnakkaistunneliperiaate.

50 44 Kuva 2-9. Keskustunneleita yhdistävä keskustunneliyhteys. Keskustunneleiden välinen etäisyys on 20 m peruspoikkileikkauksen kohdalla (yläkuva) ja 15,8 m kohtauspaikalla (alakuva). Mitat on esitetty millimetreinä. Käyttövaihe Loppusijoituslaitoksen käytöstä ei saa aiheutua laitoksen henkilöstön tai muiden ihmisten terveyttä vaarantavaa säteilyaltistusta eikä vahinkoa ympäristölle tai omaisuudelle. Loppusijoituslaitoksen käytön turvallisuuden ja pitkäaikaisturvallisuuden varmistamiseksi laitoksen suunnittelussa, rakentamisessa ja käytössä sekä loppusijoitustilojen sulkemisessa tulee: soveltaa koeteltua tai muuten huolella tutkittua, korkealaatuista tekniikkaa noudattaa kehittyneitä laadunvarmistusta koskevia ohjelmia ylläpitää kehittynyttä turvallisuuskulttuuria. Loppusijoituslaitoksen käytöstä saatavia kokemuksia on järjestelmällisesti seurattava ja arvioitava. Turvallisuuden parantamiseksi on toteutettava toimenpiteet, joita käyttökokemukset ja turvallisuustutkimukset sekä tieteen ja tekniikan kehittyminen huomioon ottaen voidaan pitää perusteltuina. Käyttövaiheen aikana on seurattava vapautumisesteiden toimintaa siten, että voidaan varmistua niiden suunnitelmien mukaisesta toiminnasta.

51 45 Sulkemisvaihe Pitkäaikaisturvallisuuden kannalta haitallisten aineiden, kuten orgaanisten ja hapettavien ainesten, kulkeutuminen loppusijoitustiloihin on pidettävä mahdollisimman vähäisenä. Ennen laitoksen lopullista sulkemista on esitettävä ajan tasalle saatettu turvallisuusperustelu. Kun kaikki käytetty ydinpolttoaine on loppusijoitettu ja loppusijoitustunnelit täytetty, alkaa kapselointilaitoksen käytöstäpoistojätteen siirtäminen loppusijoitustiloihin. Purkujätteet viedään niille suunnitelmien mukaan tasolle -180 m louhittuun erilliseen loppusijoitustilaan. Jäljelle jäävät maan päälliset rakennukset ja alue voidaan ottaa muuhun käyttöön tai purkaa. Maan alaisista tiloista puretaan käytönaikaiset rakenteet ja järjestelmät. Samaan aikaan purkutöiden kanssa aloitetaan tilojen täyttötyöt ja sulkurakenteiden rakentaminen. Loppusijoitustasolla olevat tilat ja pystykuilut täytetään samoin kuin loppusijoitustunnelitkin. Kuilujen ja ajotunnelin yläosat suljetaan betonirakentein. Sulkemisen jälkeinen vaihe Loppusijoitus tulee suunnitella siten, että pitkäaikaisturvallisuuden varmistaminen ei edellytä loppusijoituspaikan valvontaa sulkemisen jälkeen. Loppusijoituslaitoksen käytön aikana on alkuperätallenteiden ja varmistusmittausten avulla hankittava riittävät tiedot loppusijoitetuista ydinmateriaaleista ja ydinjätteistä pitkäaikaistallennusta varten. Loppusijoituslaitos on suunniteltava niin, että käytön jälkeen on mahdollista toteuttaa järjestelyt, joilla havaitaan ja estetään loppusijoitustiloihin kohdistuvat, pitkäaikaisturvallisuuden vaarantavat tai ydinmateriaalivalvontaa koskevien sopimusten vastaiset toimet. Sulkemisen jälkeiseen vaiheeseen liittyviä määräyksiä on myös kohdissa Takaisin palauttamiseen varautuminen ja Ydinmateriaalivalvonta - vaatimuksen huomioiminen suunnittelussa. Loppusijoitus on suunniteltu siten, että sen jälkeen kun yhteydet loppusijoitustunneleihin on suljettu, tarvetta jälkivalvontaan tai muuhun huolehtimiseen ei ole. Haluttaessa paikalle voidaan jättää merkkejä tiedottamaan maan alla olevasta käytetystä ydinpolttoaineesta Takaisin palauttamiseen varautuminen Käytetyn polttoaineen loppusijoitusta koskevassa periaatepäätöksessä on viitattu silloin voimassa olleen valtioneuvoston päätöksen tekstiin, jossa oli maininta että loppusijoitus tulee suunnitella siten, että loppusijoitustila on avattavissa, mikäli kehittyvä tekniikka tekee sen tarkoituksenmukaiseksi. Loppusijoitustilojen sulkemisen jälkeen jätekapselien on oltava palautettavissa loppusijoitustiloista sen ajanjakson aikana, jona teknisten vapautumisesteiden edellytetään es-

52 46 tävän lähes täysin loppusijoitettujen radioaktiivisten aineiden vapautumista kallioperään. Loppusijoitus on suunniteltava siten, että jätekapselien palautus on tarvittaessa mahdollista toteuttaa loppusijoituksen toteutusajankohtana käytettävissä olevilla teknisillä menetelmillä ja kohtuullisin voimavaroin. Palautettavuuden mahdollistaminen samoin kuin mahdolliset valvontatoimet loppusijoituslaitoksen käytön jälkeen eivät saa heikentää pitkäaikaisturvallisuutta Ydinmateriaalivalvonta -vaatimuksen huomioiminen suunnittelussa Loppusijoituslaitoksen suunnittelussa tulee ottaa huomioon ydinmateriaalivalvonnan järjestäminen. Ydinmateriaalin kulkureitit, kapselivarastot, käsittelyprosessit ja valvonta on suunniteltava siten, että ydinainetiedon jatkuvuus voidaan varmistaa joka vaiheessa. Myös materiaalivirtojen valvonta maanalaisiin tiloihin ja ulos niistä tulee olla mahdollista. Polttoainenippujen ja jätekapselien tulee olla yksilöllisesti tunnistettavissa. Loppusijoituslaitoksen ydinmateriaalivalvonnalla varmistetaan myös, ettei laitoksessa, erityisesti sen maanalaisissa tiloissa, ole suunnittelutietoihin sisältymättömiä tiloja, materiaaleja tai toimintoja, ja että polttoaineniput ja jätekapselit säilyvät ilmoitetuissa paikoissa laitoksen käytön ja sen sulkemisen jälkeen ONKALOn ja loppusijoitustilojen yhteensovittaminen ONKALOn tutkimustarkoituksiin louhittavat tilat on suunniteltava ja toteutettava siten, että ne muuttavat loppusijoituspaikan ympäristöolosuhteita mahdollisimman vähän, eivätkä vaaranna eheiden kalliokokonaisuuksien käyttöä loppusijoitukseen. Rakentamisen suunnittelussa, toteutuksessa ja dokumentoinnissa on noudatettava menetelmiä, jotka myöhemmin mahdollistavat ONKALOn rakenteiden muuttamisen ja hyväksikäytön loppusijoituslaitoksen osana. Maanpintayhteyksien yläpäiden tulisi sijaita samalla korkeustasolla, merenpinnan tason yläpuolella ja paikassa, joka ei ole pohjaveden paikallinen purkautumisalue. Näin on suunniteltukin ja näin voidaan minimoida loppusijoitustilan rakentamisesta mahdollisesti aiheutuvien muutoksien vaikutus pohjavesivirtauksiin pitkällä aikavälillä. Tiloista ei saa aiheutua merkittäviä hydrogeologisia tai geokemiallisia häiriöitä: vuotovesimäärän tulee olla mahdollisimman pieni, koska vesivuodot aiheuttavat pohjaveden liikettä (eli hydrogeologisia ja geokemiallisia häiriöitä) sekä pohjavedenpinnan alenemaa hapettavia ja orgaanisia aineita sisältäviä pintavesiä ei saa kulkeutua loppusijoitussyvyyttä kohden: ne ovat haitallisia loppusijoitustilan toiminnalle ja kuluttavat kallion puskurikapasiteettia syviä suolaisia pohjavesiä ei saisi nousta loppusijoitussyvyydelle: ne vaikuttavat haitallisesti mm. täyteaineiden toimintaan merivettä (sisältää mm. sulfaattia ja ammoniakkia) ei saa tunkeutua saaren kallioperään, jossa se voi vajota kohden loppusijoitussyvyyttä

53 47 pohjavedenpinta ei saisi laskea merkittävästi merenpinnan tason alapuolelle; pohjavedenpinnan alenemasta aiheutuu syvien suolaisten pohjavesien nousua ja pohjavedenpinnan lasku merenpinnan tason alapuolelle voi aiheuttaa meriveden tunkeutumista saaren kallioperään. ONKALO ei saa aiheuttaa tarpeettomia uusia hydraulisia yhteyksiä kallioperään: rikkonaisuusvyöhykkeiden lävistysten määrän, kairareikien ja loppusijoitustilaan nähden ylimääräisen louhinnan määrän tulisi olla mahdollisimman vähäisiä. Tämä on ON- KALOn toteutuksessa otettu huomioon layout-suunnittelussa. Tavallisen (korkea ph) sementin käyttöä on vältettävä etenkin loppusijoitustunneleiden lähellä, jos sementtiä ei voida poistaa ennen loppusijoitustilan sulkemista, sillä tavallinen sementti vaikuttaa haitallisesti bentoniitin ominaisuuksiin. ONKALOssa käytetään tästä syystä matalan ph:n sementtiä rikkonaisuusvyöhykkeessä R20 ja sen alapuolella. Loppusijoitustilan läheisyyteen on vältettävä jättämästä sellaisia vieraita aineita, jotka voivat vaikuttaa haitallisesti loppusijoitusjärjestelmän toimintaan. ONKALOn toteutuksessa käytetään tästä syystä sallittujen aineiden luetteloa ja materiaalikäsikirjaa näiden aineiden kontrollointiin. Maanalaiset tilat on täytettävä ja suljettava niin, että niistä ei aiheudu merkittäviä häiriöitä ja että olosuhteet kallioperässä voivat palautua kohden luonnontilaa. Erityisesti tulee varmistaa, että maanalaisista tiloista, niitä ympäröivästä louhinnan vaikutuksesta häiriintyneestä kalliovyöhykkeestä (excavation damaged zone, EDZ) tai kairarei istä ei muodostu merkittäviä pohjaveden virtausreittejä maanpinnan ja loppusijoitustilan välille. ONKALOn tiloissa on meneillään louhintavaurion hallintaan, karakterisointiin ja laadunvarmistukseen liittyvä tutkimus- ja kehitystyö Vaatimusten hallinta Posivan vaatimustenhallintajärjestelmä (VAHA) on luotu määrittelemään, dokumentoimaan ja hallinnoimaan eri lähteistä (esim. viranomaiset, tekniikka, omistajat) aiheutuvien pitkäaikaisturvallisuuteen vaikuttavien vaatimusten asettamista eri loppusijoitustilan teknisten vapautumisesteiden komponenteille ja rakenteille. Vaatimukset järjestelmäosille, esimerkiksi kapselille, puskurille ja loppusijoitustilan rakenteille (mm. loppusijoitusreiät ja loppusijoitustunnelit) määritellään VAHA-tietokannassa asianmukaisilla viittauksilla ja riippuvuussuhteilla muista vaatimuksista. VAHA-järjestelmä sisältää esimerkiksi suunnitteluspesifikaatiot ja olosuhteiden vaihteluvälit, joissa järjestelmän tulee toimia suunnitellulla tavalla. VAHA-vaatimukset on raportoitu Design Basis -raportissa (Posiva 2012a). Kallion luokitteluohjelma (RSC) luotiin määrittelemään halutut ominaisuudet kalliomateriaalille ja kehittämään hyväksymiskriteerit tietyn kalliotilavuuden sopivuudesta loppusijoitukseen mukaan lukien loppusijoitusreikien hyväksymiskriteerit (Hellä et al. 2009). Työn tuloksena tehty em. kriteerit sisältävä kallion soveltuvuusluokittelumenetelmä on esitetty raportissa (Posiva 2012j).

54 48 Sovellettavat hyväksymiskriteerit kattavat sekä pitkäaikaisturvallisuus- että rakennettavuusnäkökohdat. Kriteerejä käytettäessä odotettavissa olevat olosuhteet loppusijoitusreiän lähialueella ovat ennustettavissa mukaan lukien poikkeamien ja häiriöiden todennäköisyydet. Esitetyt laskentaesimerkit sisältävät arviot virtausolosuhteista loppusijoitusreiän ympäristössä ja lähtöarvot kapselin rikkoutumistodennäköisyyden arvioinnille suurehkon maanjäristyksen yhteydessä tapahtuvan kalliosiirroksen takia. 2.4 Laitoskokonaisuus Maanpäällinen laitososa Yleistä Loppusijoituslaitos on suunniteltu Olkiluodon laitospaikalle, jossa on ydinvoimalaitoksia varten rakennettu valmista infrastruktuuria. Laitosalue muodostaa itsenäisen toimivan kokonaisuuden, joka sijoittuu loppusijoitustilojen yläpuolelle (Kukkola 2006). Ennen varsinaisten loppusijoitustilojen rakentamista ja loppusijoitustoiminnan alkamista laitospaikalle on rakennettu tutkimustila ONKALO (Posiva 2008), joka käsittää spiraalinmuotoisen ajotunnelin, henkilökuilun, tulo- ja poistoilmakuilun sekä tekniset tilat kuilujen ja ajotunnelin alapäässä. Kuilujen yläpäähän on rakennettu IV-rakennus sekä nostinlaiterakennus. Ajotunnelin yläpäähän on rakennettu ajoneuvojen pesutila, korjaamotila, tankkausasema sekä rakennus ajotunnelin teknisiä tiloja varten, ns. tunnelitekniikkarakennus. Tutkijoiden käyttöön on rakennettu ns. tutkimusrakennus ja varasto, joissa on tarpeelliset tutkimus- ja varastotilat kairausnäytteille. Alueella on lisäksi rakennettuna projektitoimisto, jossa on toimistotiloja. Laitospaikka Loppusijoituslaitokseen liittyvien maanpäällisten rakennusten ja rakenteiden sijainti on määritelty pääosin jo ONKALOn rakentamisen yhteydessä. Rakennukset sijoittuvat kokonaan Eurajoen Olkiluodon rakennuskaavan kortteliin 5, jonka omistaa TVO. Ajotunnelin suuaukko sijaitsee lähellä Olkiluodon ydinvoimalaitokselle ja Olkiluodon satamaan menevän tien risteystä. Kuilut tulevat ajotunnelin suuaukosta noin 300 m länteen, lähelle kairareikä OL-KR4:ää. Loppusijoituslaitosalueen aluesuunnitelma on esitetty kuvassa ONKALOn rakennusaikana alueelle on rakennettu uusia teitä, jotka tulevat palvelemaan loppusijoituslaitosta sen käyttövaiheessa. ONKALOn rakentamisesta tulevat louheet on läjitetty OL3:n louhekentälle. Loppusijoituslaitoksen käyttövaiheen aikana louheet läjitetään ja murskataan 400 kv:n voimalinjan pohjoispuolella lähellä telakka-aluetta. Kuvassa 2-10 on esitys Posivan ydinjätelaitosten rakennusjärjestelyistä Olkiluodossa. Kuvan oikeassa alareunassa näkyy Korvensuon allas, josta vasemmalla näkyvät ajotunnelin suuaukon läheisyydessä olevat rakennukset; tunnelitekniikkarakennus, huolto- ja varastohalli ja ajoneuvojen pesuhalli. Kuilualueen ympärille sijoittuvat kapselointilaitos, IV-rakennus ja nostinlaiterakennus. Tutkimusrakennus, varastorakennus sekä projektitoimisto ovat altaan ja kuilualueen rakennusten välissä. Vierailukeskus sijaitsee niemen

55 49 kärjessä ydinvoimalaitosten ja loppusijoituslaitosalueen puolessa välissä. Louhekenttä on 400 kv:n linjan pohjoispuolella. Louhekenttä käsittää louheauman, murskausaseman, murskeauman sekä mahdollisesti myös puskuri- ja täyteainelohkojen puristuslaitoksen. Bentoniittikonttien varastokenttä on lähellä Olkiluodon satamaa. Tilajärjestelyjen periaatteet Olemassa olevaa, OL1-2- ja OL3-laitosyksikköjä varten rakennettua infrastruktuuria hyödynnetään mahdollisimman paljon. Tällaisia ovat esimerkiksi tiestö, vesi- ja viemärijohdot sekä sähkötehon syöttö. Kaikki ONKALOa varten suunniteltuja ja rakennettuja kohteita pyritään hyödyntämään osana loppusijoituslaitosta. Varsinaisessa laitossuunnittelussa putki- ja kaapelipituudet sekä materiaalien kuljetusetäisyydet minimoidaan. Tuottajat ja kuluttajat sijoitetaan lähelle toisiaan. Esimerkiksi sähkön jakokeskukset ovat lähellä sähkön kuluttajia, murskausasema lähellä louheaumaa, konepajat ovat siellä, missä korjaustarve on suurin, jne. Kuva Olkiluodon loppusijoituslaitoksen maanpäällinen laitosalue, katselusuunta länteen. OL4 puuttuu kuvasta, koska laitostyyppiä ei ole vielä valittu. Toimintoja integroidaan, jolloin etenkin apujärjestelmät yksinkertaistuvat. Integroinnilla vältetään myös turhia kuljetuksia, kun esimerkiksi bentoniittilohkojen välivarasto sijoitetaan kapselointilaitoksen yhteyteen. Ajotunnelin yläpäässä on konepaja, jossa huolletaan ja korjataan loppusijoitustiloissa käytettävät työkoneet ja ajoneuvot. Tärkein integroinnilla saatava hyöty tulee siitä, että vartiointi ja valvontatoiminnot yhdistetään ja keskitetään nostinlaiterakennukseen.

56 50 Loppusijoituslaitoksen suunnittelussa varaudutaan myös vierailijoihin. Vierailut järjestetään ilman että työt loppusijoituslaitoksella häiriintyvät. Suurin yksittäisen vierailijaryhmän koko maan alla on 2 x 13 henkilöä. Loppusijoituslaitoksen sähkönsyöttö Loppusijoituslaitokselle sähköteho syötetään Olkiluodon laitoksen kytkinasemalta 20 kv:n maakaapeliyhteydellä. Varasyöttöyhteys tulee Paneliankosken Voima Oy:n 20 kv:n avojohtoverkosta (Tuominen 2012). IV-rakennukseen, tunnelitekniikkarakennukseen sekä maanalaisiin tiloihin tulee 20 kv:n muuntamoita jakokeskuksineen. Murskausaseman läheisyyteen tulee puistomuuntamo murskausasemaa varten. Henkilökuilun henkilönostinlaitteelle, kapselihissille sekä loppusijoitustilan kuluttajille tulevat omat kuivamuuntajat. Laitosalueella sähkö johdetaan maakaapeleilla jakokeskuksille. Kapselointilaitoksen keskuksesta sähkö syötetään kapselointilaitokseen sekä loppusijoitustilojen valvontaalueelle. IV-rakennuksen keskuksesta sähkö jaellaan IV-rakennuksen lisäksi nostinlaiterakennukseen, loppusijoitustilojen valvomattomalle alueelle sekä tutkimusrakennukseen. ONKALOn aikana ajotunnelia pitkin rakennettu sähkönsyöttöyhteys säilytetään varasyöttöyhteytenä loppusijoituslaitokseen. Loppusijoituslaitoksen lämmitys, veden syöttö ja viemäröinti Maanalaiset tilat lämmitetään tuloilmaa lämmittämällä. Ilma lämmitetään ydinvoimalaitoksilta saatavan kaukolämmön avulla. Kaukolämpöjohdot upotetaan tien varren kaivantoon, joka yhdistää loppusijoituslaitoksen maanpäälliset rakennukset. Suurin lämmitystehon tarve on noin 3 MW loppusijoitustilat mukaan lukien. Juomavesi otetaan Olkiluodon ydinvoimalaitoksen vesilaitokselta. Muu tarvittava käyttövesi otetaan Korvensuon altaasta humussuodatuksen jälkeen. ONKALOn toteutuksessa vuotovesiä varten on rakennettu ajotunnelin yläpäähän vuotovesien selkeytysaltaat, josta vuotovedet pumpataan lähelle pohjoispuolen rantaa ja lasketaan avo-ojassa mereen. Vesistä erotetaan mahdollinen öljy ennen mereen johtamista. Talousviemärivedet johdetaan Olkiluodon ydinvoimalaitoksen viemäriverkkoon, jossa orgaaniset aineet poistetaan biologisessa puhdistamossa. Loppusijoitustilojen saniteettivedet viedään loka-autolla biologisesti puhdistettavaksi. Loppusijoituslaitoksen vuotovedet selkeytetään ja mahdollinen öljy erotetaan kuilujen alapään läheisyydessä sijaitsevassa selkeytysaltaassa. Tämän jälkeen vuotovedet pumpataan yhdessä vaiheessa henkilökuilun kautta ylös maan pinnalle ja johdetaan avoojassa mereen. Rakennusten perusvesiviemäröinnin sekä sadevesiviemäröinnin vedet pumpataan samoin avo-ojassa mereen.

57 51 Liikennejärjestelyt Liikennejärjestelyjen periaatteet Raskasta tavaraliikennettä ovat käytetyn ydinpolttoaineen kuljetukset, loppusijoituskapseleitten kuljetukset, raakabentoniitin tuonti, bentoniittilohkojen tuonti, diesel-polttoainekuljetukset, raskaiden työkoneiden tuonti sekä rakennustarvikkeiden tuonti. Raskasta tavaraliikennettä laitospaikalla ovat louheen ylöskuljetus, louheen siirto murskaukseen ja murskeen siirto täyteainesekoittamoon tai täyteainelohkojen puristuslaitokseen sekä täyteainelohkojen kuljetukset loppusijoitustiloihin. Kevyttä tavaraliikennettä ovat kappaletavaran ja erilaisten tarvikkeiden tuonti laitokselle sekä jätteiden vienti laitokselta. Loppusijoituslaitoksen maanpäällisen osan henkilöliikenne perustuu pääosin yksityisautojen käyttöön. Raskas tavaraliikenne, kevyt tavaraliikenne ja henkilöliikenne erotetaan toisistaan mahdollisuuksien mukaan. Louheen kuljetus, louheen ja murskeen siirrot sekä täyteaineen/täyteainelohkojen kuljetukset erotetaan muusta laitosalueen liikenteestä. Raskas tavaraliikenne Olkiluodon laitospaikalle raskaat tavarat tulevat pääosin maanteitse, osa raskaasta liikenteestä hoidetaan meritse Olkiluodon sataman kautta. Olkiluodon KPA-varastosta ydinpolttoaine tuodaan kapselointilaitokselle TVO:n omalla tontilla julkisesta liikenteestä erotettua reittiä pitkin. Kyseessä on siis käytetyn polttoaineen siirto eikä kuljetus, joten siirrossa voidaan käyttää samaa kalustoa kuin Olkiluodon ydinvoimalaitosalueella nykyisinkin käytetään. Jos kapselointitehokkuus on 40 kapselia vuodessa, niin Olkiluodon KPA-varastosta polttoainetta tuodaan nykyisellä kuljetussäiliöllä keskimäärin kerran kuukaudessa. Kun polttoainetta tuodaan Loviisan ydinvoimalaitokselta yhdellä Castor VVER-440/84 kuljetussäiliöillä, niin polttoainetta kuljetetaan noin 6 kertaa vuodessa. Uusia loppusijoituskapseleita tuodaan loppusijoituslaitokselle joka toinen viikko, jos kuormassa on kaksi kapselia. Loppusijoituslaitokselle tuotavasta materiaalimäärästä bentoniitti ja Friedland-savi edustavat suurinta yksittäistä materiaaliryhmää. Materiaalit tuodaan meritse esimerkiksi teräskonteissa tai suursäkeissä, jotka varastoidaan varastokentälle sataman läheisyydessä. Vuosittainen bentoniitin ja Friedland-saven tarve tunnelitäyttöön on noin t. Lisäksi loppusijoitusreikään tulevien puskurilohkojen tarve on noin t bentoniittia. Puskuribentoniittilohkot varastoidaan kapselointilaitoksen välivarastoon ennen kuljetusta loppusijoitustilaan. Dieselpolttoaineita tuodaan säiliöautolla kaksi kertaa kuukaudessa. Rakennustarvikkeita tuodaan rakennusvaiheen aikana joka päivä, käyttövaiheen aikana kerran viikossa.

58 52 Laitosalueella raskasta tavaraliikennettä on louheen ylöstuonti, louheen siirto läjitysalueelle ja täyteainelohkojen kuljetukset loppusijoitustilaan. Louhetta nostetaan keskimäärin noin tonnia vuodessa. Louhe läjitetään louheaumaan. Kevyt tavaraliikenne Kappaletavaraa, ruokatavaroita ja postia tuodaan useamman kerran päivässä. Loppusijoituslaitos käyttää Olkiluodon kaatopaikkaa rakennusjätteille sekä veden selkeytyksestä ja pölynpoistosta tulevalle kiviainekselle. Ruokala- ja muut orgaaniset jätteet toimitetaan Olkiluodon olemassa olevaan jätehuoltojärjestelmään. Jätteitä kuljetetaan kerran viikossa. Henkilöliikenne Loppusijoituslaitoksen henkilöstö tulee työpaikalle omilla tai yleisillä kulkuneuvoilla. Kapselointilaitoksen ja nostinlaiterakennuksen läheisyydessä on riittävästi pysäköintipaikkoja. Henkilöstö Loppusijoituslaitoksen henkilöstö työskentelee pääosin yhdessä vuorossa. Vartijat työskentelevät kolmessa vuorossa. Yöaikana kapselointilaitosta valvotaan nostinlaiterakennuksen vartiointikeskuksesta. Henkilöstön työpisteet sijoitetaan siten, että henkilöstön ei tarvitse tarpeettomasti kulkea paikasta toiseen eikä ylittää valvontarajoja. Ydinpolttoainetta käsittelevän ryhmän tukipiste on nostinlaiterakennuksessa, jossa on valvonta-alueen kulunvalvontapiste, joka kattaa myös loppusijoitustilojen valvontaalueen. Loppusijoitustiloja rakennetaan ja loppusijoitustunneleita täytetään valvomattomalla alueella, jonne ihmiset kulkevat sekä henkilökuilua että ajotunnelia pitkin, pääkulkureittinä on henkilökuilu. Mikäli louhe murskataan, niin louheen murskaa ulkopuolinen urakoitsija, jolle on varattu oma alue parakkeja varten. Murskaus on jaksottaista kesäaikana tehtävää työtä. Laitosalueen rakennukset ja rakenteet Kapselointi- ja loppusijoituslaitosalueen rakennukset on esitetty kuvassa Kuvassa 2-12 on sama alue nähtynä toisesta suunnasta.

59 53 Kuva Loppusijoitusalueen rakennukset, katselusuunta etelään. Rakennukset ovat 1) Kapselointilaitos, 2) IV-rakennus, 3) Nostinlaiterakennus, 4) Tutkimusrakennus, 5) Projektitoimisto, 6) Tunnelitekniikkarakennus, 7) Huolto- ja varastohalli ja 8) Ajoneuvojen pesupaikka. Kuva Loppusijoitusalueen rakennukset. Rakennukset on esitelty kuvassa Kuvan etualalla myös selkeytysallas ja pumppaamo.

60 54 Kapselointilaitos Kapselointilaitoksessa käytetty ydinpolttoaine pakataan loppusijoitusta varten. Polttoaineniput puretaan polttoaineen kuljetussäiliöistä ja sijoitetaan loppusijoituskapseleihin. Loppusijoituskapselin kaasuatmosfääri vaihdetaan, kapselin sisäkansi suljetaan ja kuparinen ulkokansi hitsataan kiinni elektronisuihkulla. Hitsin pinta koneistetaan ja hitsi tarkistetaan, kapseli puhdistetaan ja siirretään kapselivarastoon odottamaan siirtoa loppusijoitustilaan (Kukkola 2012). Kapselointilaitoksen yhteyteen tehdään bentoniittilohkojen välivarasto, koska lohkot viedään loppusijoitustilaan kapselihissillä. Nostinlaiterakennus Loppusijoituslaitoksen valvomotoiminnot on keskitetty nostinlaiterakennukseen, jossa ovat sekä kapselointilaitoksen että loppusijoituslaitoksen henkilöstön sosiaalitilat. Nostinlaiterakennukseen kytkeytyy henkilökuilu, jonka kautta henkilöliikenteen lisäksi hoidetaan mm. sähkötehon syöttö sekä vuotovesien poisto. Loppusijoituslaitoksella turvaudutaan Olkiluodon laitospalokuntaan sekä paikallisen kunnan palo- ja pelastustoimeen. Omaa paloasemaa ei rakenneta. Loppusijoituslaitoksen vartijat koulutetaan hoitamaan ensisammutustehtäviä. IV-rakennus Loppusijoitustilojen valvonta- ja valvomattoman alueen ilmanvaihto hoidetaan yhteisen tuloilmakuilun sekä erillisten poistoilmakuilujen kautta. IV-rakennus sijaitsee poistoilmakuilujen vieressä. Tutkimusrakennus ja varastohalli Näissä rakennuksissa tutkitaan ja varastoidaan kairaus- ja vesinäytteet. Tunnelitekniikkarakennus Tunnelitekniikkarakennus on rakennettu jo ONKALOn yhteydessä. Rakennukseen tulee muuntamo ja 20 kv:n jakokeskus ajotunnelia pitkin vietävää sähkönsyöttöyhteyttä varten. Tunnelitekniikkarakennuksessa on myös erilaisia kulunvalvontaan ja viestintätekniikkaan liittyviä tiloja. Ajoneuvojen pesuhalli Jo ONKALOn yhteydessä on rakennettu ajoneuvojen pesuhalli, jota käytetään samaan tarkoitukseen myös loppusijoitusvaiheessa.

61 55 Huolto- ja varastohalli Loppusijoitustilojen rakentamisessa käytettävä kalusto kuljetetaan maan alle ajotunnelin kautta, samoin louhe nostetaan ylös ja täyteaine viedään alas ajotunnelin kautta. Ajoneuvojen ja työkoneiden korjausta ja huoltoa varten on rakennettu huolto- ja varastohalli, jossa huolletaan työkoneet ja ajoneuvot. Hallissa on myös tarpeelliset varastotilat. Vierailukeskus Vierailukeskus toimii Olkiluodon tiedotuskeskuksena sekä vierailijoitten vastaanottokeskuksena. Vierailukeskus on yhteinen Teollisuuden Voima Oyj:n kanssa. Vierailukeskuksessa on sekä pysyvät että muuttuvat näyttelytilat, riittävä määrä neuvotteluhuoneita, seminaaritiloja, auditorio noin 130 hengelle sekä kahvila. Louhekenttä Louhekentällä on louheauma, louheen murskausasema ja murskeauma. Ylös tuotu louhe varastoidaan louheaumaan. Puskuri- ja täyteainelohkojen puristuslaitos Loppusijoitustunnelien täyttöä varten rakennetaan savilohkojen puristuslaitos. Täyttötekniikkaa on käsitelty luvussa 4.3. Mikäli puskuri- ja täyteainelohkot voidaan ostaa valmiina ulkopuoliselta tuottajalta, puristuslaitosta ei välttämättä tarvita (Posiva 2012i). Tankkausasema ja öljysäiliöt Ajotunnelista tulevan tien varressa lähellä korjaamoa on tankkauspiste. Maan alle, teknisissä tiloissa oleviin säiliöihin, dieselpolttoaine toimitetaan huoltoautolla muutaman kuution erissä. Laitosalueen muut rakenteet ja varaukset Kaukolämpöverkko sekä vesijohto johdetaan laitosalueelle tielinjojen vierustoja pitkin. Perusvesiviemäröinnin putkiverkko sekä sadevesiviemäröintiverkko sijoitetaan samaan kaivantoon. Kaapeleille tehdään oma kaapelikaivanto, joka kytkee yhteen loppusijoitusalueen rakennukset. Dataverkko sijoitetaan samaan kaapelikaivantoon. Bentoniittikonttien varastokenttä tehdään Olkiluodon satamasta tulevan tien varteen. Varastoalueella tulee olla tilaa vähintään 220:lle 20 jalan kontille. Bentoniittikontit varastoidaan taivasalla asfaltoidulla pihalla. Bentoniittikontteja siirrellään laitosalueella lukkinosturilla.

62 56 Urakoitsijoille on varattu alue murskausaseman läheisyydestä. Loppusijoituslaitoksen käytön aikana murskausurakoitsija järjestää omat parakkinsa alueelle. Samoin ajotunnelin yläpäässä on tunneliurakoitsijoille varattu alue, joka on perustettu jo ONKALO-vaiheessa. Rakennustarvikkeille on varattu tila kylmälle varastohallille bentoniittikonttien varastokentän vieressä. Käytön aikana rakennustarvikkeita tarvitaan vain vähän. Läjitysalueelle katsotaan sopiva paikka laitosalueen ulkopuolelta. Loppusijoitusreikien poraussoija kuljetetaan läjitysalueelle. Loppusijoitustunneleista poistettavat rakenteet viedään läjitysalueelle. Jätteet pyritään lajittelemaan ja kierrättämään mahdollisuuksien mukaan Maanalainen loppusijoituslaitos Loppusijoituslaitoksen maanalainen osa koostuu maanpintayhteyksistä sekä noin tasolla metriä sijaitsevista teknisistä tiloista, keskustunneleista ja loppusijoitustiloista. Loppusijoitustunneleita ja tunneleiden pohjassa olevia loppusijoitusreikiä kutsutaan yhdessä loppusijoitustilaksi. Loppusijoitustiloihin sijoitetaan käytetty ydinpolttoaine. Toisaalle loppusijoituslaitoksessa sijoitetaan kapselointilaitoksen radioaktiivinen käyttö- ja käytöstäpoistojäte. Loppusijoituslaitoksen maanpintayhteyksinä toimivat ajotunneli, jonka kaltevuus on 1:10 sekä 5 pystykuilua. Pitkän toiminta-ajan vuoksi loppusijoitustiloja rakennetaan ja suljetaan vaiheittain. Kuvassa 2-13 on esitetty havainnekuvana esimerkki tu polttoainemäärälle suunnitellusta loppusijoitustunneliston sijoitteluvaihtoehdosta. Loppusijoituslaitos on esitelty yksityiskohtaisesti luvussa 3. Kuva Havainnekuva loppusijoituslaitoksesta.

63 ONKALO Olkiluotoon on rakennettu ONKALOksi nimetty maanalainen tutkimustila (Posiva 2008). ONKALOsta hankitaan yksityiskohtaista tietoa loppusijoitustilojen suunnittelua ja asemointia varten. Tietoa käytetään myös toteutettavuuden ja pitkäaikaisturvallisuuden arvioinnissa. ONKALO koostuu seuraavista tiloista: Ajotunneli 3 pystykuilua Testaus- ja demonstraatiotunnelit noin tasolla -420 metriä Tekniset tilat noin tasolla -437 metriä. ONKALO on esitetty kuvassa Kuva ONKALO.

64 58

65 59 3 TOTEUTUS 3.1 Maanalainen loppusijoituslaitos Maanalainen loppusijoituslaitos koostuu loppusijoitustiloista, näitä yhdistävistä keskustunneleista, ajotunnelista, kuiluista sekä teknisistä tiloista, joita ovat muun muassa henkilö- ja kapselikuilujen ala-asemat, pelastautumistilat, ajoneuvojen pysäköintihallit sekä vuotovesien selkeytys- ja pumppaustilat. Maanalainen loppusijoituslaitos sisältää myös loppusijoitustilan matala- ja keskiaktiiviselle jätteelle. Ajotunnelin lisäksi muita maanpintayhteyksiä ovat henkilökuilu 1, kapselikuilu, tuloilmakuilu sekä valvonta- että valvomattoman alueen poistoilmakuilut. Teknisten tilojen mitoitus ja suunnitteluperusteet on esitetty suunnitelmaselostuksessa (Kirkkomäki 2009). Ennen loppusijoittamisen aloittamista rakennetaan valmiiksi tekniset tilat, maanpintayhteydet sekä ensimmäiset loppusijoitustunnelit ja keskustunnelit. Loppusijoituksen edetessä tiloja laajennetaan tarpeen mukaan. Lopullinen tilojen sijainti määräytyy vähitellen kallioperätiedon karttuessa. Kuvassa 3-1 on esitetty loppusijoitustunneliston sijoitusvaihtoehto mitoitettuna tu jätemäärälle asemoituna nykyisen kallioperätiedon mukaan. Kuva 3-1. Loppusijoitustunnelisto Valvonta-alueen tilat Loppusijoituslaitoksen maanalaiset tilat jaetaan käyttövaiheen aikana valvonta- ja valvomattomaan alueeseen. Aluejako tehdään, jotta voidaan valvoa henkilöstön liikkumista alueella, jossa on suoran säteilyn mahdollisuus sekä mitata henkilöstön mahdollisesti saamia säteilyannoksia. Valvonta-alueen erottaminen on tarkoituksenmukaista myös

66 60 ydinmateriaalivalvonnan kannalta. Alueiden välinen raja on samalla palo-osaston raja. Molemmilla alueilla on oma ilmanvaihto. Kapseleiden käsittely tapahtuu valvonta-alueella. Samoin bentoniittilohkojen asennus loppusijoitusreikään ennen sekä jälkeen kapselin asennuksen tapahtuu aina valvontaalueella. Valvomattomalla alueella tehdään tilojen louhinta- ja rakennustyöt sekä tunneleiden täyttötyöt. Valvonta-alueelle kuljetaan henkilöhissillä. Kulku eri alueille erotetaan jo maan pinnalla ja hississä on omat osastot valvonta- ja valvomattomalle alueelle. Teknisten tilojen alueella on paikka, jossa valvonta-alueen ja valvomattoman alueen rajan ylitys on mahdollista. Myös hätätilanteessa, esimerkiksi tulipalotilanteessa, palo-osaston vaihtaminen siirtymällä valvonta-alueelta valvomattomalle alueelle tai päinvastoin on mahdollista. Valvonta-alueeseen kuuluvat ne loppusijoitustunnelit, joihin polttoainekapseleita ollaan loppusijoittamassa, niihin teknisistä tiloista johtava keskustunneli sekä osa teknisiä tiloja. Valvonta-alueeseen pysyvästi kuuluvat tekniset tilat käsittävät kapseleiden ja bentoniittilohkojen vastaanottoaseman sekä kapselivaraston, valvonta-alueen sähkölaitetilan, henkilökuilupihan alemman kerroksen, valvonta-alueen turvakeskuksen sekä tilat valvonta-alueen ajoneuvoille (kuva 3-2). Keskus- ja loppusijoitustunneleissa valvontaalueen rajaa siirretään loppusijoitusprosessin edetessä. Rajojen siirroilla pyritään rajaamaan valvonta-alue aina mahdollisimman pieneksi. Tällä pyritään muun muassa rajoittamaan esimerkiksi onnettomuustilanteessa mahdollisesti vapautuvan aktiivisuuden leviämistä mahdollisimman pienelle alueelle. Valvonta-alueella sijaitseva kapselivarasto on mitoitettu 30 kapselille. Kapselointilaitoksen kapselivarasto mukaan lukien varastojen kapasiteetti vastaa yhden 350 metriä pitkän loppusijoitustunnelin suurinta mahdollista kapselimäärää. Valvonta-alueeseen kuuluu matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitustila, joka on suunniteltu ajotunnelin varrelle 180 metrin syvyyteen. Tila on esitetty kuvassa 3-3.

67 61 Kuva 3-2. Tekniset tilat käsittävät varasto- ja pysäköintihallit, turvakeskukset, kapselivaraston ja vastaanottoaseman, kuilupihat IV-laitetiloineen sekä vuotovesien selkeytysja pumppaustilat (Kirkkomäki 2012). Kuva 3-3. Matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitustila.

68 Valvomattoman alueen tilat Valvomaton alue muodostuu osasta teknisiä tiloja, osasta keskustunneleita, ajotunnelista sekä louhittavista ja loppusijoitusta varten valmisteltavista loppusijoitustunneleista. Valvomattoman alueen tekniset tilat muodostuvat henkilökuilupihan ylemmästä kerroksesta, valvomattoman alueen turvakeskuksesta, valvomattoman alueen sähkötilasta, valvomattoman alueen ajoneuvojen pesu-, tankkaus- ja pysäköintitiloista, vuoto- ja porausvesien selkeytysaltaista sekä pumppaamosta (kuva 3-2). Myös kuilujen pohjalle ulottuva huoltotunneli on valvomatonta aluetta. Valvomattomalle alueelle kuljetaan joko ajotunnelia pitkin tai henkilönostolaitteella. Valvomattomalle alueelle kulkemista kontrolloidaan, mutta ei säteilysuojelullisista syistä. Valvomattomalla alueella ei mitata siellä liikkuvien ihmisten säteilyannoksia. Valvomattomalla alueella tehdään muun muassa kaikki maanalaisen loppusijoituslaitoksen louhinta- ja rakennustyöt sekä tunneleiden täyttötyö Keskustunnelit Loppusijoitustunneliston alueelle louhitaan kaksi rinnakkaista keskustunnelia, jotka yhdistävät loppusijoitustunnelit ja tekniset tilat. Loppusijoitustunnelit louhitaan keskustunneliparin joko molemmille tai vain toiselle puolelle. Keskustunneleiden rinnakkaistunneliperiaate on esitetty luvussa Keskustunneleita louhitaan lisää vaiheittain tarpeen mukaan käyttövaiheen aikana. Osa keskustunneleista täytetään ja suljetaan jo loppusijoituslaitoksen käyttövaiheen aikana. Kuvassa 3-4 on esitetty kaksi keskustunnelin vaihtoehtoista poikkileikkausta. Suorilla osuuksilla keskustunneleiden leveys on 6,4 m. Kaarteissa keskustunnelin poikkileikkaus on 8,5 m leveä. Molemmissa poikkileikkauksissa vapaa ajokorkeus on sama 3,8 m. a) b) Kuva 3-4. Keskustunneleiden poikkileikkaus a) suorilla ja b) kaarteissa (Kirkkomäki 2012).

69 Loppusijoitustunnelit Loppusijoituskapselit sijoitetaan loppusijoitustunneleiden lattiaan porattuihin reikiin. Reikien halkaisija on 1,75 m ja syvyys 7,83 m OL1-2:n kapseleille, 8,28 m OL3:n kapseleille ja 6,63 m LO1-2:n kapseleille (kuva 3-5). Loppusijoitustunneleiden ollessa 25 m välein ja sijoitettaessa loppusijoituskapseleita tasavälein on tässä raportissa kuvatussa asemointisuunnitelmassa käytetty sijoitusreikien välinen minimietäisyys sijoitettaessa loppusijoituskapseleita tasavälein OL1-2:n kapseleille 9,0 m, LO1-2:n kapseleille 7,2 m ja OL3:n kapseleille 10,6 m. Mikäli kapseleita sijoitetaan loppusijoitustunnelin jossain kohdassa harvemmin, niin tällaisen kohdan reunoilla kapseleita voidaan sijoittaa edellä mainittuja minimietäisyyksiä tiheämmin. Kapseleiden välinen pienin sallittu etäisyys on 6 m. Viimeisimpien loppusijoitustilojen lämpöanalyysien mukaan kapselien väliset minimietäisyydet tasavälein sijoitettuna ovat OL1-2:n kapseleille 9,0 m, LO1-2:n kapseleille 7,5 m ja OL3:n kapseleille 10,5 m. (Ikonen & Raiko 2012). Loppusijoitustunneleiden maksimipituus on louhinta- ja työturvallisuussyistä 350 metriä. Myös ilmanvaihto edellyttäisi lisäpuhaltimien käyttöä pidemmissä loppusijoitustunneleissa. Loppusijoituskapseleita tarvitaan noin tu suuruisen käytetyn polttoaineen määrän loppusijoittamiseen yhteensä noin kappaletta. Optimaalisessa tilanteessa kaikkien loppusijoitustunneleiden ollessa 350 metriä pitkiä ja loppusijoitusreikien välisen etäisyyden vastatessa aina minimietäisyyttä, tunneleiden kokonaismäärä olisi 81 kpl. Loppusijoitustunneleiden yhteispituus olisi tällöin noin 28,4 km. Käytännössä loppusijoitustunneleiden kokonaismäärä sekä -pituus tulevat olemaan tätä suurempia. Kaikki loppusijoitustunnelit eivät voi loppusijoitusalueen kallioperän ominaisuuksille asetetuista tiukoista kriteereistä johtuen olla aina maksimipituisia, eikä loppusijoitusreikien välinen etäisyys vastata aina kapseleiden välisiä minimietäisyyksiä. Loppusijoitustunneleita louhitaan käyttövaiheen aikana tarpeen mukaan loppusijoituksen edetessä. Ainoastaan siirryttäessä uudelle tunnelistoalueelle loppusijoitustunneleita louhitaan useampia etukäteen.

70 64 Kuva 3-5. Loppusijoitustunnelien poikkileikkaus. Olkiluodon kapseleille tehtävät loppusijoitustunnelit ovat korkeampia kuin Loviisan kapseleille, koska Olkiluodon kapselit ovat pidempiä. Olkiluodon kapseleita on kahta eri pituutta. OL3:n kapselit ovat pidempiä kuin OL1 ja OL2:n kapselit. 3.2 Järjestelmät Maanalaiseen loppusijoituslaitokseen rakennettavien ja asennettavien järjestelmien mitoitus on esitetty työraporteissa (Kukkola 2003a, Kukkola 2006, Tuominen 2012 ja Nieminen & Peltokorpi 2011). Loppusijoituslaitosta rakennetaan ja suljetaan sitä mukaan kuin loppusijoitus etenee, kuten luvussa 3.6 on esitetty. Järjestelmät muutetaan sitä mukaa kun tilat muuttuvat Lämmitysjärjestelmä Lämmitysjärjestelmän tarkoituksena on pitää loppusijoituslaitos määritellyissä olosuhteissa. Lämmityksen suhteen tilat on jaettu kolmeen luokkaan: Tilat, joissa työskennellään tai oleskellaan vakituisesti, kuten esimerkiksi toimistot, työpisteet, käytössä olevat loppusijoitustunnelit, normaali käyttölämpötila on 20 C ja lämpötilan sallittu vaihtelualue on C. Suhteellisen kosteuden tulee olla alle 60 %. Käytössä olevat tilat, joissa ajetaan ajoneuvoilla, mutta joissa ei pysyvästi työskennellä, kuten esimerkiksi keskustunnelit ja ajotunneli, normaali käyttölämpötila on 15 C ja suhteellinen kosteus 80 %. Etukäteen louhitut tilat, joissa ei varsinaisesti työskennellä, lämpötila voi olla alle 15 C ja ilman suhteellinen kosteus 100 %. Loppusijoituslaitos lämmitetään tuloilmaa lämmittämällä.

71 65 Kesällä lämpimän ilman kosteus saattaa tiivistyä maanalaisissa tiloissa. Ilmaa kuivataan tarvittaessa paikallisilla ilmankuivaimilla. Poistoilmasta otetaan lämpö talteen. Lämmitys hoidetaan Olkiluodon voimalaitokselta saatavalla kaukolämmöllä tai varalla olevalla sähkökattilalla. Keskimäärin lämpötila pidetään +15 C:ssa. Työskentelypisteissä lämpötila nostetaan paikallisilla lämmittimillä +20 C:een. Tuloilma lämmitetään maan päällä IV-rakennuksessa ja jaetaan valvonta- ja valvomattomalle alueelle tuloilmakuilun kautta. Tuloilmaa johdetaan myös ajotunneliin. Valvonta-alueen ja valvomattoman alueen poistoilmat johdetaan omissa poistoilmakuiluissaan takaisin IV-rakennukseen, jossa poistoilmasta otetaan lämpö talteen. Lämmitettäviä tiloja arvioidaan olevan enimmillään noin m 3. Lämmitystehoa tarvitaan tuloilman lämmitykseen sekä kompensoimaan lämpövuotoja kalliopintaan. Suurimmillaan lämmitystehon tarve on valvomattomalla alueella noin kw ja valvonta-alueella noin 300 kw. Vuotuinen maanalaisen loppusijoituslaitoksen lämmitysenergian tarve on noin 3500 MWh Ilmanvaihtojärjestelmä Ilmanvaihtojärjestelmän tarkoituksena on pitää loppusijoituslaitoksen ilman laatu riittävän hyvänä. Radon ja dieselajoneuvojen pakokaasupäästöt ovat suurimmat ilman laadun heikentäjät. Louhinta aiheuttaa pölypäästöjä ja louhinnan räjäytyskaasut on tuuletettava. Ilmastoitavien kalliotilojen tilavuus on noin m 3. Tilojen keskimääräinen ilmanvaihtokerroin on noin 0,5 1/h. (Nieminen & Peltokorpi 2011). Loppusijoituslaitoksen valvonta- ja valvomattoman alueen yhteinen tuloilmakeskus sekä valvonta- ja valvomattoman alueen poistoilmakeskukset sijaitsevat maan päällä IV-rakennuksessa. Paineenkorotuskeskukset sijaitsevat maan alla teknisten tilojen yhteydessä olevissa tulo- ja poistoilmakuiluliittymissä. Ilmanvaihdon periaate on esitetty kuvassa 3-6. Keskustunnelissa on sekä tulo- että poistoilmalle runkokanavat, joihin kytketään tuloilmakuilusta sekä valvonta- ja valvomattoman alueen poistoilmakuiluista tulevat tulo- ja poistoilmakanavat, kuva 3-7. Ajotunneli tuuletetaan tuloilmakuilun ja valvomattoman alueen poistoilmakuilun kautta palo-osastoittain.

72 66 Kuva 3-6. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen ilmastoinnin periaate. Kuva 3-7. Haarautuvan ajoneuvoyhteyden katossa on tulo- ja poistoilman runkokanavat.

73 67 Valvonta- ja valvomattoman alueen rajaa siirretään ilmanvaihtokanavassa sitä mukaa kun loppusijoitus etenee. Sekä tulo- että poistoilmanvaihtokanavaan asennetaan tarvittaessa paineenkorotuspuhaltimia riippuen siitä miten pitkälle kuiluista loppusijoitus on edennyt. Valvonta-alueen poistoilman aktiivisuutta valvotaan, mutta järjestelmään ei asenneta aktiivihiilisuodattimia eikä hiukkassuodattimia. Jos poistoilmassa havaitaan poikkeuksellinen määrä aktiivisuutta, niin valvomoon tulee tästä hälytys. Poistoilma pysäytetään manuaalisesti, jos tämä katsotaan tarpeelliseksi. Jos loppusijoituslaitoksen valvontaalueen poistoilma halutaan suodattaa, niin kapselointilaitoksen valvonta-alueen poistoilmajärjestelmää voidaan käyttää poistoilman suodatukseen. Sekä valvonta- että valvomattoman alueen poistoilmakanavia käytetään tulipalon sattuessa savunpoistoon. Ilmanvaihtokanavat paloeristetään ja kanavien lävistäessä paloosaston rajan kanavat varustetaan palosuluilla. Paloeristysluokka on EI 60:n mukainen. Savunpoistoa varten tarvitaan erilliset savunpoistopuhaltimet, joiden kapasiteetti mitoitetaan pahimman loppusijoituslaitoksessa tapahtuvaksi arvioidun tulipalotilanteen mukaisesti. Poistoilmakanavat ovat alipaineisia, koska poistoilmapuhaltimet ovat maan pinnalla. Tällöin poistoilmakanavien tiiveyteen ei tarvitse kiinnittää erityistä huomiota. Loppusijoitustunneleissa tuloilmakanavat johdetaan tunneleiden perälle ja poistoilmakanavat tunneleiden suulle. Suurin ilmamäärä, noin 80 m 3 /s, tarvitaan yleensä louhintavaiheiden aikana. Valvomattomalle alueelle johdetaan ilmaa 60 m 3 /s ja valvonta-alueelle 20 m 3 /s. Louhintavaiheessa osassa valvomatonta aluetta kulkee louhinnassa käytettäviä ajoneuvoja, joiden tuottamien pakokaasujen tuulettamisessa voidaan tarvita normaalia tilannetta enemmän ilmaa. Tällöin muissa käytössä olevissa valvomattoman alueen tiloissa ilmanvaihtokerroin on vähintään 0,3 1/h ja valvonta-alueella 0,5 1/h. Suurimmillaan puhaltimien tehontarve on noin 500 kw Vesijärjestelmät Vettä tarvitaan louhinnassa, loppusijoitusreikien porauksessa, tilojen ja ajoneuvojen pesussa sekä saniteettilaitteisiin. Vettä käytetään myös palontorjuntaan. Kierrätysvesipumppaamoa ei tehdä, koska kalliosta vuotavaa suolaista vettä ei voida käyttää pesutarkoituksiin, kallion louhintaporaukseen eikä loppusijoitusreikien poraukseen. Veden tarve Loppusijoituslaitoksen keskimääräinen päivittäinen veden tarve on noin 25 m 3 vuositarve noin m 3 (Kukkola 2006). sekä

74 68 ONKALOssa on varauduttu 8 l/s veden kulutukseen (Posiva 2008). Virtaama riittää myös käyttövaiheessa, jossa veden tarve on samaa suuruusluokkaa. Vesi otetaan Korvensuon altaasta. Veden ei tarvitse täyttää juomavedelle asetettuja vaatimuksia. Lisäksi vettä tarvitaan loppusijoitustunneleiden sulkurakenteiden betonivalujen jäähdyttämiseen noin 30 l/min vuorokauden ajaksi sulkua kohti. Käyttövesi Käyttöveden laadun tulee täyttää juomavedelle asetetut laatuvaatimukset. Käyttövesi otetaan Olkiluodon ydinvoimalaitoksen vesijohtoverkosta. Käyttöveden päivittäinen tarve loppusijoituslaitoksessa on noin 6 m 3 (Kukkola 2003a). Järjestelmän kapasiteetin tulee olla 2,5 l/s. ONKALOssa käyttöveden mitoitusvirtaama on 2,5 l/s. Käyttövesi syötetään loppusijoituslaitokseen henkilökuilun kautta. Loppusijoituslaitoksessa tarvitaan reduktioasema hydrostaattisen paineen alentamiseksi. Käyttöveden runkoputken halkaisijaksi riittää 20 mm. Loppusijoituslaitoksessa lämpimän veden tarpeen oletetaan olevan viidennes koko käyttöveden tarpeesta. Lämmintä vettä tarvitaan eniten ajoneuvojen pesussa. Lämmin käyttövesi tuotetaan loppusijoituslaitoksessa sähkökäyttöisellä lämminvesivaraajalla. Lämminvesivaraaja on litran suuruinen. Lämminvesivaraajan sähköteho on 16 kw (Kukkola 2003a). Sammutusvesi Maanpinnan tasolle porausvedelle/pikapalopostille on tehty 8 m 3 säiliö sekä 20 m 3 sprinklerivesisäiliö. Tilat, joissa on merkittäviä palokuormia, varustetaan sprinklerijärjestelmällä. Tasolla -290 sijaitsevan sprinkleriveden säiliötilavuus on 200 m 3. Valvonta-alueen tilat, joissa on merkittäviä palokuormia, varustetaan sprinklerijärjestelmällä. Kapselikuiluun ei tehdä sprinkleriä, mutta kapselihissin kori varustetaan sprinklerillä. Keskustunnelissa henkilökuilun kautta tuleva palovesiputki yhdistetään valvonta-alueen henkilökuilussa tulevaan putkeen, jotta saataisiin aikaan rengasputki, jota syötetään kahdesta lähteestä. Loppusijoitustasolla reduktioasema alentaa paineen sopivaksi. Syöttöputken paineluokka ennen reduktioasemaa on 6 MPa ja putkimateriaalina on haponkestävä teräs, SMO. Putkikoko voi olla NS 50. Sammutusvesijärjestelmä toimii hydrostaattisella paineella, joten sähköenergiaa ei tarvita sammutusveden pumppaukseen. Saniteettijärjestelmä WC-viemärivedet kootaan 5 m 3 suuruiseen säiliöön, josta jätteet kuljetetaan pois lokaautolla. Saniteettijärjestelmä rakennetaan ONKALO-vaiheessa.

75 Vuotovesijärjestelmä Vuotovesijärjestelmän tarkoitus on koota kalliosta vuotavat vedet sekä pesuvedet selkeytysaltaaseen, selkeyttää vedet sekä pumpata vesi selkeytysaltaasta maan pinnalle pois johdettavaksi. Toteutustapa ONKALO:n rakentamisen yhteydessä on ajotunneliin tehty noin 500 m välein louhittuihin erillistiloihin vuotovesien välipumppaamot. Varsinainen vuotovesien kokooja-allas on tehty noin tasolle -430 metriä. Altaan tilavuus on m 3. Loppusijoituslaitoksen käyttövaiheessa pumpataan vuotovesi selkeytysaltaasta ylös yhdessä vaiheessa kuilua pitkin. Ajotunnelin välipumppaamoihin vaihdetaan pienemmät pumput, jotka kytketään henkilökuilun vuotovesien nousujohtoihin. Loppusijoituslaitoksessa vuotovedet kerätään salaojia pitkin vuotovesien selkeytysaltaaseen. Kapseli- ja henkilökuilujen pohjalle asennetaan erilliset viemärivesipumput, joilla vesi pumpataan selkeytysaltaaseen. Viemärivesien radioaktiivisuutta selkeytysaltaassa ei mitata. Kokoojasäiliön ja pumppujen mitoitus ONKALO-vaiheessa mitoitusvirtaamana oli 10 l/s. Jos kalliosta vuotaa vettä 3 l/min 100 m:n tunnelipituutta kohden, niin tällöin 10 l/s virtaama tarkoittaa 20 km avointa tunnelipituutta. Vuorokaudessa vuotovesiä kertyisi 864 m 3. Vuotovesien kokoojasäiliön kooksi valittiin m 3, johon keräytyvä vesimäärä voi olla noin m 3 /vrk. Vuotovesipumpuille sallitaan kahden vuorokauden pituinen käyttökatko. Vuotovesien kokoojasäiliö varustetaan kolmella vuotovesipumpulla. Kunkin pumpun kapasiteetti on 100 %, joten normaalissa käyttötilanteessa yksi pumppu käy ja kaksi on varalla. Jatkuvatoiminen pumppu toimii luotettavammin kuin vähän väliä käynnistettävä pumppu. Käyttöönottovaiheessa vuotovesipumppu säädetään toimimaan samalle tuotolle kuin mitä kallio vuotaa. Pumppu toimii huoltovälin pituisen jakson kerrallaan, jonka jälkeen käynnistetään toinen pumppu (joka jälleen toimii huoltovälin pituisen ajan kerrallaan). Jos vuotovesivirtaus tilapäisesti lisääntyy ja vuotovesialtaan pinta hälyttää, käynnistyy toinen vuotovesipumppu ensimmäisen rinnalle. Kaikki pumput kytketään rinnan kahteen runkolinjaan, jotka johdetaan henkilökuilun kautta maan pinnalle. Kun yhden pumpun tuotto on 10 l/s, niin vaadittu moottoriteho noin 82 kw. Tarvittava putkikoko on NS 100. Putki mitoitetaan 10 MPa:n paineelle. Putken seinämän paksuus

76 70 on noin 10 mm. Putkimateriaalin tulee kestää hyvin korroosiota. Materiaalina voisi olla esimerkiksi haponkestävä ruostumaton teräs, tyyppimerkiltään SMO Muut prosessijärjestelmät Dieselpolttoaineen syöttö Dieselpolttonesteen säiliöt (2 kpl) ovat noin tasolla -437 metriä omassa paloeristetyssä tilassa. Polttoainesäiliön tilavuudeksi on suunniteltu 3 m 3 (Kirkkomäki 2009). Polttoainesäiliöt on erotettu omaan palo-osastoon, jonka erotusluokka on EI 120. Dieselpolttoaine toimitetaan teknisen tilan polttoainesäiliöön huoltoautolla. Paineilmajärjestelmä ONKALO-vaiheessa rakennetaan teknisten tilojen huoltopaikkaan paikallinen paineilmajärjestelmä, jota tarvitaan huoltopaikan työkoneiden ja -laitteiden tarpeisiin. Kompressorin sähkötehon tarve on noin 15 kw. Järjestely on riittävä myös loppusijoituslaitoksen käyttövaiheen tarpeisiin Sähköjärjestelmät Sähkötehon syöttö Sähkötehon mitoitusarvo ONKALOssa on kw normaalikäytössä ja kuilujen nousuporauksen aikana sähkötehon lisätarve on 500 kw (Posiva 2008). Teho kattaa myös maanpäällisen laitososan tarpeet. Muuntamot ovat tasoilla -90, -180, -290 ja -420 metriä. ONKALO-vaiheessa on lisäksi hankittu yksi siirrettävä muuntamo louhintatyön tarpeisiin. Sähkötehon tarve loppusijoituslaitoksen käyttövaiheessa ei kasva, tehontarve on noin kw. Suurimpia yksittäisiä tehonkuluttajia ovat loppusijoitusreikien porausyksikkö sekä louhintaporausjumbo. ONKALO-vaiheessa sähkö tuodaan loppusijoituslaitokseen kahdella 20 kv:n syöttölinjalla, joista toinen tulee henkilökuilua pitkin ja toinen ajotunnelia pitkin. (Tuominen 2012). Loppusijoituslaitoksen käyttövaiheessa loppusijoituslaitokseen on kolme sähkönsyöttöyhteyttä, yksi valvonta-alueen kautta ja kaksi valvomattoman alueen kautta. Valaistus Valaistusjärjestelmän tarkoituksena on antaa loppusijoituslaitokselle sopiva yleisvalaistus sekä työskentelypisteisiin riittävän tehokas paikallisvalaistus. Loppusijoituslaitokseen järjestetään lisäksi akkuvarmennettu varavalaistus loisteputkilla. Valaistusjärjestelmän tehontarve on noin 220 kw (Kukkola 2003a).

77 71 Telejärjestelmät Telejärjestelmien tarkoituksena on mahdollistaa työryhmien keskinäinen yhteydenpito loppusijoitustiloissa sekä työryhmien tavoitettavuus maan pinnalta. Telejärjestelmät tullaan rakentamaan pääosin jo ONKALO-vaiheessa (Posiva 2008). Loppusijoituslaitoksen käyttövaihetta varten ONKALOn telejärjestelmiä laajennetaan. Puhelinsisäjohtoverkko Perinteisiin puhelinyhteyksiin käytetään yleiskaapelointiverkkoa. Antennijärjestelmät Yhteisantenniverkon kautta loppusijoitustiloihin saadaan TV- ja radiolähetykset. Viranomaisantenniverkko (VIRVE) rakennetaan viranomaismääräysten mukaisesti. Äänentoistojärjestelmä Äänentoistojärjestelmä asennetaan pääasiassa hätäkuulutuskäyttöä varten. ATK-verkko ATK ja puhelinyhteyksiä varten toteutetaan yleiskaapelointijärjestelmä, jonka ristikytkentätelineet ja laitekaapit sijoitetaan -437-tason teknisten tilojen telehuoneeseen. Merkinantojärjestelmä Merkinantojärjestelmässä käytetään summereita ja vilkkuvaloja hyväksi. Langaton puhelinjärjestelmä DECT täydentää langallisia puhelimia. Valvonta- ja turvajärjestelmät ONKALOn yhteydessä rakennetaan seuraavat valvonta- ja turvajärjestelmät (Posiva 2008). Käyttövaiheessa järjestelmiä laajennetaan. Paloilmoitinjärjestelmä. Tilat suojataan automaattisella paloilmoitinjärjestelmällä. Ilmaisimina käytetään savu- ja lämpöilmaisimia sekä optista kuitukaapelia. Kameravalvontajärjestelmä. Kulkureittejä valvotaan kameravalvontajärjestelmällä. Kulunvalvontajärjestelmä. Kulku rajoitetaan jo maan päällä, joten maanalaisissa tiloissa ei tarvita erillistä kulunvalvontajärjestelmää. Sen sijaan maan alla käytetään henkilöitten paikannusjärjestelmää, jota tarvitaan pelastustilanteissa. Merkki- ja turvavalaistusjärjestelmä. Maanalaisten tilojen merkki- ja turvavalaistusjärjestelmää varten UPS-laitteet ryhmäkeskuksineen asennetaan erilliseen UPS-pääkeskushuoneeseen.

78 72 Savunpoistojärjestelmä. Savunpoistojärjestelmän puhaltimet ja -pellit ohjataan savunpoistokeskuksilla, jotka asennetaan palokunnan tuloreitin eli paloilmoitinjärjestelmän käyttölaitteen viereen sekä -437-tason turvakeskukseen Loppusijoituslaitoksen valvontamittausjärjestelmät Kunnonvalvonta Kunnonvalvonnan tarkoituksena on valvoa käyttövaiheen aikana loppusijoituslaitoksen ja järjestelmien kuntoa. Loppusijoituslaitoksen kuntoa valvotaan mittaamalla vuotovesimäärää sekä kallion jännityksiä ja siirtymiä. Instrumentointijärjestelmä Instrumentointijärjestelmän avulla kerätään ja käsitellään tietoa loppusijoituslaitoksen kunnosta ja valvotaan, että työturvallisuus säilyy hyvänä loppusijoituslaitoksessa. Loppusijoituslaitokseen ei tehdä valvomotiloja, vaan mittaustiedot kerätään nostinlaiterakennuksen valvontakeskukseen. Loppusijoituslaitoksessa tehdään ainakin seuraavia mittauksia: hydrogeologiset valvontamittaukset kalliotekniset valvontamittaukset ilman, kallion ja veden lämpötilamittaukset ilman kosteusmittaukset viemäriveden pintamittaukset ilman aktiivisuusmittaukset CO-, CO 2 -, NO x - ja radonpitoisuuden mittaukset ilman pölypitoisuuden mittaukset savunilmaisu ydinmateriaalivalvontaan liittyvät mittaukset Siirto- ja kuljetusjärjestelmät Hissit Kapselihissi Kapselikuilun hissi kytkeytyy kapselointilaitokseen. Kapselihissiä käytetään loppusijoituskapseleiden siirtoon kapselointilaitoksesta loppusijoitustilaan. Kapselihissiä käytetään myös loppusijoitusreikiin asennettavien puristettujen bentoniittilohkojen kuljetukseen loppusijoitustilaan. Kapselihissin käyttölaitteena on kitkapyöränä toimiva rumpunostin, jossa on jarrulevyt hydraulisia, varmennettuja levyjarruja varten. Kapselihissi on varustettu köysijohteilla ja vastapainolla, ja se mitoitetaan kg hyötykuormalle. Hissin ajonopeus on mak-

79 73 simissaan 3 m/s ja ryömintänopeus 0,4 m/s. Hissin käyttömoottorina on 630 kw tehoinen vaihtovirtamoottori. Hissin siirtämisessä käytettävän köysipyörän halkaisija on mm ja sen kautta kulkee 6 kpl teräsköysiä, joiden halkaisija on 35 mm. Henkilökuilun henkilönostinlaite Henkilökuilun henkilönostinlaite kytkeytyy nostinlaiterakennukseen. Nostinlaitetta käytetään loppusijoituslaitoksen sekä valvomattoman että valvonta-alueen henkilöliikenteeseen. Nostolaitteen käyttölaitteena on kaivosnostinlaitteesta modifioitu rumpunostokone. Hissi tehdään 26 henkilölle. Hissikori on kaksikerroksinen. Hissin nopeus on 5-10 m/s ja kuormankantokyky kg. Siirtovaunut Loppusijoituskapselien lyhyet horisontaalisiirrot hoidetaan kapselin siirtotrukilla (Suikki 2012). Loppusijoituskapseli ajetaan kapselointilaitoksessa kapselikuilun hissiin kapselin siirtotrukilla ja kapselin siirtotrukki ajetaan ulos. Kapselikuilun alapäässä kapseli ajetaan samanlaisella kapselin siirtotrukilla hissistä ulos joko kapselivarastoon tai kapselin lastausasemaan, josta kapseli lastataan kapselinkuljetusajoneuvoon. Kapselin siirtotrukki on sähkökäyttöinen ja sen kuormankantokyky on kg. Siirto- ja asennusajoneuvot Siirto- ja asennusajoneuvoja käytetään polttoainekapseleiden ja bentoniittilohkojen siirtoon ja asennukseen loppusijoitustiloissa. Täyteainelohkojen siirtoon ja asennukseen tarvitaan omat ajoneuvot. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvo Loppusijoituskapseli siirretään ajoneuvolla kapselihissin lastausasemasta loppusijoitustunneliin ja asennetaan loppusijoitusreikään. Kapseli on siirron aikana säteilysuojassa. Sen tarkoituksena on suojata ympäristöä käytetyn polttoaineen säteilyltä sekä kapselia ulkoisilta tekijöiltä. Kuvassa 3-8 on laitteen periaatekuva, joka pohjautuu laitteen prototyyppisuunnitelmaan. Prototyyppisuunnitelmassa laite on jaettu asennuslaitteistoon ja vetotraktoriin. Lopullisessa ratkaisussa voidaan vetolaitteisto mahdollisesti integroida asennuslaitteistoon, tavoitteena kompaktimpi laite ja pienempi kääntösäde. Laitteen kääntyvyydellä on suora vaikutus loppusijoitustilojen layout-suunnitteluun keskustunneleiden ja loppusijoitustunneleiden risteysalueella. Yleisesti ottaen ajojärjestelmä on kumirenkailla varustettu ajoneuvo (-yhdistelmä), jonka kääntyvyys pyritään optimoimaan tehokkaan layout-suunnittelun mahdollistamiseksi. Ajoneuvo joutuu toimimaan erittäin ahtaissa tunneleissa. Vaikka liikenopeudet ajoneuvolla ovat hitaita (alle 10 km/h), ovat massat ja näin myös liike-energiat melko suuria. Tämän takia kaikki ajoneuvon kulmat on suojattu massiivisilla puskureilla, jotka estävät ajoneuvon vaurioitumisen mahdollisissa törmäystilanteissa.

80 74 Kuva 3-8. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvo (Prototyyppisuunnitteluun perustuva havainnekuva, Cadring Oy). Säteilysuoja on jaoteltu kolmeen pääkomponenttiin: putkeen, päätyyn ja takasäteilysuojaan. Säteilysuoja on 150 mm paksu teräslieriö, jonka sisällä on 50 mm paksu kerros booripitoista polyeteeniä. Polyeteenin tarkoituksena on toimia lisäsäteilysuojana neutronisäteilyä vastaan. Samalla se toimii naarmuilta suojaavana vastinpintana kuparikapselille. Kaikki liitokset on sijoitettu ja suunniteltu siten, ettei suoraa säteilyä pääse tunkeutumaan ulos. Liitokset on sijoitettu säteilysuojan molempiin päihin siten, ettei loppusijoituskapseli makaa liitoskohtien päällä. Liitokset on toteutettu käyttäen labyrinttirakennetta, joka estää säteilyvuodon. Säteilysuojan kääntäminen ja liikuttaminen ajoneuvon alustan päällä suoritetaan säteilysuojan käsittelylaitteilla. Käsittelylaitteet koostuvat johderakenteesta, hydraulivinsseistä sekä hydraulisista tukijaloista, joissa on lisäksi sivuttaissäädön mahdollistavat toiminnot. Asennuslaitteen runko vaaitaan tukijaloilla vaakasuoraan, jonka jälkeen säteilysuoja voidaan laskea loppusijoitusreikään. Lasku ja kääntö ovat pakko-ohjattuja rungon johdemekanismin avulla, eli kääntötoiminto tapahtuu aina vakiorataa noudattaen, kuva 3-9. Oikea asema loppusijoitusreikään varmistetaan sekä kameroilla että paikannusjärjestelmällä. Lähes kaikki kapselin käsittelytekniikkaan liittyvät laitteet ovat hydraulisia. Palokuorman minimoimiseksi laitteen hydrauliöljyt ovat palamatonta laatua.

81 75 Kuva 3-9. Kapselin kääntöperiaate. Säteilysuojan putken takapää on suunniteltu siten, että säteilysuoja voidaan kääntää loppusijoitusreikään mahdollisimman pienessä tilassa. Tämä johtaa matalampaan loppusijoitustunnelin korkeuteen ja pienempään loppusijoitusreiän viisteeseen. Säteilysuojan sisähalkaisija on mm. Loppusijoituskapselin ulkohalkaisijan ollessa mm tarkoittaa tämä sitä, että kapselin ja säteilysuojan välissä on nosto- tai laskuvaiheessa välystä vain 10 mm. Takapään sisäpuolelle on lisätty myös viiste, joka toimii tarvittaessa ohjaavana pintana, kun kapselia nostetaan säteilysuojaan. Köysipyörät ja tarttuja on sijoitettu säteilysuojan päätyyn. Pääty on kiinnitetty säteilysuojan putkeen sen päädyssä olevasta laipasta pulteilla. Pulttikiinnityksen johdosta se voidaan irrottaa säteilysuojan putkesta mahdollisissa ongelmatilanteissa tai huoltotöitä varten. Vinssilaitteistot on sijoitettu säteilysuojan alapuolelle. Tämä mahdollistaa pienemmän kääntösäteen säteilysuojalle ja näin myös matalamman tunnelikorkeuden.

82 76 Säteilysuojan päädyn sisäosa on muotoiltu niin, että köysipyörät, tarrain ja köydet mahtuvat toimimaan. Materiaalipaksuus on kuitenkin pyritty pitämään vaaditussa vahvuudessa. Koska loppusijoituskapseli ei voi milloinkaan olla säteilysuojassa ilman, ettei tarrain olisi kiinni sen kannessa, voidaan säteilysuojan päädyn seinämävahvuutta tarkasteltaessa ottaa huomioon myös nostimen ainevahvuus (noin 100 mm). Kapseli nostetaan kahdella hydraulivinssillä, jotka on kiinnitetty säteilysuojaan. Hydraulivinssit toimivat itsenäisesti niin, että toisen vinssin rikkoutuessa kapseli pystytään turvallisesti laskemaan alas loppusijoitusreikään. Nostolaitteessa on talja, joka kaksinkertaistaa vinssien vetovoiman. Vinssit on sijoitettu suojakotelon sisään, jotta mahdollisen öljyvuodon seurauksena öljyä ei pääse loppusijoitusreikään tai maaperään. Samalla se suojaa vinssejä myös lialta ja kolhuilta. Loppusijoituskapseli nostetaan kuparikannen nostourista säteilysuojaan ja lasketaan loppusijoitusreikään tarttujalla, kuva Tarttujassa on kaksi köysipyörää joiden varassa se roikkuu nostolaitteiston nostoköysissä säteilysuojan päädystä. Tarttuja on suunniteltu itselukittuvaksi, joten mahdollisen vian sattuessa kapseli ei pääse irtoamaan tarttujasta. Leukojen asento voidaan todentaa visuaalisesti säteilysuojan päädyn sisäpuolelle asennetulla kameralla. Laitteen ohjausjärjestelmä koostuu hydrauliikan ohjaus- ja monitorointilaitteista, kamerajärjestelmästä, valvontajärjestelmästä ja telemetriasta. Kaikissa liikkeissä on valvonta, ettei normaaleja kuormituksia tai liikeratoja ylitetä. Koska asennus on aina samanlainen, on se mahdollista tehdä myös täysin automaattisesti. Molemmissa tapauksissa erillinen valvontaohjelmisto seuraa asennuksen etenemistä ja pysäyttää tai varoittaa mahdollisten poikkeamien sattuessa. Samalla järjestelmä dokumentoi asennuksen vaiheet ja tallentaa esim. kapselin pinnan laadusta otetut viimeiset kuvanäytteet. Telemetrian avulla laitteen reaaliaikainen seuranta ja ohjaus ovat mahdollista suorittaa myös maan pinnalta käsin.

83 77 Kuva Loppusijoituskapselin tarttuja. Bentoniittilohkojen siirto- ja asennusajoneuvo Bentoniittilohkot siirretään kapselihissin ala-asemalta loppusijoitustunneliin loppusijoitusreikien kohdalle (tai lohkot voidaan tarvittaessa välivarastoida teknisiin tiloihin) ja asennetaan loppusijoitusreikään bentoniittilohkojen siirto- ja asennuslaitteilla. Lohkojen asennusjärjestelmä on esitetty kuvassa 3-11.

84 78 Puskurilohkojen asennuslaite Puskurilohkojen siirtolaite Siirtoajoneuvo Kuva Bentoniittilohkojen asennusjärjestelmä. Louheennosto Louhe kuljetetaan ajotunnelia pitkin maan pinnalle. Louheen lastaukseen ja kuljetukseen käytetään dieselmoottorikäyttöisiä ajoneuvoja. Kapselin pudotusvaimennin Kapselihissin kaikkien köysien mahdollisesti katketessa kerralla loppusijoituskapseli putoaa kapselikuiluun. Pudotuskorkeus on suurimmillaan noin 450 metriä. Kapselikuilun pohjalle asennetaan mekaaninen iskunvaimennin. Vaimentimeksi kuilun pohjalle soveltuu noin 20 metrin paksuinen kevytsorakerros. Kapseli säilyy ehjänä putoamistilanteissa. Kapselin päätä ei tarvitse muotoilla, eikä kärkikartioita tarvita. Kapselikuilun vuotovesien pinta täytyy rajoittaa tasolle, jolla kevytsorapatja ei vielä kellu. Kellumistapauksessa kapseli läpäisee sekä suurilla ja pienillä törmäysnopeuksilla kevytsorakerroksen ja iskeytyy pohjaan. Vaimentimen toiminnasta on tehty analyysejä sekä pienen mittakaavan kokeita (Kuutti et al. 2012) Maanalaisen kapselivaraston jäähdytysjärjestelmä Loppusijoituslaitoksen tasolla -445 sijaitsee kapselivarasto, jonka kapasiteetti on 30 polttoainekapselia. Kapselivarastosta on yhteys kapselikuiluun. Kapselivaraston jäähdytysperiaate on esitetty kuvassa 3-12.

85 79 Kuva Maanalaisen kapselivaraston jäähdytysperiaate. Maanalaisessa kapselivarastossa säilytettävät polttoainekapselit jäähdytetään tuulettamalla tilaa loppusijoituslaitoksen tuloilmajärjestelmän tuloilmalla ja poistamalla lämmennyt ilma kapselointilaitoksen valvonta-alueen poistoilmajärjestelmään. Kapselointilaitoksen valvonta-alueen poistoilmajärjestelmää käytetään ilmanvaihdon lisäksi kapselikuilun, maanalaisen kapselivaraston ja laitosjätetilan pitämisessä alipaineisina niitä ympäröiviin valvomattoman alueen tiloihin nähden. 3.3 Turvallisuusluokitus STUK:n turvallisuusluokitusta koskevan ohjeen YVL B.2 (luonnos 4) mukaan ydinlaitoksen turvallisuuden kannalta tärkeät järjestelmät, rakenteet ja laitteet suunnitellaan, valmistetaan ja asennetaan sekä niitä käytetään siten, että niiden laatutaso ja laatutason todentamiseksi tarvittavat tarkastukset ja testaukset ovat riittävät kohteen turvallisuusmerkityksen huomioon ottaen. Tämän periaatteen noudattamiseksi ydinlaitoksen järjestelmät, rakenteet ja laitteet ryhmitellään turvallisuusluokkiin 1, 2 ja 3 sekä luokkaan EYT (ei ydinteknisesti luokiteltu). Kohteet, joiden turvallisuusmerkitys on suurin, kuuluvat turvallisuusluokkaan 1. Myös ohjeessa YVL D.5 on ohjeistusta loppusijoitusjärjestelmän osien turvallisuusluokitukseen. Turvallisuusluokka antaa lähtökohdan ydinlaitoksen järjestelmien, rakenteiden ja laitteiden laadunvarmistusvaatimusten määrittelyyn.

86 80 Turvallisuusluokitus on perusteena määritettäessä Säteilyturvakeskuksen valvontalaajuutta. Turvallisuusluokitusehdotus laaditaan osaksi rakentamislupahakemuksen yhteydessä STUK:lle toimitettavaa aineistoa. Lopullisesti järjestelmien, rakenteiden ja laitteiden turvallisuusluokitus määräytyy, kun STUK hyväksyy luokitusehdotuksen. Posivan ehdotuksen mukaan loppusijoitusjärjestelmän EBS-komponenttien osalta loppusijoituskapselit ovat turvallisuusluokkaa 2, bentoniittipuskuri ja loppusijoitusreikä sekä loppusijoitustunnelin tulpan betonirakenne luokkaa 3 ja tunnelin täyttömateriaali luokkaa EYT. Teknisten järjestelmien osalta polttoaineen ja loppusijoituskapselien käsittelyjärjestelmät ovat luokkaa 3. Lisäksi säteilymittausjärjestelmät ja ne jäähdytys-, ilmanvaihto-, viemäröinti- ja sähköjärjestelmät, joilla on ydinturvallisuusmerkitystä, ovat luokkaa 3. Muilta osin järjestelmät olisivat luokkaa EYT. 3.4 Paloturvallisuus Viranomaismääräykset Noudatettavat viranomaismääräykset on esitetty luvussa 2.3.1, jossa otetaan kantaa mm. turvallisuusluokitteluun, järjestelmien toiminnallisiin ja varmentamisvaatimuksiin sekä häiriöiden ja onnettomuuksien ehkäisemiseen ja seurausten hallintaan Toimenpiteet paloturvallisuuden suhteen Loppusijoituslaitoksen suunnitelmat on tehty voimassa olevien määräysten mukaan. Paloteknisen suunnittelun tueksi laadituista palotarkasteluista on laadittu erillinen raportti (Peltokorpi et al. 2012). Palokuormien minimointi Sähkönjakokeskukset on sijoitettu omiin palo-osastoihin. Muuntajat ovat tyypiltään niin sanottuja kuivamuuntajia, joten niissä ei ole öljyä lisäämässä palokuormaa. Hissien sähkömoottorit ovat maan pinnalla, joten ne eivät lisää palokuormaa loppusijoitustiloissa. Kaapelipalot ovat mahdollisia, vaikka käytettäisiinkin ns. palamattomia kaapeleita. Käytöstä poistettuja, esimerkiksi rakennusaikaisia kaapeleita ei jätetä kaapeliradoille, vaan ne poistetaan palokuormaa lisäämästä. Loppusijoituskapselin siirtoajoneuvon paloturvallisuuteen kiinnitetään erityistä huomiota.

87 81 Tilasuunnittelu ja palotekninen osastointi Tilat, joissa on merkittäviä palokuormia sekä poistumisreitit, erotetaan omaksi paloosastokseen, kuva Tällaisia tiloja ovat esimerkiksi sähkönjakokeskukset, polttonestesäiliöt sekä portaikot ja muut henkilökulkutiet. Paloeristysluokka on EI 60:n mukainen. Dieselpolttonesteen säiliö on tasolla -437 omassa paloeristetyssä tilassa, jonka erotusluokka on EI 120. Palo-osaston koko rajoitetaan, jotta pelastautumisreitin pituus ei kasvaisi liian suureksi. Savu leviää muutamassa minuutissa suureenkin tilaan, joten ihmisten on kyettävä poistumaan palo-osastosta tulipalotilanteessa muutamassa minuutissa. Samoin rajoitettu palo-osaston koko rajoittaa taloudelliset vahingot palotilanteessa. Valvonta- ja valvomattoman alueen raja on samalla palo-osastoraja. Erotusrakenteen vahvuus määräytyy palosuojausvaatimusten mukaan. Osaston rajalla on lukittu palo-ovi, jota saa käyttää vain hätätapauksessa. Kanavaläpiviennit varustetaan automaattisesti sulkeutuvilla palopelleillä. Palo-osaston ja palopellin välinen kanavaosuus on myös paloeristettävä. Palo-osastoinnin vuoksi keskustunnelia ei viemäröidä avokanavilla, vaan vuotovesi johdetaan putkissa ja lattiakaivoissa on vesilukot. Kuva Palo-osastoivat seinät (punaisella) teknisten tilojen pysäköinti-, varasto- ja pesuhallissa.

88 82 Savunpoisto Rinnakkaiset keskustunnelit erotetaan toisistaan erillisiksi palo-osastoiksi. Keskustunnelista on aina lyhyt matka toiseen rinnakkaiseen keskustunneliin, joka on toista paloosastoa. Sekä valvonta- että valvomattoman alueen poistoilmakanavia käytetään tulipalon sattuessa savunpoistoon. Poistoilmakanavat ovat alipaineisia, jolloin niiden ei tarvitse olla täysin tiiviitä. Loppusijoitustunneleissa tuloilmakanavat johdetaan tunneleiden perälle ja poistoilmakanavat tunneleiden suulle, jotta palotilanteessa paisuva ilma saadaan poistettua ja palo-osasto pidettyä alipaineisena keskustunneliin nähden. Savunpoistojärjestelmän puhaltimia ja -peltejä ohjataan savunpoistokeskuksilla, jotka asennetaan palokunnan tuloreitin eli paloilmoitinjärjestelmän käyttölaitteen viereen sekä -437-tason turvakeskukseen. Turvakeskukset Sekä valvomattoman alueen että valvonta-alueen turvakeskukset ovat henkilökuilun 1 alapäässä. Turvakeskusten sähkönsyöttö on varmistettu akuilla 12 tunniksi. Turvakeskuksissa ei tarvita hengitysilmalaitteita tai hiilidioksidin poistoa, koska tilojen ilmanvaihto toimii myös onnettomuustilanteessa. Turvakeskukset ja henkilökuilu 1 ovat jatkuvasti ylipaineistettuja, jotta savu ei tunkeutuisi pelastautumisreitille. Ylipaineistusilmaa käytetään turvakeskusten ilmanvaihdossa. Ylipaineistuspuhaltimet on kahdennettu. Puhaltimet sijaitsevat maan päällä nostinlaiterakennuksessa. Valvomattoman alueen turvakeskus mitoitetaan 100 hengelle (kuva 3-14) ja valvontaalueen turvakeskus 50 hengelle. Kuva Valvomattoman alueen turvakeskus.

89 83 Paloilmoitinjärjestelmä Tilat suojataan automaattisella paloilmoitinjärjestelmällä. Ilmaisimina käytetään savuja lämpöilmaisimia sekä optista kuitukaapelia (anturi). Sammutusjärjestelmät Loppusijoituslaitos varustetaan pikapalopostilla. Tilat, joissa on merkittäviä palokuormia, varustetaan automaattisella sprinklerijärjestelmällä. 3.5 Tilojen asemointi Loppusijoituslaitoksen suunnittelun lähtökohtana on ollut loppusijoitustilojen sijoittaminen metrin syvyyteen Olkiluodon kallioperään. Tilojen sijoittaminen eli asemointi tehdään kallioperän rakenteiden sekä muiden kallioperästä määräytyvien suunnittelukriteerien mukaisesti. Tässä raportissa esitettävä tilojen asemointi on esimerkinomaista ja perustuu tällä hetkellä käytettävissä olevaan tietoon kallioperän ominaisuuksista ja soveltuvuuskriteerien täyttymisestä. Työn lähtökohtana on käytetty viimeisimpiä Olkiluodon kallioperästä saatuja tutkimustietoja sekä niihin perustuvaa mallinnusta (Posiva 2012g ja 2012h). Tilojen lopullinen asemointi tulee tarkentumaan tiloja rakennettaessa ja tiedon tason vielä lisääntyessä. Nyt suunnittelun perustana oleva käytetyn polttoaineen määräarvio saattaa myös muuttua ja siten vaikuttaa osaltaan tarvittavaan tilojen laajuuteen sekä näiden asemointiin. Kuvassa 3-15 on esitetty suunnitteluratkaisu tu suuruiselle käytetyn polttoaineen määrälle sijoitettuna vahvistetulle asemakaava-alueelle. Edellä mainittu tu on Posivan tähän asti saamien periaatepäätösten mukainen kokonaismäärä. Loppusijoituslaitoksen tarkemmat suunnitelmat on laadittu tiloille, joihin voidaan loppusijoittaa tällä hetkellä käynnissä ja rakenteilla olevien ydinvoimalaitosyksikön polttoaine luvun mukaisesti. Näiden osalta on suunnitteluperusteena oleva jätemäärä tu. Loppusijoitustilojen laajuus on suunniteltu 20 % suuremmalle kapselimäärälle kuin edellä mainittujen, suunnittelun lähtötietona olevan käytetyn ydinpolttoaineen määrä edellyttäisi. Käytettävä marginaali perustuu kallion soveltuvuusluokituksen (Posiva 2012j), eli RSC-työn (Rock Suitability Criteria) tuloksena tehtyihin arvioihin Olkiluodon kallioperän käytettävyysasteesta. Loppusijoitustilojen laajuus asemointityössä määräytyy näin ollen kapselipaikan mukaan. Loppusijoitustilojen asemoinnin kannalta kallioperän jännitystilalla on suuri merkitys. Viimeisimpien tutkimustietojen perusteella kallion pääjännityksen suunta loppusijoitussyvyydellä on 112 astetta eli noin itä-länsi (jännitystilamalli I) tai 144 astetta eli noin kaakko-luode (jännitystilamalli II) (Posiva 2012g). Nämä eivät kuitenkaan välttämättä ole aivan optimaalisia suuntia loppusijoitustiloille, sillä kalliotilojen pysyvyyteen voi vaikuttaa myös kallion rakoilun suunta.

90 84 Kuva Asemointiesimerkki loppusijoituslaitokselle (9 000 tu) (Kirkkomäki 2012). Kallioperätiedon epävarmuuksia kuvastavat suunnitellut asemointivaihtoehdot kuvissa Esitetyt kuusi eri vaihtoehtoa perustuvat tutkimustiedon perusteella tehtyihin erilaisin oletuksiin ja erilaisiin asemointisuuntiin. Valitut asemointisuunnat ovat 18 asteen välein välillä 90º/270º - 180º/360º. Asemointisuunta 144º/324º vastaa toista nykyisen käsityksen mukaisista kallion pääjännityksen suunnista. Loppusijoitustunneleiden välinen etäisyys on kaikissa vaihtoehdoissa vähintään 25 m. Kuvassa 3-16 on esitetty asemointivaihtoehto 1, jossa loppusijoitustunneleiden asemointisuunta on itä-länsi-suunta (90º/270º). Loppusijoitustunnelit jakaantuvat neljään eri paneeliin, joihin jokaiseen johtaa oma keskustunnelipari. Loppusijoitustunneleita on yhteensä 110 kappaletta, ja niiden kokonaispituus on noin 34,0 km. Keskustunneleiden kokonaispituus on yhteensä noin 8,4 km. Kuvassa 3-17 on esitetty toinen asemointivaihtoehto. Siinä loppusijoitustilat on asemoitu suuntaan 108º/288º, eli vaihtoehtoon 1 verrattuna 18 astetta enemmän pohjois-eteläsuuntaa. Loppusijoitustunnelit jakaantuvat nyt kolmeen eri paneeliin. Loppusijoitustunneleita on yhteensä 111 kappaletta. Keskustunneleiden kokonaispituus on 7,1 km. Kuvassa 3-18 on esitetty kolmas asemointivaihtoehto, jossa asemointisuunta on 126º/306º. Loppusijoitustilat jakaantuvat edelleen kolmeen paneeliin. Loppusijoitustunneleita on 119 kappaletta. Keskustunneleiden kokonaispituus on 6,6 km.

91 85 Kuvan 3-19 neljännessä asemointivaihtoehdossa asemointisuunta vastaa nykyistä käsitystä kallion pääjännityksen suunnasta loppusijoitustasolla, eli suuntaa 144º/324º. Loppusijoitustunneleita vaihtoehdossa 4 on yhteensä 127 kappaletta. Kuva Asemointivaihtoehto 1, jossa asemointisuunta 90º/270º (5 440 tu) (Kirkkomäki 2012). Kuvassa 3-20 on esitetty viides asemointivaihtoehto, jossa asemointisuunta on 162º/342º. Loppusijoitustunneleita on tässä vaihtoehdossa yhteensä 132 kappaletta. Keskustunneleiden pituus yhteensä on 6,4 km. Kuva Asemointivaihtoehto 2, jossa asemointisuunta 108º/288º (5 440 tu) (Kirkkomäki 2012).

92 86 Kuva Asemointivaihtoehto 3, jossa asemointisuunta 126º/306º (5 440 tu) (Kirkkomäki 2012). Kuva Asemointivaihtoehto 4, jossa asemointisuunta 144º/324º (5 440 tu) (Kirkkomäki 2012).

93 87 Kuvassa 3-21 on esitetty kuudes asemointivaihtoehto, jossa asemointisuunta vastaa pohjois-etelä-suuntaa, eli 180º/360º. Loppusijoitustunneleita on tässä vaihtoehdossa yhteensä 124 kappaletta, ja keskustunneleiden pituus on yhteensä noin 6,1 km. Edellä esitettyjen asemointivaihtoehtojen pohjana on sama kalliomalli ja ONKALOn layout. Asemointivaihtoehdot on laadittu myös samalle kapselipaikkamäärälle ja kaikissa vaihtoehdoissa keskustunnelin ja loppusijoitustunnelin välinen kulma on aina vähintään 60 astetta. Asemointisuunnan vaikutusta loppusijoitustunneleiden lukumäärään ja pituuteen sekä keskustunneleiden pituuksiin on vertailtu taulukoissa 3-1. Kuva Asemointivaihtoehto 5, jossa asemointisuunta 162º/342º (5 440 tu) (Kirkkomäki 2012).

94 88 Kuva Asemointivaihtoehto 6, jossa asemointisuunta 180º/360º (5 440 tu) (Kirkkomäki 2012).

95 89 Taulukko 3-1. Asemointivaihtoehtojen loppusijoitus- ja keskustunneleiden pituudet sekä loppusijoitustunneleiden lukumäärät (Kirkkomäki 2012). Loppusijoitustunneleita (kpl) Loppusijoitustunneleita (m) Keskustunneleita (m) Asemointivaihtoehto Asemointivaihtoehto Asemointivaihtoehto Asemointivaihtoehto Asemointivaihtoehto Asemointivaihtoehto Keskiarvo Yksityiskohtaisempaan tarkasteluun on tässä suunnitteluvaiheessa valittu asemointivaihtoehto 3, jossa asemointisuunta on 126º/306º. Kuvassa 3-22 on esitetty yksityiskohtaisemman tilasuunnittelun mukainen asemointi. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen kokonaistilavuus on tässä suunnitelmassa noin m 3 (taulukko 3-2). Loppusijoitustunneleiden kokonaispituus olisi yhteensä noin 35 km ja keskustunneleiden vastaavasti noin 7 km. Taulukko 3-2. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen laajuus (Kirkkomäki 2012). Tilavuus ilman loppusijoitusreikiä (m 3 ) - yhteensä kerralla avoinna, maksimi kerralla avoinna, minimi kerralla avoinna, keskimäärin valvonta-alue, maksimi valvomaton alue, maksimi Tunnelipituus (m) - loppusijoitustunnelit keskustunnelit 7 000

96 90 Kuva Loppusijoituslaitos loppusijoitustasolla loppusijoituksen päättyessä (5 440 tu) (Kirkkomäki 2012). 3.6 Tilojen vaiheittainen rakentaminen Loppusijoituslaitoksen kokonaistilavuudesta suurin osa on loppusijoitustunneleita. Niiden vuosittainen tarve on vähäinen, joten kaikkia loppusijoitustunneleita ei kannata rakentaa kerralla valmiiksi. Rakentamalla tiloja vaiheittain jaksottuvat rakentamiskustannukset pidemmälle ajanjaksolle ja samalla vähenee yhtä aikaa avoimena olevan tilan määrä. Tällä on vaikutusta tiloihin tulevan vuotoveden ja tarvittavan ilmanvaihdon määriin. Vuotoveden määrällä on vaikutusta tiloja ympäröivään kallioperän olosuhteisiin ja niiden säilymiseen loppusijoitukselle edullisina. Loppusijoituslaitoksen rakentaminen aloitetaan ONKALOn tiloja laajentamalla. Ennen loppusijoituksen aloittamista louhitaan kapseli- ja poistoilmakuilu 2, näiden kuiluliittymät ajotunneliin, kapselin vastaanottoasema ja kapselivarasto teknisiin tiloihin sekä ensimmäiset loppusijoitustunnelit ja niille johtavat keskustunnelit. Käyttövaiheen aikana tiloja laajennetaan lisää. Tilojen laajentamisesta on laadittu vaiheittaisen rakentamisen suunnitelma (Kirkkomäki 2012). Tämän suunnitelman laadinnan lähtökohdaksi on valittu loppusijoitustunneleiden jatkuva louhinta. Tällöin loppusijoitustunneleita louhitaan vain tarpeen mukaan. Keskustunneleita sen sijaan louhitaan kampanjamaisesti kerralla enemmin. Poikkeuksena on siirtyminen uuteen loppusijoituspaneeliin. Sen ensimmäiset loppusijoitustunnelit louhitaan keskustunneleiden kanssa kampanjamaisesti samaan aikaan.

97 91 Kuvassa 3-23 on esitetty maanalaisen loppusijoituslaitoksen laajeneminen vaiheittaisen rakentamisen suunnitelman mukaan 10 vuoden välein. Tiloja laajennetaan ensin teknisten tilojen pohjois- ja koillispuolelle. Tämän jälkeen tiloja laajennetaan teknisten tilojen länsipuolelle. Lopuksi tiloja laajennetaan teknisten tilojen luoteispuolelle. Laaditun vaiheittaisen rakentamisen suunnitelman (Kirkkomäki 2012) mukaan tiloja on yhdellä kertaa enimmillään avoinna noin m 3, joista suurin osa on valvomatonta aluetta. Valvonta- ja valvomattoman alueen maksimitilavuudet käyttövaiheen aikana ovat m 3 ja m 3.

98 92 Kuva Maanalaiset tilat loppusijoitussyvyydellä a) loppusijoituksen alkaessa, b) i) 10 vuoden välein loppusijoituksen aikana sekä j) loppusijoituksen päättyessä (Kirkkomäki 2012).

99 ONKALOn liittäminen osaksi loppusijoituslaitosta ONKALO on suunniteltu siten, että se toimii osana loppusijoituslaitosta loppusijoituksen alkaessa ja sen tilat täyttävät niille suunnitellut toiminnot osana loppusijoitustiloja. ONKALO ja loppusijoituslaitoksen maan alaiset tilat on esitetty kuvassa ONKA- LOn rakentamisessa käytettävät työmenetelmät ja materiaalit on valittu siten, että ne ovat hyväksyttäviä myös loppusijoituksen kannalta. ONKALOn ja loppusijoituslaitoksen yhteensovittamisella on varmistettu, että ONKA- LO voidaan liittää osaksi loppusijoituslaitosta myös ydinsulkuvalvonnan kansainvälisten sopimusten mukaisesti. ONKALOn ydinsulkuvalvonta perustuu ennakko-, toteutuma- ja monitorointitietoihin. Ennakkotietoihin kuuluvat suunnitelmat ja piirustukset, jotka on toimitettu säännöllisesti Säteilyturvakeskukselle. Toteutumatietoihin kuuluvat tarkastukset ja as built -kuvat, joilla tilojen lopullinen toteutunut muoto tulee todetuksi ja dokumentoiduksi. Toteutunut louhinta mitataan laserkeilauksella. Monitorointitietoihin kuuluu mikroseisminen valvonta, joka suoritetaan seismisistä mittausasemista muodostuvasta asemaverkosta. Ydinsulkuvalvonnan toteutumista valvotaan Säteilyturvakeskuksen kanssa pidettävissä seurantakokouksissa sekä erillisin tarkastuksin. Kansainvälinen ydinenergiajärjestö IAEA on myös käynnistänyt ydinsulkuvalvonnan ONKALOssa. a) b) Kuva ONKALO a) tänään ja b) osana maanalaista loppusijoituslaitosta. 3.8 Laajennettavuus Loppusijoituslaitosta voidaan laajentaa loppusijoitettavan polttoainemäärän mahdollisesti kasvaessa. Luvun 3.5 kuvassa 3-15 on esitetty esimerkki miten tu loppusijoituslaitos voisi sijaita Olkiluodossa nykyisen asemakaavan mukaisesti. Kuvassa 3-25 on puolestaan esitetty miten tu polttoainemäärälle mitoitettu loppusijoituslaitos voisi sijaita suunniteltuna ainoastaan kallioperäolosuhteiden ja niistä tällä hetkellä olevan tiedon perusteella. Kuvan suunnitelmassa on 191 loppusijoitustunnelia, joiden pituus on yhteensä 56,8 km. Keskustunneleiden pituus on yhteensä noin 10,5 km.

100 94 Loppusijoitustiloja on periaatteessa mahdollista laajentaa myös syvemmälle. Tässä tapauksessa on kuitenkin tarkasteltava mm. kallion kasvavan jännitystilan ja pohjaveden suolapitoisuuden vaikutusta loppusijoituksen pitkäaikaiseen turvallisuuteen. Tilojen laajentamista toiselle syvyystasolle on käsitelty tarkemmin luvussa 6.1. Kuva Suunnitteluesimerkki Olkiluodon kallioperäolosuhteiden mukaisesti asemoidusta tu polttoainemäärälle mitoitetusta loppusijoituslaitoksesta (Kirkkomäki 2012). 3.9 Loppusijoituslaitoksen tuottaminen Loppusijoituslaitoksen maanalainen käyttö alkaa tilojen tuottamisella, joka on kuvattu raportissa Underground Openings Production Line Design, production and initial state of the underground openings (Posiva 2012d), johon koko tämä kappale viittaa. Osa tiloista, kuten kolme kuilua, ajotunneli sekä tekniset tilat, on jo toteutettu ONKA- LO-vaiheessa, joka on kuvattu kappaleessa Maanalaisten tilojen tuotantomenetelmät ovat kuiluille sekä loppusijoitusrei'ille nousuporaus ja tunneleille poraus & panostus. Laitoksen käyttövaiheessa keskustunneleita louhitaan kerralla eteenpäin muutaman vuoden loppusijoitustunneleiden pituuden verran vaiheittain aiemmin tässä raportissa kuvatun mukaisesti. Loppusijoitustunneleiden tuottaminen reikineen taas on jatkuvampi prosessi, ja käyttötoiminnassa näkyy kaikki loppusijoitustunnelin vaiheet koko ajan. Osaa loppusijoitustunneleista ja -rei'istä on tutkimusvaiheessa, osa toteutuksessa ja osa on jo täytetty. Tilojen tuottamisessa limittyvät tutkimus- ja tuotantovaiheet, jolla varmistetaan, että edettäessä vaiheesta toiseen, on kallio kelvollista haluttuun tarkoituk-

101 95 seen ja että tilankäyttö saadaan optimoitua. Kallion luokituksen tekee RSC-prosessi (Posiva 2012j), johon on viitattu jo aiemmin kohdassa 2.1. ja toteutussuunnittelu tekee kallioluokituksen sekä teknisten vaatimusten perusteella toteutussuunnitelmat. Loppusijoituslaitoksen vaatimukset vaikuttavat myös käytettäviin materiaaleihin. Maanalaisiin tiloihin saa viedä vain luvitettuja aineita, jolloin suunnittelijan on mm. kallion tiivistystä suunnitellessaan oltava tietoinen missä osassa loppusijoituslaitosta tiivistystä tarvitseva kohta on, sillä eri osissa on erilaisia vaatimuksia. Karkeasti voidaan sanoa, että vinotunnelissa lähellä maan pintaa vaatimukset ovat lievemmät verrattuna loppusijoitusreikien läheisyyteen. Loppusijoituslaitoksen elinkaari on yli sata vuotta, jonka aikana myös louhintatekniikka tulee kehittymään merkittävästi. Onkin selvää, että louhintamenetelmien kehitystä seurataan ja menetelmien toimivuutta testataan myös Olkiluodon kallioperäolosuhteissa. Yllä mainituilla menetelmillä, jotka ovat tällä hetkellä koestettuja ja tunnettuja menetelmiä, saadaan tuotettua vaatimusten mukaiset maanalaiset tilat. Tulevaisuuden kehityksen myötä tuotantotavat voivat muuttua esim. mekaanisten menetelmien kehittyessä, jolloin ne voidaan ottaa suunnitellusti käyttöön myös ONKALOssa Poraus- ja panostusmenetelmällä toteutettavat tilat Kaikkien tunneleiden louhinnassa ensimmäinen vaihe on tutkimuspilottireikien kairaus. Näistä rei'istä tutkitaan edessä olevaa kallioperää, jotta tiivistys-, louhinta- ja lujitussuunnitelmat voidaan tehdä tarkalleen olosuhteisiin sopiviksi. Loppusijoitustunneleiden osalta reikätutkimuksilla on keskustunneleita suurempi merkitys, sillä tutkimusten tulosten perusteella tehdään myös tarvittaessa päätös esim. tunnelin lyhentämisestä lay-outpiirustuksessa olevasta oletuspituudestaan jos kallion olosuhteet eivät ole loppusijoitukselle suotuisat. Syynä voi olla esim. loppusijoitustunnelia leikkaava vettä vuotava rakenne, johon ei voi sijoittaa kapselireikiä. Myöskään rakenteen läheisyyteen ei voi tehdä loppusijoitusreikiä, ja jos rakenne vie pitkän osuuden loppusijoitustunnelista, optimoinnin kannalta saattaa olla järkevämpää lopettaa louhinta ennen rakennetta. Tunneleiden louhinta kaikkialla loppusijoitustilassa tapahtuu samanlaisella syklillä. Louhintakatko porataan, reiät panostetaan, räjäytetään, tuuletetaan räjäytyskaasut pois, lastataan kivet pois ja mitataan tuotettu alue. Verrattuna louhintatyöhön Olkiluodon ulkopuolella, on toiminnassa joitakin eroavaisuuksia. Erot tulevat loppusijoituslaitoksen vaatimuksista, joiden johdosta laatuvaatimukset tunnelin toteutukselle ovat normaalityömaata tiukemmat. Työrytmissä on tarkistuspisteitä, joiden kohdalta louhintatyötä ei saa jatkaa eteenpäin ennen valvojan lupaa. Tällainen tarkistuspiste on esim. poraussuunnitelman varmistus, jossa valvoja tarkastaa ja hyväksyy katkon poraussuunnitelman ennen katkon poraamista. Näin varmistetaan, että kaikissa työvaiheessa on käytössä suunnitelma, joka on tehty nimenomaan kyseiseen tarkoitukseen ja kyseiseen kohtaan. Tunnelien louhinnan jälkeen niiden pinnat kartoitetaan ja lisäksi loppusijoitustunneleissa suoritetaan erilaisia mittauksia, jotta saadaan selville mahdolliset tunnelin soveltuvat jaksot loppusijoitusreikien paikoiksi.

102 Nousuporauksella toteutettavat tilat Kuilut ja loppusijoitusreiät toteutetaan nousuporausmenetelmällä. Kuilujen ja loppusijoitusreikien toteutus eroaa toisistaan siten, että kuilut avarretaan perinteisesti alhaalta ylöspäin, kun taas loppusijoitusreiät avarretaan ylhäältä alaspäin. Kuilut toteutetaan niin, että ylätasolta porataan ensin ns. silmäreikä koko avattavalle kuiluosuudelle. Kun silmäreiän kelpoisuus on todettu, laitetaan alhaalla avarrusterä paikoilleen ja avarretaan kuilu haluttuun mittaan. Avarrus voidaan suorittaa ensin pienemmällä terän halkaisijalla ja toistamiseen isommalla terällä. Loppusijoitusrei'issä tehdään ensin ns. tutkimuspilotit, joilla varmistetaan paikan soveltuvuus loppusijoitusreiäksi. Reikäpaikat on sitä ennen päätetty kallion luokitustietojen sekä teknisten vaatimusten, kuten reikien keskinäisen minimietäisyyden, perusteella. Varsinaisesti reiän toteutus alkaa kuilujen tapaan silmäreiän porauksella. Kun silmäreikä on todettu kelvolliseksi, aletaan reiän avarrus tunnelin lattiasta alaspäin. Avarrusterässä on ohjuri, joka etenee silmäreikää pitkin pitäen avarretun reiän suorana. Avarretut tilat, sekä kuilut että loppusijoitusreiät, kartoitetaan ja tutkitaan tarpeen mukaan. Loppusijoitusreiät tutkitaan kuiluja tarkemmin, ja lopuksi rei istä annetaan vaatimuksiin perustuva arvio niiden soveltuvuudesta käytetyn polttoaineen loppusijoitusreiäksi Loppusijoitustilojen toteutuslaitteisto Posiva on rakentanut oman prototyyppilaitteen loppusijoitusreikien poraamiseen (kuva 3-26). Käyttövaiheessa samankaltainen kone tulee tuottamaan tarvittavat reiät. Louhinnan muu laitteisto (porakoneet, panostuslaitteet, lastauslaitteet jne.) ei tarvitse olla erityisesti loppusijoitustilojen louhintaan suunniteltua, vaan normaali louhintalaitteisto käy. On kuitenkin huomioitava, että maanalaisen loppusijoituslaitoksen tunnelisto on kooltaan pientä, joka rajaa pois markkinoilla käytettävissä olevaa laitteistoa. Laitteistojen tuotantotarkkuus (kuten poraustarkkuus) tulee myös olla hyvä, jotta asetettuihin vaatimuksiin päästään.

103 Kuva Loppusijoitusreikien poraukseen soveltuva prototyyppilaite. 97

104 98

105 99 4 KÄYTTÖ Loppusijoituksen käyttövaiheessa louhitaan keskus- ja loppusijoitustunneleita, loppusijoitetaan kapseleita ja täytetään loppusijoitustunneleita osittain samanaikaisesti. Tässä luvussa esitetään kapseleiden sijoittamiseen ja loppusijoitustunneleiden täyttämiseen liittyvät työvaiheet. Loppusijoitustilojen käyttövaihe on kuvattu yksityiskohtaisemmin työraportissa (Kukkola 2003b). Loppusijoitustunnelin täyttöprosessi on kuvattu luvussa 4.3 sekä yksityiskohtaisemmin raportissa Hansen et al. (2010) ja tuotantolinjaraporteissa (Posiva 2012c ja 2012i). 4.1 Käyttötoiminta ja loppusijoituksen aikataulu Käyttötoiminnan suunnittelussa on lähdetty siitä, miten paljon käytettävissä on riittävän jäähtynyttä polttoainetta ja sen myötä annettu lämpötilarajoite voidaan täyttää järkeväksi katsottavilla kapselireikä- ja tunnelietäisyyksillä. Loppusijoitusta on ajateltu tehtävän jäähtymisen mahdollistamalla, mahdollisimman tasaisella vuosittaisella kapselimäärällä. Käyttövaiheen alussa vuosina sijoitettaisiin keskimäärin 36 OL1-2 ja LO1-2 kapselia vuodessa. Tämän jälkeen loppusijoitettaisiin noin 21 OL1-2 kapselia vuodessa vuoteen 2074 asti, minkä jälkeen OL3:n kapseleiden loppusijoitus alkaisi ja jatkuisi noin 29 kapselin vuositahdissa vuoteen 2107 asti. Taulukossa 4-1 on esitetty reikäväli eri polttoainekapseleille ja reikien lukumäärä loppusijoitustunnelissa olettaen että keskimääräinen tunnelipituus on noin 300 m ja ensimmäinen loppusijoitusreiän reuna on 32,5 metrin päässä keskustunnelista ja viimeisen loppusijoitusreiän keskipisteen etäisyys loppusijoitustunnelin päädystä on 4 m. Keskimääräinen loppusijoitusnopeus mahdollistaa operoinnin yhdessä tunnelissa kerrallaan. Täyttöteho on arviolta 5 m / 24 h sisältäen lattian tasausmateriaalin, lohkojen ja pellettien asennuksen ja näiden työvaiheiden laadunvalvonnan. Tunnelin täytön kokonaiskesto riippuu muiden työvaiheiden kestosta. Olettaen, että purku- ja valmistelevat työt kestävät noin 2 vrk 40 metrin jaksoa kohden ja että puskurin/kapselin asennus kestää 1 vrk per kapseli, yhden 300 metriä pitkän tunnelin täyttäminen kestäisi noin 100 päivää (300 m ja 26 reikää). Neljän polttoainekapselin asennukseen ja loppusijoitustunnelin täyttöön kuluu noin 2 viikkoa, kuva 4-1. Taulukko 4-1. Kapselointitehokkuus. Laitos Alku Kesto Päättyy Kapseleita Kaps/v Reikäväli Reikiä/tunneli OL ,3 9,0 30 LO ,4 7,5 37 OL ,9 10,5 25

106 100 Kuva 4-1. Neljän kapselin sijoittamisen aikatauluarvio. Loppusijoitustunnelin täyttöön ja sulkemiseen liittyvät prosessit kuvataan luvussa 4.3. Tarvittaessa loppusijoitustehokkuus voidaan moninkertaistaa työskentelemällä kahdessa tai jopa neljässä tunnelissa samanaikaisesti. Tämä olisi tarkoituksenmukaista silloin, jos toiminnassa pidettäisiin taukoja tai kun käytettyä polttoainetta ei enää tuotettaisi. Tällöin kertynyt polttoaine loppusijoitettaisiin niin nopeasti kuin mahdollista. 4.2 Bentoniittilohkojen ja kapseleiden siirto ja asennus Bentoniittipuskuri Bentoniittipuskuri muodostuu korkeudeltaan ja muodoltaan erilaista lohkoista (kuva 4-2). Taulukossa 4-2 ovat lohkojen mitat eri laitosyksiköiden käytetyn polttoaineen loppusijoitukselle.

107 101 Kuva 4-2. Puskurilohkokaavio. Taulukko 4-2. Erilaisissa loppusijoitusrei'issä tarvittavien lohkojen mitat. LO1-2 OL1-2 OL3 Kapselin yläpuolella, mm 400+2* = 400+2* = 400+2* = Kapselin ympärillä, mm 4*900=3600 5*960=4800 6*875=5250 Pohjalohko, mm Puskurin kokonaiskorkeus, mm Lohkojen ulkohalkaisija, mm Lohkon vahvuus kapselin ympärillä, mm Kapselireiän halkaisija lohkossa, m Puskurilohkojen ominaisuudet määriteltynä OL1-2:n kapseleiden mukaan on esitetty taulukossa 4-3. Näiden lisäksi tarvitaan erikoislohkoja. Kapselin kannessa oleva nostokolo täytetään sitä varten erikseen valmistetulla bentoniittilohkolla (kuva 4-3).

108 102 Loppusijoitettaessa Olkiluodon voimalaitosten käytettyä polttoainetta, tarvitaan kapselin asennusta varten loppusijoitusreiän yläreunassa varaus, joka täytetään sitä varten tehdyllä bentoniittilohkolla (kuva 4-4). Bentoniittilohkojen ja kallion välinen rako täytetään bentoniittipelleteillä. Pellettien ominaisuudet on esitetty taulukossa 4-4. Käytettäessä väliaikaista kosteussuojaa ennen lohkojen asennusta, pellettitäyttö voidaan tehdä vasta kosteussuojan poistamisen jälkeen. Taulukko 4-3. Puskurilohkojen ominaisuudet Tiheys kg/m 3 Kosteus Kapselin yläpuolella, mm % Kapselin ympärillä, mm % Pohjalohko, mm % Bentoniittilohko kapselin nostosyvennyksessä. D = 818 mm, h = 85 mm 85 mm 821 mm 50 mm 850 mm 1050 mm Kuva 4-3. Kapselin nostokolon täytelohko. Kuva 4-4. Sylinterimäiset varaukset a) OL1-2:n ja b) OL3:n käytetyn polttoaineen loppusijoitusreiässä.

109 103 Taulukko 4-4. Pellettien ominaisuudet. Pellettien mitat 11 mm x 11 mm x 5 mm Pellettien irtotiheys 1075 kg/m 3 Pelletin tiheys 1850 kg/m 3 Kosteus 17 % Bentoniittilohkojen ja pellettien tuonti loppusijoitustilaan Bentoniittilohkot siirretään loppusijoitustiloihin niitä varten suunnitelluissa siirto- ja asennussäiliöissä. Kuvassa 4-5 on esitetty prototyyppikokeissa käytettävä säiliö, joka muodostuu yläosassa olevasta tarttujasta ja alaosassa olevasta kuljetussuojasta. Sijoitettaessa lohkoa säiliöön, tehdään samalla mittojen ja tiheyden tarkastus sekä tarkastetaan lohko silmämääräisesti. Lohkojen asennusta varten tarttuja kohdistetaan lohkoon ja kiinnittyminen varmistetaan tarttujan alipaineistuksella. Lisäksi lohkon paikoillaan pysyminen varmistetaan säädettävillä kuljetustuilla. Tehtäessä tarttujan kohdistus ennen kuljetusta, ei aikaa vievää kohdistusta tarvitse tehdä asennusvaiheen aikana loppusijoitustunnelissa. Siirto- ja asennussäiliön yläosassa olevassa tarttujassa on myös tilavaraus yhden bentoniittilohkon ympärille tuleville pelleteille. Puskurilohkojen asennuslaitteessa olevaa pellettien täyttöjärjestelmää käytetään silloin, kun kysymyksessä ns. kuiva reikä, johon ei tarvitse laittaa pohjalle kuparilevyä eikä kosteussuojaa. Puskurin referenssiratkaisussa pelletit kuljetetaan erikseen loppusijoitustilaan ja ulkorako täytetään vasta kaikkien puskurilohkojen asentamisen jälkeen. Kuva 4-5. Bentoniittilohkojen siirto- ja asennussäiliön prototyyppi. Säiliöt kuljetetaan loppusijoitustasolle kapselihissillä ja siirretään trukilla teknisten tilojen varastohalliin. Varastohallissa on varastoituna samanaikaisesti kahden loppusijoitusreiän lohkot.

110 Loppusijoitusreiän valmistelu puskurin ja kapselin asennusta varten Valmiin loppusijoitusreiän suulle tehdään suojarakenne puskuria varten. Se koostuu betonikehyksestä ja siihen liitetystä vesitiiviistä teräskannesta. Kehys valmistetaan valamalla loppusijoitusreiän kohdalle loppusijoitustunnelin lattialle betonilaatta. Se toimii reiän porauksessa porakoneen alustana ja loppusijoitusreikä porataan sen lävitse. Tunnelin lattiapinnan ja betonin väliin jätetään joustava materiaali. Se tiivistää laatan kallioon ja mahdollistaa sen irrottamisen myöhemmässä vaiheessa. Betonikehykseen tehdään varaukset puskurin kosteussuojan ja teräskannen kiinnitystä varten. Betonikanteen kiinnitetään puskurin kosteussuojan kiinnityksessä tarvittava rakenne sekä vesitiivis teräskansi, joka toimii putoamissuojana sekä estää veden ja muiden epäpuhtauksien pääsyn reikään. Puskurilohkojen asennustyön alkaessa kaikki loppusijoitusreiät puhdistetaan, tarkastetaan ja kuivataan. Kuivauksen jälkeen reikään asennetaan pohjalle kuparilevy, johon kuminen kosteussuoja kiinnittyy. Kosteussuojan yläosa kiinnitetään reiän betonikehyksessä olevaan rakenteeseen. Kosteussuojan asennuksen yhteydessä asennetaan vedenpoistojärjestelmä Bentoniittilohkojen asennus loppusijoitusreikään Asennuslaite ajetaan loppusijoitustunneliin ja asemoidaan reiän päälle. Puskurilohkojen kuljetuslaite kuljettaa kuljetussäiliössä olevia lohkoja asennuslaitteelle yhden lohkon kerrallaan. Asennuslaitteen nostin tarttuu kuljetussäiliön yläosassa olevaan tarttujaan ja nostaa lohkon pois kuljetussäiliöstä. Lohko nostetaan loppusijoitusreiän päälle ja lasketaan alas reikään. Noston loppuosa tehdään hitaasti oikealle paikalleen mittausautomaation ohjaamana. Lohkon asennuksen aikana lohkojen kuljetuslaite vie tyhjän kuljetussäiliön alaosan pois loppusijoitustunnelista ja tuo mukanaan uuden tarttujalla varustetun kuljetussäiliön. Aloitettaessa uuden lohkon asennusta, asennuslaitteen nostin laittaa edellisen lohkon tarttujan kuljetuslaitteen yläosaan ja kytkeytyy asennettavan lohkon tarttujaan ja nostaa lohkon pois kuljetussäiliöstä, jolloin asennussykli alkaa alusta (kuva 4-6 protolaite). Loppusijoitusreikään asennetaan pohjalohko ja rengaslohkot kapselin yläreunan tasolle, jonka jälkeen puskurilohkojen asennuslaite ja kuljetuslaite siirretään pois loppusijoitustunnelista. Asennuslaite tuodaan takaisin kapselin asennuksen jälkeen ja asemoidaan loppusijoitusreiän päälle, jonka jälkeen voidaan tehdä kapselin yläpuolisten lohkojen asennus.

111 105 Kuva 4-6. Bentoniittilohkojen kuljetus- ja asennuslaite Loppusijoituskapselin asennus loppusijoitusreikään Loppusijoituskapselit siirretään kapselointilaitoksesta loppusijoitustiloihin kapselihissin avulla. Kapseli siirretään kapselin siirtotrukilla hissiin. Kapseli on pystyasennossa kuljetusalustan päällä. Kuljetusalusta kulkee hissin mukana alas kapselin lastausasemaan. Lastausasemassa kapseli siirretään toisen siirtotrukin avulla joko kapselivarastoon tai kapselin lastauspaikalle, josta se voidaan nostaa kerrosta ylemmällä tasolla olevaan kapselin siirto- ja asennusajoneuvoon. Kapseli nostetaan kapselin siirto- ja asennusajoneuvoon ajoneuvon nostimella (kuva 4-7). Kapselin nostoa saatetaan kapselin alapuolella olevalla nosturilla. Näin menetellen voidaan varmistaa kapselin nosto kahdella erillisellä nostolaitteella. Kun kapseli on nostettu siirto- ja asennusajoneuvon säteilysuojaan, voidaan säteilysuoja kääntää vaaka-asentoon, jolloin kapselin takaosan säteilysuoja samalla sulkeutuu mekaanisesti. Tämän jälkeen kapseli voidaan siirtää siirto- ja asennusajoneuvolla haluttuun loppusijoitustunneliin.

112 106 Kuva 4-7. Loppusijoituskapselin nostaminen kapselin siirto- ja asennusajoneuvoon kapselin lastausasemassa. Ajoneuvon säteilysuoja on käännetty pystyasentoon lattian läpivientiin ja tarrain on laskettu alas. Loppusijoituskapseli sekä kuljetusalusta on tuotu kapselin nostimelle kapselin siirtotrukilla ja tuettu paikoilleen. Kapselin nostin varmistaa nostoa, kunnes kapselin yläosa on säteilysuojassa. (Kuvassa on ajoneuvon prototyyppisuunnitelman mukainen laite). Kuva 4-8. Kapselin asennus loppusijoitusreikään (prototyyppisuunnitelmaan perustuva havainnekuva, Cadring Oy).

113 107 Kapseli asennetaan loppusijoitusreikään kapselin siirto- ja asennusajoneuvon avulla. Ajoneuvo paikoitetaan oikealle kohdalle loppusijoitusreiän yläpuolelle. Tämän jälkeen ajoneuvo nostetaan tukijalkojen varaan ja ajoneuvo vaaitaan. Kun ajoneuvo on kohdallaan, voidaan säteilysuoja kääntää pystyasentoon. Samalla säteilysuojan takapää aukeaa. Asennusvaiheet on esitetty kuvassa 4-8. Kun säteilysuoja on täysin pystyasennossa, voidaan kapselin lasku aloittaa. Tarvittaessa kohdistusta voidaan hienosäätää laskun aikana. Laskua voidaan seurata useilla kameroilla, jotta voidaan varmistua asennuksen onnistumisesta ja siitä ettei kapseli pääse törmäämään reikään asennettuihin bentoniittipuskurirenkaisiin. Kun kapseli on saatu laskettua reiän pohjalle, voidaan tarrain irrottaa kapselin kannen olakkeesta ja nostaa takaisin säteilysuojan sisään. Tämän jälkeen säteilysuoja voidaan kääntää takaisin vaaka-asentoon ja ajoneuvo ajaa pois loppusijoitustunnelista (Wendelin & Suikki 2008) Päällysbentoniittilohkojen asennus Kapseliasennuksen jälkeen puskurilohkojen asennuslaite ajetaan loppusijoitustunneliin ja asemoidaan uudelleen loppusijoitusreiän päälle. Kapselin yläpuolella olevat neljä sylinterimäistä lohkoa asennetaan kuten aikaisemmat puskurilohkot. Asennuksen jälkeen varmistetaan loppusijoitusreikää kuivana pitävien vesipumppujen toimivuus ja suljetaan loppusijoitusreiän peittävä vesitiivis teräskansi. Aloitettaessa loppusijoitustunnelin täyttöä, poistetaan loppusijoitusreiässä mahdollisesti oleva kuminen kosteussuoja. Tämän jälkeen täytetään kallion ja puskurilohkojen välinen rako bentoniittipelleteillä kapselin asennusta varten tehdyn varauksen alareunaan saakka. Varaus täytetään sitä varten tehdyillä bentoniittilohkoilla, jonka jälkeen täytetään loppuosa kallion ja puskurilohkojen välisestä raosta. Puskurikomponenttien asennuksen jälkeen poistetaan yhtenä kappaleena loppusijoitusreiän yläosassa oleva betonikehys. Poistotyön ajaksi puskuri suojataan väliaikaisesti, sillä kansirakenteesta voi irrota betonin ja kallion paloja sekä kosteutta puskurin yläosaan. Tämän jälkeen poistetaan betonikehyksen ja kallion väliseltä alueelta tiivistysmateriaali ja muut mahdolliset epäpuhtaudet ja puskurin väliaikainen suojaus. Viimeisenä vaiheena puskurin kohdalla olevat syvennykset täytetään kallion pintaan asti materiaalilla, joka vastaa ominaisuuksiltaan bentoniittipuskuria. 4.3 Loppusijoitustunneleiden täyttö Tässä luvussa kuvataan lyhyesti loppusijoitustunneleiden täyttö perustuen ns. lohkokonseptiin, jossa pääosa tunnelista täytetään esipuristetuilla lohkoilla. Täytön pääkomponentit on esitetty kuvassa 4-9. Täytön suunnitelma on kuvattu tarkemmin täytön suunnitelmaraportissa (Autio et al. 2012). Täyteainelohkojen ja muiden täyttökomponenttien valmistus- ja asennusprosessit, laadunvalvonta ja alkutila on kuvattu täytön tuotantolinjaraportissa (Posiva 2012c). Täytön suunnitteluperusteet ja -vaatimukset on esitetty perusteluineen Design basis -raportissa (Posiva 2012a) ja täytön tuotantolinjaraportissa (Posiva 2012c). Täytön suunnitteluvaatimusten täyttyminen täytön alkutilassa on käsitelty täytön tuotantolinjaraportissa (Posiva 2012c). Toimintakyky pitkällä aikavälillä on arvioitu Performance assessment -raportissa (Posiva 2012b).

114 108 Kuva 4-9. Täytön pääkomponentteja ovat täyteainelohkot, lattian tasauskerros ja pelletit (Posiva 2012c). Tunnelin teoreettinen louhintaprofiili on merkitty kuvaan sisemmällä katkoviivalla ja louhintatoleranssit ulommalla katkoviivalla. Alkuperäinen kuva Piirtopalvelu Raunio Päävaiheet Loppusijoitustunnelin täytön päävaiheet ovat seuraavat: valmistelevat työt, tunnelin lattian tasaus, lohkojen asennus ja bentoniittipellettien asennus lohkojen ja tunnelin seinämän/holvin väliseen tilaan. Lisäksi sekä materiaalien että työkoneiden logistiikka ja täyttötyön laadunvalvonta on sovitettava edellä mainittuihin toimintoihin Täyttöä edeltävät toimenpiteet Kapselien ja puskurin asennuksen jälkeen keskustunnelin valvonta-alueen rajaa siirretään siten että loppusijoitustunnelista tulee täytön ajaksi säteilysuojauksen suhteen valvomatonta aluetta. Siirrosta huolimatta ydinmateriaalivalvontatoiminta jatkuu samankaltaisena (ks. luku 4.7). Tunnelin betonilattia poistetaan täytettävältä jaksolta lohkoina piikkaamalla betoni raudoittamattomien irroitussaumojen kohdalta poikki, minkä jälkeen lohkot lastataan kuorma-autoon ja viedään pois tunnelista (Kirkkomäki 2003). Myös pohjasepeli, ilmastointikanavat, valaisimet, sähkönsyöttökiskot, vesi- ja paineilmajohdot puretaan pois

115 109 täytettävältä tunnelijaksolta. Osa näistä järjestelmien purkutöistä on voitu jo tehdä ennen kuin tunneli on luovutettu loppusijoituskäyttöön. Edellisten lisäksi, puskurin teräskansi, kosteussuoja, betonikehys ja mahdolliset väliaikaiset suojat ja epäpuhtaudet poistetaan ennen täyttöä (ks. luku Päällysbentoniittilohkojen asennus). Puskurin ja kallion pinnan väliin jää joissain tapauksissa tyhjätilaa, joka täytetään kallion pintaan asti materiaalilla, jonka ominaisuudet vastaavat puskurilohkoja (Buffer Production Line -report). Varsinainen täyttö alkaa vasta kallion pinnan tasolta. Työturvallisuusseikat saattavat rajoittaa erilaisten lujitusten poistoa loppusijoitustunneleista. Paikalleen jäävät ainakin kalliopulttien päät ja joissakin tapauksissa myös verkotus. Tunnelin holvi ja seinämät rusnataan ja puhdistetaan esimerkiksi samantyyppisellä imurilla, jota on suunniteltu käytettävän loppusijoitusreikien porauksessa (Autio & Kirkkomäki 1996a & 1996b ja Saanio et al. 2003) Lattian tasaus Loppusijoitustunnelien lattian tasausmateriaalin tulee täyttää kaikki täytölle asetetut vaatimukset, esimerkkinä vedenjohtavuus, jonka tulee olla < 1 x m/s. Lisäksi loppusijoitustunnelin lattian on oltava riittävän suora, tasainen ja kantokykyinen, jotta täyteainelohkot voidaan latoa tunneliin halutulla tarkkuudella. Lattian tasausmateriaali on karkearakeista raakabentoniittia eli bentoniittigranulia (Posiva 2012c, Autio et al. 2012), jolla on pieni vedenjohtavuus ja hyvät self-sealing ominaisuudet. Lattiantasausta bentoniittigranuleilla on testattu aiemmin Äspössä (Wimelius & Pusch 2008) ja vuonna 2011 Riihimäellä (Autio et al. 2012). Kokeiden perusteella bentoniittigranulit pystytään tiivistämään tavoitekuivatiheyteen kg/m 3 (+/-100 kg/m 3 ) (Autio et al. 2012). Perustapauksessa tunneli täytetään ja lattia asennetaan 5 metrin jaksoissa (Posiva 2012c). Kuivissa olosuhteissa lattia voidaan asentaa myös pidemmälle matkalle. Tarvittaessa kerroksen pinta voidaan viimeistellä tasaiseksi höyläämällä. Vaihtoehtoisena materiaalina on testattu bentoniitin ja murskeen seosta (50:50) (Autio et al. 2012) ja bentoniittipellettejä (Wimelius & Pusch 2008). Lattian tasausmateriaali sekoitetaan veden kanssa optimivesipitoisuuteen sekoittajalla ja tuodaan loppusijoitustunneliin tankkiautolla. Materiaali tiivistetään tunneliin täryjyrällä, jossa on automaattinen tiivistyksen seuranta. Lähellä tunnelin seinämiä ja lohkorintamaa tiivistämiseen käytetään tärylevyä. Tarvittavan tasauskerroksen minimipaksuus on 150 mm eli tasauskerroksen pinta on aina vähintään 150 mm teoreettisen louhintapinnan yläpuolella. Kerroksen maksimipaksuus riippuu toteutuneesta louhintapinnasta. Olettaen, että louhintatoleranssi lattiassa on +400 mm, lattian tasauskerroksen keskimääräinen paksuus on 350 mm ja maksimipaksuus 550 mm. Massa tiivistetään paikalleen noin 1-4 kerroksessa. Lattian tasauskerroksen asennuksen on oletettu kestävän noin yhden työvuoron 5 metrin matkalle sisältäen työt ja laadunvalvonnan (Posiva 2012c) Täyteainelohkojen ja pellettien asennus Täyteainelohkot on suunniteltu asennettavan automatisoidulla menetelmällä (kuva 4-10), joka on kuvattu täytön tuotantolinjaraportissa (Posiva 2012c). Samaa laitetta käytetään myös pellettien asennukseen (Posiva 2012c). Vaihtoehtoinen menetelmä lohkojen asennukselle on ns. moduli-menetelmä, joka on kuvattu raportissa Hansen et al. (2010). Täyteainelohkojen dimensiot on esitetty kuvassa 4-11 ja taulukossa 4-5. Täyteaineloh-

116 110 kot valmistetaan Friedland-savesta uniaksiaalisella puristusmenetelmällä (Posiva 2012c, Koskinen 2011). Lohkojen puristuslaitoksessa valmiit lohkot ladotaan vesitiiviiseen kuljetuspakkaukseen. Pakkaukset varastoidaan maanpäällisessä varastorakennuksessa, kunnes ne kuljetetaan loppusijoitussyvyydelle kuorma-autolla ja puretaan keskustunneliin tai viereiseen loppusijoitustunneliin lyhytaikaista varastointia varten. Kuva Periaatteellinen esimerkkikuva täyteainelohkojen asennuslaitteesta. Samaa laitetta voidaan käyttää myös pellettien asennukseen (Posiva 2012c). Kuva Täyteainelohkojen päämitat (Posiva 2012c). Taulukko 4-5. Täyteainelohkojen dimensiot ja vaihteluvälit (Posiva 2012c). Vaihteluväli tulee täyteainelohkojen valmistustoleranssista, joka on -1/+2 mm, kuivatiheyden vaihteluvälistä +/- 40 kg/m 3 (Posiva 2012c) ja vesipitoisuuden vaihteluvälistä +/- 0.5 %. Minimi Keskimääräinen Maksimi Tilavuus m Kuivatiheys kg/m Kuiva massa kg Vesipitoisuus % Massa sisältäen veden kg

117 111 Pakkaus, johon lohkot on valmistusvaiheessa pakattu varastointia ja kuljetusta varten, siirretään lyhytaikaisesta välivarastosta loppusijoitustunneliin kyseistä toimintaa varten erikseen suunnitellulla perävaunu-ajoneuvo yhdistelmällä. Tässä vaiheessa lohkot puretaan koneellisesti pakkauksista ja siirretään robotin taakse alustalle, josta robotin käsivarsi pääsee tarttumaan lohkoon imukupilla. Robotti on ohjelmoitu siirtämään lohko oikealle paikalleen. Asennus tehdään vaakarivi kerrallaan. Lohkot limitetään toisiinsa nähden siten, että niiden välille ei muodostu suoria, tunnelin lattiasta kattoon auki olevia rakoja (ks. lohkokaavio kuvasta 4-12). Yhden lohkon asennus kestää arviolta sekuntia. Viiden metrin jaksolla on yhteensä noin 720 lohkoa ja niiden asennus kestää arviolta 8-10 h (Posiva 2012c). Kuva Täyteainelohkojen asennuskaavio OL1-3 ja LO 1-2 tunneleille. Limitys saadaan aikaan asentamalla lohkoja eri suuntaan eri kerroksissa. (Posiva 2012c). Tunnelin poikkileikkaukseen asennetaan 73 täyteainelohkoa OL1-3 tapauksessa ja 66 täyteainelohkoa LO1-2 tapauksessa (Autio et al. 2012, Posiva 2012c). Lohkojen täyttöaste on teoreettiseen tunnelitilavuuteen nähden 86 %. Olettaen, että louhintatoleranssi on lattiassa maksimissaan +400 mm ja muualla +300 mm, keskimääräinen lohkotäyttöaste on toteutuneeseen tunnelitilavuuteen verrattuna keskimäärin % (teoreettisen tunnelin tilavuuden ylittyessä %) ja pienimmillään % (teoreettisen tunne-

118 112 lin tilavuuden ylittyessä %). Pellettien osuus tunnelin tilavuudesta on keskimäärin noin % ja lattian tasausmateriaalin 8-9 %. Lohkojen ja tunnelin seinämien ja holvin väliin jäävä tila täytetään bentoniittipelleteillä. Asennettuna pellettitäytön kuivatiheys on noin 0,9-1,1 t/m 3 (Posiva 2012c). Pellettien asennus tehdään ruiskutustekniikalla saman asennuslaitteen avulla, jota käytetään lohkojen asennuksessa (Posiva 2012c). Samassa yhteydessä ruiskutetaan viereisestä suuttimesta vettä, joka nostaa asennetun pellettitäytön vesipitoisuutta noin 10 %. Tämä vähentää pölyämistä ja pelletit voidaan asentaa jyrkempään rintamaan kuin mikä olisi mahdollista kuivalla materiaalilla. Pellettien asennusta on testattu Äspössä (Wimelius & Pusch 2008) ja Riihimäellä (Keski-Kuha et al. 2012). Aikaisempien testien perusteella, pellettien asennusteho on noin 5 m 3 /h (Posiva 2012c). Ottaen huomioon sekä täyteainelohkojen, pellettien että lattiatäytön massat, tunnelin täytön keskimääräinen kuivatiheys asennuksen jälkeen on noin kg/m 3 (Posiva 2012c) (teoreettisen tunnelin tilavuuden ylittyessä % verrattuna tunnelin teoreettiseen poikkileikkaukseen). Tiheyden vaihteluväli on välillä kg/m 3 käyttäen täyttökomponenttien keskitiheyttä. Suurin osa tiheyden hajonnasta johtuu tunnelin tilavuuden vaihtelusta. Alkutilan jälkeen, tiheydet kuitenkin tasoittuvat saturaation ja siitä johtuvan homogenisaation ansiosta lähemmäs keskimääräistä tapausta (Posiva 2012c). Tiheyden ääripäiden tasoittumista tapahtuu sekä tunnelin aksiaalisessa, että radiaalisessa suunnassa, koska tunnelin levein ja kapein kohta sijaitsevat toistensa vieressä ja koska lohkot paisuvat ja tiivistävät pellettitäyttöä. Tunnelin täytön jälkeen on huolehdittava siitä, että lohkorintama pysyy stabiilina ja että täyttörintaman läpi purkautuvat vesivuodot kerätään pumppaamalla. Tarvittaessa täyttörintama voidaan suojata seuraavien neljän kapselin asennuksen ajaksi esimerkiksi pressulla peittämällä. Mikäli tunneli on täyttörintaman kohdalla hyvin rikkonainen ja vesivuoto on voimakasta, täyttö vaatii erityisjärjestelyjä (etukäteen jälki-injektointia, käyttötoiminnan aikana vesivuotojen ohjaamista ja keräämistä, täytön uudelleen asennusta, kevyen tulpparakenteen rakentamista tms.), millä voi olla merkittävä vaikutus täytön aikatauluun. Tällaisen kohdan ohittamiseen voi kulua esimerkiksi yksi työviikko riippuen tarvittavien toimenpiteiden määrästä. Loppusijoitustunnelin täytön asennuksen laadunvarmistukseen kuuluvat muun muassa tunnelin todellisten dimensioiden mittaaminen ennen täyttöä, tiheyden ja vesipitoisuuden mittaukset lattialle tiivistetystä tasauskerroksesta ja pelleteistä, tunneliin tuotujen massojen punnitus ja kirjaaminen sekä keskimääräisen tiheyden laskeminen edellä mainittujen tietojen perustella. Myös lohkojen ehjyys, sijainti ja määrä lohkorintamassa tarkistetaan eri käsittelyvaiheissa ja asennuksen yhteydessä. Laadunvalvonta on kuvattu täytön tuotantolinjaraportissa (Posiva 2012c) Aikataulutus Tunnelin täytön aikataulutus riippuu siitä, täytetäänkö koko tunneli kerrallaan vai tehdäänkö työ vuorotellen puskurin ja kapseleiden asennuksen kanssa (Keto & Rönnqvist 2006, Hansen et al. 2010). Tässä suunnitelmassa on oletettu, että täyttö tehdään vuorotellen puskurin asennuksen kanssa siten, että ensin asennetaan 4 kapselia ja tämän jäl-

119 113 keen tunneli täytetään noin 40 metrin pituudelta. Työ tehdään kampanjana keskeytymättömänä kolmivuorotyönä vesivuodoista aiheutuvien asennusongelmien välttämiseksi. Täyttöteho on arviolta 5 m / 24 h sisältäen lattian tasausmateriaalin, lohkojen ja pellettien asennuksen ja näiden työvaiheiden laadunvalvonnan (Posiva 2012c). Lisäksi tunnelin purku- ja valmistelutyöt on arvioitu kestävän noin 2 vrk 40 metrin jaksoa kohden (Posiva 2012c). Tunnelin täytön kokonaiskesto riippuu muiden työvaiheiden kestosta. Arvio kapselin, puskurin ja täytön asennusoperaatioiden kokonaiskestosta tunnelia kohden on esitetty luvussa Loppusijoitustunnelin tulppaus Kun loppusijoitustunneli on täytetty kokonaan, niin loppusijoitustunnelin suulle rakennetaan tulpparakenne, joka koostuu teräsbetoniosan lisäksi bentoniittisesta tiivistekerroksesta ja suodatinkerroksesta (hiekkaa tai mursketta).

120 114 Keskustunneli Loppusijoitustunneli Paisuntapaine Betoniharkot Suodatinkerros Tiivistekerros Keskustunneli Loppusijoitustunneli 4400 Paisuntapaine Betoniharkot Suodatinkerros Tiivistekerros Kuva Loppusijoitustunnelin suulle rakennettavan tulpan rakenne. Ylhäältä alaspäin; vaakaleikkaus, pituusleikkaus ja poikkileikkaus.

121 115 Tulpparakenteen toimintaperiaate on esitetty täytön tuotantolinjaraportissa (Posiva 2012c) ja SKB:n raportissa (SKB 2010). Käyttövaiheessa tulpan tulee muodostaa veden- ja paineenkestävä rakenne, joka estää loppusijoitustunnelien täyttömateriaalia kulkeutumasta keskustunneliin ja samalla pitää vedenpainetta yllä loppusijoitustunnelissa. Sementin rapautuessa pois jäljelle jää raerunko. Materiaalivalinnoissa on huomioitu niiden yhteensopivuus muiden vapautumisesteiden toimintakykyyn. Loppusijoitustunnelin tulpparakenne on esitetty kuvassa Valvonta-alue ja valvomaton alue Yleiset periaatteet Valvonta- ja valvomattoman alueen rajassa on loppusijoitustilan yhteydessä kysymys lähinnä siitä, että valvotaan henkilöstön liikkumista ja että henkilöstön mahdollisesti saamat säteilyannokset kyetään mittaamaan. Loppusijoitustilassa polttoainekapselit ovat käytännössä ainoita säteilylähteitä. Polttoainekapselit lähettävät suoraa säteilyä, lähinnä -säteilyä sekä myös jonkin verran neutronisäteilyä, mutta ei ollenkaan - ja ß-hiukkasia. Näin ollen, esimerkiksi ilmastoinnin erottamisella valvomattoman ja valvonta-alueen ilmastointiin ei ole käytännössä säteilysuojelumielessä merkitystä normaalissa käyttötilanteessa. Radonaltistusta seurataan radonpitoisuuksia tarkkailemalla ja säätämällä ilmanvaihtomääriä kaikissa loppusijoitustiloissa. Tuloilmakuilu on yhteinen valvomattomalle ja valvonta-alueelle mutta poistoilmakuilut ovat erilliset. Perusteluna tälle suunnitteluratkaisulle on nähty mahdolliseen palotilanteeseen ja sen myötä oletettuun häiriötilanteeseen liittyvät seikat: Palotilanteen jälkeen toiminta voi jatkua nopeammin normaalisti alueella, jossa ei ole ollut paloa. Jos poistoilmakuilut olisivat yhteiset, niin koko loppusijoituslaitoksen toiminta jouduttaisiin pysäyttämään palon jälkisiivouksen ajaksi. Kahdella poistoilmakuilulla varustetun loppusijoituslaitoksen palosta aiheutuva seisokki on lyhyempi kuin jos poistoilmakuiluja olisi vain yksi. Jälkisiivoustyöt ja -kustannukset ovat pienemmät kahden poistoilmakuilun tapauksessa. Lisäksi aktiivisuuspäästöt voidaan kahden poistoilmakuilun avulla rajata valvontaalueelle, vaikkakin aktiivisuuspäästöjen mahdollisuus on epätodennäköinen Järjestelmien erotus Valvonta- ja valvomattomalle alueelle ei järjestetä erillistä sähkötehon syöttöä. Pääsyöttöyhteyksiä on kuitenkin useita, jotka kulkevat eri reittejä. Viemäröintiä ei osastoida. Valvonta- ja valvomattomalla alueelle on sama lattiaviemäröinti. Palo-osastoinnin vuoksi keskustunnelin viemäröintiä ei voida kuitenkaan hoitaa avokanavilla, vaan vuotovesi on johdettava putkissa ja lattiakaivoissa tulee olla vesilukot.

122 116 Valvonta-alueen ilmastointi erotetaan valvomattoman alueen ilmastoinnista, jotta loppusijoituskapseleiden käsittely- ja asennusolosuhteet säilyisivät puhtaana. Poistoilman aktiivisuutta valvonta-alueella mitataan, vaikkakaan ilmaa ei suodateta. Valvonta-alueen ilmastointi käsittää neljä loppusijoitustunnelia sekä muuttuvan osuuden keskustunnelit. Valvonta-alueen rajaa siirretään keskustunnelissa kapseleiden asennuksen ja tunneliperien täytön välillä. Valvonta-alueen rajalla on seinät. Rajan siirto hoidetaan ovien lukitusten avulla Palo-osastointi Valvonta- ja valvomattoman alueen raja on samalla palo-osastoraja. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että osaston rajalla tulee olla lukittu palo-ovi, jota saa käyttää vain hätätapauksessa. Samoin ilmastointiläpiviennit on varustettava automaattisesti sulkeutuvilla palopelleillä. Palo-osastosta ulostuleva ilmastointikanava on paloeristettävä palosulkuun asti Kulunvalvonta Kulunvalvonnan tarkoituksena on olla selvillä siitä, keitä loppusijoitustiloissa kullakin hetkellä oleskelee sekä kontrolloida kulkua sekä valvonta-alueelle että myös valvomattomalle alueelle. Kulunvalvonnassa sovelletaan nykyaikaisia tietokonepohjaisia valvontamenetelmiä. Loppusijoituslaitoksen vartiointi ja valvonta on keskitetty nostinlaiterakennukseen. Tämä valvontapiste on jatkuvasti miehitetty, joten sieltä on tarkoituksenmukaista kontrolloida kulkua loppusijoitustilojen valvonta-alueelle. Loppusijoituslaitoksessa ei tarvita kulunvalvontapistettä lainkaan, kun valvonta-alueelle kuljetaan nostinlaiterakennukseen kytkeytyvän henkilökuilun kautta. Henkilökuilun hissin ovet avautuvat joko valvontaalueelta valvonta-alueelle tai valvomattomalta alueelta valvomattomalle alueelle. Niin sanottua kenkärajaa ei loppusijoituslaitoksessa tarvita. Valvomattomalle alueelle kulku tapahtuu ajotunnelin ja henkilökuilun kautta. Valvomattomalle alueelle kulkua ei tarvitse säteilysuojelullisista syistä kontrolloida lainkaan. Valvomattoman alueen puolelta ei ole normaalisti käytettävää kulkuyhteyttä loppusijoituslaitoksen valvonta-alueelle muuten kuin hätätapauksessa. Poikkeuksena tähän periaatteeseen ovat ajoneuvojen tankkaukset ja valvonta-alueen viemärivesisäiliön tyhjennys loka-autolla sekä valvonta-alueen työkoneiden huoltoajot maanpinnalle. Jotta henkilöstön saamia säteilyannoksia voitaisiin mitata, niin: Henkilöstön pitää mennä valvonta-alueelle ja tulla valvonta-alueelta saman pisteen kautta. On valvottava ja pidettävä kirjaa siitä, ketkä menevät valvonta-alueelle. Niillä, jotka menevät valvonta-alueelle, täytyy olla säteilyannosdosimetrit mukana vierailijaryhmästä ainakin yhdellä tulee olla dosimetri mukana. Jos ryhmä menee valvonta-alueelle, niin ryhmällä täytyy olla johtaja, joka valvoo, että ryhmä pysyy koossa. On tarkistettava, että valvonta-alueelta palaavat kaikki, jotka ovat sinne menneet.

123 117 Valvonta-alueelta palaavien saama säteilyannos täytyy rekisteröidä ja merkitä luotettavalla tavalla muistiin Ydinmateriaalivalvonta Ydinmateriaalivalvonta (safeguards) edellyttää, että ydinmateriaali pysyy koko ajan valvonnassa. Valvonta-alueen erottaminen helpottaa ja yksinkertaistaa ydinmateriaalivalvontaa. Loppusijoituslaitoksen ydinmateriaalivalvonta on esitetty tarkemmin luvussa Säteilysuojelu Säteilyvalvonnan tarkoitus on mitata ja valvoa loppusijoitustilan ilman aktiivisuutta sekä henkilöstön saamia säteilyannoksia. Pääasialliseksi ilman aktiivisuuslähteeksi oletetaan kalliotiloihin suotautuva radon. Henkilöstö saa säteilyannoksia radonin ohella loppusijoituskapseleista. Poistoilman aktiivisuutta mitataan jatkuvasti. Jos ilmassa havaitaan käytetyn polttoaineen aiheuttamaa aktiivisuutta, niin loppusijoitustilan poistoilmastointi pysäytetään ja selvitetään, mistä säteilyvuoto aiheutuu. Loppusijoitustilan poistoilma voidaan tarvittaessa kierrättää valvonta-alueen poistoilmakuilun ja kapselointilaitoksen valvonta-alueen ilmastoinnin ja suodatuksen kautta. Jos ilman radonpitoisuus ylittää sallitun rajan, niin ilmanvaihdon tehoa lisätään. Käytännössä ihmiset voivat saada säteilyannoksia vain polttoainekapselin suoran säteilyn seurausvaikutuksena, ei siis päästöjen seurauksena. Tämä tarkoittaa sitä, että polttoainekapselin siirtoreitin tulee muodostaa alue, jolla ihmisten oleskelu ja kulku rekisteröidään ja saadut säteilyannokset mitataan luotettavasti. Käytännössä tällainen alue erotetaan omaksi suljetuksi alueeksi, valvonta-alueeksi, johon kuljetaan yhden valvontapisteen, kenkärajan kautta. Kenkäraja on nostinlaiterakennuksessa. Tarkistuspisteessä rekisteröidään henkilöstön ja myös vierailijoiden saamat säteilyannokset. Valvonta-aluetta ei periaatteessa normaalikäytössä tarvitsisi ilmastoinnin puolesta erottaa omaksi tilaksi, mutta puhtaitten työolosuhteiden aikaansaamiseksi näin kuitenkin tehdään. Säteilynalaisessa työssä puhtaat työolosuhteet ovat eduksi. Onnettomuustilanteiden varalta valvonta-alue on välttämätön, koska alue voidaan tarvittaessa eristää ja potentiaalisen aktiivisuuden leviäminen ehkäistä. Valvonta-alueen loppusijoitustilan vuotovesiä ei ole tarvetta erottaa valvomattoman alueen vuotovesistä, koska vuotovesissä ei suurella varmuudella ole kontaminaatiota. Valvonta-alueen rajaa siirretään keskustunnelissa sitä mukaan kun loppusijoitus etenee. Valvonta- ja valvomattoman alueen raja on samalla palo-osastoraja. Rakenteen vahvuus määräytyy palosuojausvaatimusten mukaan.

124 Häiriö- ja onnettomuustilanteet Yleistä Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen suunnittelussa varaudutaan normaalin käyttötoiminnan lisäksi myös käyttöhäiriöihin ja onnettomuustilanteisiin. Luvun tarkoituksena on kuvata loppusijoituslaitoksen normaalikäytön työvaiheet sekä identifioida ja kuvata loppusijoituslaitoksen riskialttiit työvaiheet, joissa voi syntyä käyttöhäiriöitä tai jotka voivat johtaa onnettomuuteen. Tarkastelu perustuu raporttiin (Kukkola 2008). Loppusijoituslaitoksen käyttöhenkilöstölle sallitaan samanlaiset vuosiannokset kuin ydinvoimalaitoksen käyttöhenkilöstölle (STUK 2002). Tarkastelun rajaus Tässä tarkastellaan loppusijoituslaitoksen normaalia käyttöä, käyttöhäiriöitä ja onnettomuustilanteita siltä osin kuin ne liittyvät ydinturvallisuuteen. Tämä rajaa tarkastelun kapselointi- ja loppusijoituslaitokseen. Tässä yhteydessä ei tarkastella tarkemmin sellaisia käyttöhäiriöitä ja onnettomuustilanteita, joihin ei liity aktiivisuuspäästöjä tai joissa henkilöstö ei saa säteilyannoksia. Tarkastelu rajautuu kapselointilaitoksen kapselihissiin kapselointilaitoksen suunnassa. Polttoainekapselit viedään loppusijoituslaitokseen kapselikuilua pitkin hissillä, joka kytkeytyy kapselointilaitokseen. Käyttöhäiriöiden ja onnettomuuksien määrittely Loppusijoituslaitoksen käyttöhäiriöihin ei liity polttoainevaurioita eikä aktiivisuuspäästöjä. Käyttöhäiriö voidaan palauttaa lyhyessä ajassa normaaliksi käyttötilanteeksi. Palautuksen yhteydessä laitoksen käyttöhenkilökunta voi saada säteilyannoksia, mutta laitoksen ulkopuolelle ei vuoda aktiivisuutta. Käyttöhäiriöt jaetaan kahteen kategoriaan sen mukaan, miten nopeasti häiriön seuraukset vaikuttavat. Käyttöhäiriöt voivat aiheutua virheellisestä, ohjeitten vastaisesta toiminnasta tai erilaisista laitevioista. Tässä tarkastelussa myös tulipalot katsotaan käyttöhäiriöiksi. Kapselin poikkeuksellinen kolhiminen ohjeiden vastaisen toiminnan tai laitevikojen seurauksena katsotaan käyttöhäiriöksi. Onnettomuudet aiheutuvat vakavista laitevioista tai virheistä ihmisen toiminnassa tai poikkeuksellisista ulkoisista tapahtumista. Joissain tilanteissa virheellinen suunnitelma voi aiheuttaa onnettomuuden. Onnettomuustilanteiden seurauksena saattaa syntyä suuria polttoainevaurioita ja aktiivisuuspäästöjä. Aktiivisuutta voi päästä myös laitoksen ulko-

125 119 puolelle merkittäviä määriä. Laitoksen ulkopuolella ihmiset voivat saada säteilyannoksia. Onnettomuuden jälkeen laitoksen toiminta seisahtuu siksi aikaa, että tilanne on selvitetty, korjaavat toimenpiteet on toteutettu ja laitosta voidaan käyttää jälleen normaalisti. Loppusijoituslaitos pyritään suunnittelemaan siten, että käyttövirhe ei aiheuta onnettomuutta. Tarkastelutapa Seuraavassa kuvataan lyhyesti loppusijoituslaitoksen normaalikäytön säteilynalaista työtä sekä arvioidaan ja kuvataan ne käyttöhäiriöt ja onnettomuustilanteet, joissa kapseli voi vaurioitua, käyttöhenkilöstö voi saada ylimääräisiä säteilyannoksia tai joissa voi syntyä päästöjä laitoksen ulkopuolelle. Normaalikäyttö, käyttöhäiriöt ja onnettomuustilanteet pyritään erittelemään polttoaineen käsittelyjärjestyksessä Normaalikäyttö Kapselin siirto loppusijoitustilaan ja kapselin loppusijoitus Loppusijoituskapseli siirretään kapselointilaitoksen kapselivarastosta kapselihissiin samalla kapselin siirtotrukilla, jolla kapselia liikutellaan kapselivarastossa. Loppusijoituskapseli lasketaan kapselihissillä loppusijoitustasolle, jossa loppusijoituskapseli ajetaan kapselin siirtotrukilla hissistä ulos. Loppusijoituskapseli nostetaan kapselin siirto- ja asennusajoneuvon säteilysuojan sisään kapselin lastausasemassa. Nosto varmistetaan saattonostimella. Kapselin siirtotrukki ajetaan takaisin kapselihissiin ja nostetaan ylös. Loppusijoituskapseli siirretään kapselin siirto- ja asennusajoneuvolla loppusijoitustunneliin, ajoneuvo asemoidaan loppusijoitusreiän kohdalle ja loppusijoituskapseli lasketaan loppusijoitusreikään. Loppusijoitusreikään kapselin päälle lasketaan bentoniittilohkot, jotka toimivat myös säteilysuojana. Määräaikaishuollot, normaali kunnossapito ja siivous Loppusijoitustilojen valvonta-alueella määräaikaishuollot, kunnossapito ja siivous eivät normaalisti aiheuta henkilöstölle säteilyannoksia Käyttöhäiriöt Käyttöhäiriöt voidaan jakaa kahteen kategoriaan seurausten välittömyyden mukaan; sellaisiin, joista aiheutuu välittömästi säteilyannoksia ja jotka vaativat välitöntä toimintaa, ja muihin käyttöhäiriöihin, joista annoksia ei aiheudu välittömästi ja joissa on aikaa harkita, mitä tehdä. Häiriötilanteen korjaaminen voi ehkä myöhemmin aiheuttaa annoksia.

126 120 Ensimmäiseen kategoriaan kuuluvat esimerkiksi erilaiset vuodot ja jälkimmäiseen esimerkiksi tulipalot. Välittömästi annoksia synnyttävät käyttöhäiriöt Laiteviat Loppusijoituskapselin sijoitus loppusijoitusreikään voi epäonnistua. Kapseli ei mene oikeaan asentoon tai syvyyteen loppusijoitusreiässä. Vinosyöttö voi tapahtua jos esimerkiksi paikannuslaitteet näyttävät väärin. Loppusijoitusajoneuvon paikannuslaitteet voivat olla kahdennetut ja eri periaatteella toimivat luotettavuuden parantamiseksi. Kapselin nosto asennusajoneuvoon kapselivaraston lastauspaikassa voi epäonnistua. Asennusajoneuvon nostovinssit voivat mennä epäkuntoon tai kapselin nosto-olake vio pettää. Lastauspaikassa on näiden tilanteiden varalle erillinen saattonostin, jolla nostotapahtuma on varmennettu. Virheellinen toiminta Loppusijoitustilassa loppusijoituskapselin siirto- ja asennusajoneuvon säteilysuojan rakenne on sellainen, että päätysuojaa ei voida avata säteilysuojan ollessa vaakaasennossa. Aiemman konstruktion sisältämä riski on näin eliminoitu, kun säteilysuojaa ei voida avata väärällä hetkellä siten, että henkilöstö altistuisi loppusijoituskapselin suoralle säteilylle. Loppusijoituskapselin vinosyöttö voi aiheutua siitä, että esimerkiksi kapselin siirto- ja asennusajoneuvo asemoidaan väärään paikkaan. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvon automatiikalla sekä ajoneuvon kameravalvonnalla voidaan asemointi varmistaa. Loppusijoitustilassa henkilö voi virheellisesti mennä tarkastelemaan loppusijoituskapselia, kun kapseli on loppusijoitettu, mutta bentoniittilohkoja ei ole vielä asennettu kapselin päälle. Tämä voidaan ehkäistä hälytyksillä, varoituskylteillä sekä asentamalla bentoniittilohkot välittömästi kapselin päälle, kun kapseli on asennettu loppusijoitusreikään. Muut käyttöhäiriöt Loppusijoitusprosessin häiriöt Loppusijoitustilassa kapselin siirto- ja asennusajoneuvon mekanismeihin saattaa tulla vikoja. Kun loppusijoituskapseli on säteilysuojan sisässä ja säteilysuojakansi suljettuna, niin tällöin ajoneuvoa päästään vaivatta korjaamaan. Jos kapseli jää päiväkausiksi siirtoja asennusajoneuvon säteilysuojan sisään, on kapselin riittävä jäähdytys varmistettava. Loppusijoituskapselin asennus loppusijoitusreikään voi epäonnistua. Kapseli ei ehkä osu loppusijoitusreiän keskelle. Kapseli rikkoo bentoniittivuorauksen ja jumittuu puoliväliin. Kapselin vinosyöttö voi aiheutua myös siitä, että loppusijoitusreiän pohjalohko pettää ja kapseli kallistuu loppusijoitusreiässä. Tällaisissa tapauksissa loppusijoituskapseli pitää nostaa ylös ja loppusijoitusreiän vuoraus pitää uusia. Kapselin palauttaminen loppusijoitusreiästä ja loppusijoituksen toistaminen aiheuttavat ylimääräistä työtä ja

127 121 ylimääräisiä henkilöstön säteilyannoksia. Jos kapselin kuparivaippa vaurioituu kyseisessä operaatiossa, niin kapseli palautetaan kapselointilaitokseen, kapseli avataan ja polttoaineniput sijoitetaan uuteen kapseliin. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvon tarrainlaitteen jumittuminen kiinni kapseliin estetään kaksoisvarmentamalla tarrainlaitteen kiinnitys/irrotusmekanismi (Suikki 2011). Bentoniittilohkojen asennus loppusijoituskapselin päälle voi epäonnistua niin, että säteilysuojaus jää vajaaksi. Asennustyön laatu on tarkastettava esim. mittaamalla säteilytaso ennen kuin loppusijoitusreiän läheisyydessä sallitaan henkilöiden oleskelu. Tällaisen tapauksen todennäköisyys voidaan hallinnollisin menettelyin pitää pienenä. Tehonmenetys rajoitetuksi ajaksi Tehonmenetys kapselointilaitoksella tai loppusijoitustilassa aiheuttaa prosessin pysähtymisen, mutta ei aiheuta ylimääräisiä päästöjä tai säteilyannoksia. Jos kapselihissin sähkönsyöttö menetetään, niin hissin jarrut lukittuvat. Tulipalot Tulipalot saattavat sattua esimerkiksi seuraavissa kohteissa: Kytkinlaitospalo tai jakokeskuksen muuntajapalo. Siltanostureitten ja hissien sähkömoottoripalot mukaan lukien vaihteistoöljyt. Kaapelipalo oikosulun seurauksena. Loppusijoituskapselin siirto- ja asennusajoneuvon palo loppusijoitustilassa. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvon palo loppusijoitustilassa saattaa olla seurauksiltaan vakava. Ajoneuvopalossa loppusijoituskapseli ja sen sisältö pysyvät suurella todennäköisyydellä vaurioitumatta (Lautkaski et al. 2003). Siirto- ja asennusajoneuvon paloturvallisuuteen kiinnitetään erityistä huomiota. Tulvat ja vesivuodot Tulvat loppusijoitustilassa voivat aiheutua vuotovesipumppujen pitkäaikaisesta toimintahäiriöstä. Tämä ei kuitenkaan aiheuta päästöriskiä eikä ylimääräisiä säteilyannoksia. Bentoniitin odottamaton paisuminen loppusijoitusreiässä ennen loppusijoitustunnelin täyttöä on eräs häiriötilanne. Tämä voi aiheutua siitä, että loppusijoitusreikään tunkeutuu liian runsaasti vettä ja bentoniitti paisuu ennen aikojaan. Kallioinjektoinnin riittämättömyys tai tulva saattaisi olla eräs tällainen syy. Mikäli bentoniitti nousee ylös loppusijoitusreiästä turpoamisen seurauksena, loppusijoituskapseli voidaan joutua poistamaan loppusijoitusreiästä ja loppusijoitusreiän vuoraus uusimaan.

128 Onnettomuustilanteet Polttoaineen käsittelyonnettomuudet Kapselihissin pettäminen Loppusijoituskapseli putoaa kapselihissin pettäessä yhdessä hissikorin kanssa kapselikuiluun. Pudotuskorkeus on suurimmillaan noin 450 metriä. Kapselin isku kuilun pohjaan vaimennetaan mekaanisella vaimentimella, jona toimii kapselikuilun pohjalle asennettu kevytsorakerros. Vaimennin toimii hyvin kuivana ja kun kapselikuilun pohjalle kertyvän veden pintaa säädetään niin, että veden pinta ei ylitä kahta kolmasosaa sorakerroksen korkeudesta. Tällöin vettä kevyempi sorakerros ei ala kellua ja vaimennin säilyttää toimintakykynsä. Vaimenninjärjestelyistä on tehty mallikokeita (Kuutti et al. 2012). Näiden järjestelyjen avulla kapseli todennäköisesti pysyy tiiviinä, mutta kaikki kapselin sisällä olevat polttoaineniput voivat vaurioitua. Seuraukset eivät ole vakavia, vaikka loppusijoituskapseli rikkoutuisi putoamisen seurauksena. Kapselikuilun poistoilma johdetaan kapselointilaitoksen valvonta-alueen ilmastointiin, jossa on suodatus. Kapselin ylösnostoon joudutaan järjestämään tilapäiset nosturit ja tarrainlaitteet. Tarrainlaitteesta on tehty suunnitelma (Suikki 2011). Loppusijoituskapseli nostetaan ylös kapselointilaitokseen ja palautetaan takaisin kapselointilinjalle, jossa kapselin kuparivaippa voidaan vaihtaa uuteen. Kapselin tarpeetonta avaamista ja polttoaineen purkamista tulee kuitenkin välttää, koska tämä sisältää suuren kapselointilaitoksen kontaminointiriskin. Kapselin putoaminen kapselin siirto- ja asennusajoneuvosta Kapselihissin alatasanteella loppusijoituskapseli ajetaan kapselin siirtotrukilla hissistä ulos telakointiasemaan, josta kapselin siirto- ja asennusajoneuvo kerrosta ylempänä nostaa loppusijoituskapselin ajoneuvon säteilysuojan sisään. Nosto varmistetaan saattonostimella niin, että kapseli ei voi pudota nostovaiheessa. Loppusijoituskapseli putoaa loppusijoitusreikään kapselin siirto- ja asennusajoneuvon säteilysuojan sisältä. Pudotuskorkeus on suurimmillaan noin 7 metriä. Loppusijoituskapseli putoaa puristettujen bentoniittilohkojen päälle. Bentoniittilohkot rikkoutuvat, loppusijoituskapselin kuparivaippa deformoituu, mutta kapseli todennäköisesti säilyy tiiviinä. Polttoaineniput kapselin sisällä saattavat vaurioitua. Putoamistilannetta on analysoitu (Kuutti et al. 2012). Kapseli nostetaan ylös ja viedään takaisin kapselointilaitokseen tarkastettavaksi. Jos kapseli todetaan ehjäksi tai kapseli voidaan korjata, niin kapseli loppusijoitetaan uudelleen vuorattuun loppusijoitusreikään. Muussa tapauksessa kapseli palautetaan takaisin kapselointilinjalle ja kapseli tyhjennetään. Loppusijoituskapseli voi irrota kapselin siirto- ja asennusajoneuvon säteilysuojan sisältä säteilysuojaa asennusvaiheessa kallistettaessa. Kapseli iskeytyy kulma edellä loppusijoi-

129 123 tusreiän bentoniitilla vuoraamattomaan osaan, kallioon. Tämä estetään sillä, että tarrain on kaksoisvarmennettu ja hydrauliset nostovinssit on kahdennettu. Ulkoiset tapahtumat, maanjäristys Kalliotiloissa maanjäristyksen vaikutus on pienempi kuin kapselointilaitoksessa. Kalliotiloissa normaalimitoitus kattaa maanjäristyskuormitukset. Räjähdysonnettomuudet loppusijoitustilassa Loppusijoitustiloja louhitaan sitä mukaa kun kapseleita loppusijoitetaan. Tunneleiden louhinnassa käsitellään räjähdysaineita mahdollisesti samanaikaisesti polttoainekapseleiden loppusijoituksen kanssa. Paineiskut ja louhintatärinä voivat aiheuttaa riskejä loppusijoitustoimintaan. Tunneleita louhitaan kuitenkin riittävän etäällä ja loppusijoitustoiminta suojataan räjäytysten paineiskuilta. Räjähdysaineet kuljetetaan eri reittiä kuin loppusijoituskapselit eivätkä niiden reitit kohtaa toisiaan. Onnettomuusriskiä voidaan pienentää emulsiopanostuksella, jota on käytetty ONKALOn louhinnassa ja jota voidaan käyttää esim. keskustunnelin louhinnassa. Tässä tapauksessa räjähdysaine valmistetaan vasta panostusreiässä. Loppusijoituskapselin asennus loppusijoitusreikään keskeytetään räjäytyshetken ajaksi. Loppusijoituskapseli säilyy mitä todennäköisimmin ehjänä räjähdysonnettomuudessa, jossa loppusijoitustunnelin yhden louhintakatkon räjähdysainemäärä räjähtää kerralla keskustunnelissa. Tällöin kapseli on kapselin siirto- ja asennusajoneuvon säteilysuojan sisässä. Loppusijoitustunnelin sortuma Loppusijoitustunneli sortuu polttoainetta loppusijoitettaessa. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvo jää sortuman alle. Loppusijoituskapseli on sortumahetkellä siirto- ja asennusajoneuvon säteilysuojan sisässä. Teräksinen säteilysuoja (seinämäpaksuus noin 200 mm) on niin vahva, että se ei menetä muotoaan tunnelin sortumassa ja kapseli säilyy ehjänä säteilysuojan sisällä. Tämä asia varmennetaan lujuuslaskujen avulla säteilysuojan jatkosuunnittelun yhteydessä Normaalikäytön, käyttöhäiriöiden ja onnettomuustilanteiden aiheuttamien päästöjen ja säteilyannosten arviointi Työraportissa (Kukkola 2008) esitettyjen käyttö- häiriö- ja onnettomuusolosuhteiden olettamusten perusteella on tehty eri tilanteista aiheutuvien päästöjen ja henkilöannosten arviointi (Rossi & Suolanen 2012). Tutkimuksessa arvioitiin käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituspaikalle Olkiluotoon rakennettavan ydinjätelaitoksen käytön aikana mahdollisesti aiheutuvia säteilyannoksia laitoksen työntekijöille, ympäristön asukkaille ja maaekosysteemille. Tutkimus sisältää sekä laitoksen normaalikäytön että eräitä oletettuja häiriö- ja onnettomuustilanteita. Ilmastointipiipun kautta tapahtuva päästö oletetaan suodatettavan sekä normaalikäytössä että oletetuissa häiriö- ja onnettomuustilanteissa.

130 124 Normaalikäytöstä ympäristössä aiheutuvat annokset perustuvat olettamukseen, että loppusijoituslaitokselle tuodussa polttoaineessa on konservatiivisesti arvioituna yksi vuotava polttoainesauva vuodessa. Tämä perustuu voimalaitoksilta saatuun käyttökokemukseen, jonka mukaan polttoainesauvoja rikkoutuu noin 1-2 promillea loppusijoitettavaksi kuljetettavien nippujen määrään suhteutettuna (Kukkola & Eurajoki 2009). Päästön suuruus häiriö- ja onnettomuustilanteissa perustuu tapahtumaketjuihin, jotka johtavat polttoainesauvan tiiveyden menetykseen ja edelleen radionuklidien vapautumiseen käsittelytilaan ja jossain määrin ilmakehään suodatuksella varustetun ilmastoinnin kautta. Kriittisen ryhmän on konservatiivisesti oletettu asuvan 200 metrin etäisyydellä ydinjätelaitoksesta ja siten sen odotetaan saavan suurimmat säteilyannokset useimmissa leviämistilanteissa. Annos kriittisen ryhmän jäsenelle laskettiin sääjakauman avulla siten, että annoksen ylittämistodennäköisyys on vain 0,5 %. Tulokset osoittavat, että normaalikäytön johdosta laitoksen työntekijöiden annokset jäävät pieniksi ja ympäristön kriittisen ryhmän jäsenen annos on alle 0,001 msv vuodessa. Oletetuissa häiriö- ja onnettomuustilanteissa ympäristössä esiintyvät annokset eivät myöskään ylitä turvallisuusviranomaisten asettamia raja-arvoja. Korkeimmat annosnopeudet maaekosysteemin valituille referenssiorganismeille arvioitiin konservatiivisin oletuksin olevan suurimmasta päästöstä luokkaa 100 µgy/h 200 metrin etäisyydellä. Pitkäaikaisena altistuksena tällaisen annosnopeuden arvioidaan aiheuttavan useille valituille maaekosysteemin organismeille haitallisia vaikutuksia, mutta tässä tapauksessa altistusaika on vain puoli tuntia. 4.7 Ydinmateriaalivalvonta Yleistä Ydinpolttoaineen ja muiden ydinvoimalaitoksen käytössä tarvittavien ydinmateriaalien valvonnan tarkoituksena on YVL-ohjeen 6.1 mukaisesti (STUK 1991) varmistua, että: ydinmateriaaleja käytetään, käsitellään, varastoidaan ja kuljetetaan turvallisesti (turvallisuusvalvonta) Suomen valvonnassa olevaa, suomalaista alkuperää olevaa tai Suomessa tuotettua polttoainetta tai muuta ydinmateriaalia ei käytetä ydinaseisiin tai -räjähteisiin taikka tuntemattomiin tarkoituksiin (safeguards-valvonta) polttoaineen ja muiden ydinmateriaalien käytön, varastoinnin ja kuljetusten suojaamiseksi lainvastaiselta toiminnalta on olemassa riittävät turvajärjestelyt (turvajärjestelyjen valvonta). Valvonta perustuu ydinenergia lainsäädäntöön, sen nojalla annettuihin määräyksiin, valtioneuvoston ydinenergialainsäädännön nojalla tekemiin päätöksiin sekä Suomen solmimiin ydinenergia-alan kansainvälisiin sopimuksiin tai hallitusten välisiin sopimusjärjestelyihin. Kansallisena valvontaviranomaisena toimii Säteilyturvakeskus (STUK). Kansainvälistä valvontaa toteuttavat Kansainvälinen atomienergiajärjestö IAEA ja Euroopan komissio (Euratom).

131 Ydinmateriaalikirjanpito Loppusijoitustoiminnan aikaisen kirjanpidon avulla on voitava jatkuvasti olla selvillä ydinmateriaalin sijainnista laitoksilla. Euroopan komissio määrittää kirjanpitoon liittyvät yksityiskohdat teknisiin perustietoihin perustuvissa erityisissä valvontasäännöissä. Ydinmateriaalien kirjanpito ja raportointi tullaan hallinnoimaan tätä varten kehitettävän polttoainetietojärjestelmän avulla. Järjestelmän suunnitteluperusteina huomioidaan paitsi ydinmateriaalivalvonnan tarpeet myös ydinjätekirjanpitoon ja turvallisuusanalyysien tekemiseen liittyvät näkökohdat. Posivan vastuulla oleva kirjanpito- ja raportointi ohjeistetaan ydinmateriaalivalvonnan käsikirjassa, joka otetaan käyttöön viimeistään käyttölupavaiheessa. Ydinaineen kirjanpidon lähtötiedot saadaan polttoaineen lähettävältä ydinvoimalaitosoperaattorilta. Jokaisen loppusijoitettavan polttoainenipun tunniste- ja sijaintitiedot varmennetaan ja kirjataan kaikissa polttoaineen käsittelyvaiheissa ydinvoimalaitosten käytetyn polttoaineen varastoilta loppusijoitusreikään. Loppusijoituslaitos muodostaa todennäköisesti oman materiaalitasealueen, jonka sisällä on varastopaikkoja kuten kapselivarasto ja loppusijoitustila. Varastopaikoista pidetään ajantasaisia varastokarttoja, joista ilmenee missä kukin materiaalitasealueella oleva nippu tai kapseli sijaitsee. Varastokarttoja varten tarvittavat tunnisteet ovat nippunumero ja kapselin tunniste. Varastojen ja loppusijoitustilan varastopaikoille tarvitaan myös tunnisteet (paikka, loppusijoitustunneli ja loppusijoitusreikä). Todellisen varaston määritys tehdään vuosittain laskemalla ja tunnistamalla kaikki materiaalitasealueella olevat erät. Loppusijoituslaitoksella laskeminen ja tunnistaminen tehdään kapselivarastossa. Loppusijoitustilaan siirrettyjä loppusijoituskapseleita ei voida laskea tai tunnistaa Käytetyn polttoaineen verifiointi ja valvonta loppusijoitustilassa Polttoaineniput ja kapselit on voitava tunnistaa käsittelyn eri vaiheissa. Tunnistaminen perustuu kameralla luettavaan nippunumeroon ja kapselin tunnisteeseen. Kapselin tunnistaminen perustuu mahdollisesti kuparikannen nosto-olakkeeseen kaiverrettavaan kameralla luettavaan tunnisteeseen. Toisena tunnistamismenetelmänä on mahdollista käyttää niin sanottua sormenjälkitunnistetta, joka perustuu vaihtoehtoisesti hitsauksen visuaaliseen, pyörrevirta- ja ultraäänitarkastukseen tai röntgenkuvaukseen. Ennen nippujen siirtoa kapseliin nipuille tehdään viranomaisten toimesta verifiointimittaus, jolla varmistetaan että ydinaine on ilmoitettua ja että nippu on ydinmateriaalivalvonnan kannalta ehjä. Mittausmenetelmä ja otannan suuruus ovat vielä avoinna. Kansallisilla ja kansainvälisillä viranomaisilla tulee olemaan yhteinen mittalaite, jonka toiminta automatisoidaan mahdollisimman pitkälle. Posivan tehtävänä on järjestää tarvittavat olosuhteet viranomaisten kehittämälle laitteistolle. Posivan laitoskokonaisuudessa alueet erotellaan valvottuun ja valvomattomaan osaan. Järjestelyn tavoitteena on taata henkilöstön turvallisuus ja mitata luotettavasti henkilöstön saamat säteilyannokset. Tässä yhteydessä valvonta-alueella tarkoitetaan säteilyvalvontaa (safety). Lisäksi laitoskokonaisuuteen kohdistuu turvavalvontaa (security) ja ydinmateriaalivalvontaa (safeguards). Valvonta-alueen erottaminen helpottaa ydinmate-

132 126 riaalivalvontaa. Ydinmateriaalivalvonta hyödyntää tietoja, joita kerätään valvontaalueen porteilta (kuva 4-14). Valvonta-alue alkaa nostinlaiterakennuksen valvonta-alueen rajalta käsittäen henkilökuilun ja -hissin, kapselointilaitoksen valvotun osan, kapselikuilun ja kapselihissin, hissien ala-aseman lähellä olevat tilat sekä keskustunnelin ja loppusijoitustunnelit niihin tunneleihin asti, joissa loppusijoitus on parhaillaan menossa. Kuva Säteily- ja ydinmateriaalivalvonta-alueiden rajat loppusijoitustilassa toiminnan eri vaiheissa. Uuden loppusijoitustunnelin valmistelevat rakennustyöt sekä loppusijoitustunnelien täyttö tapahtuu valvomattoman alueen kautta, katso kuva b). Kapselin kuljetus ja asennus loppusijoitusreikään sen sijaan tehdään säteilyvalvonta-alueen kautta, katso kuva a). Täten raja säteilyvalvotun ja valvomattoman alueen välillä vaihtelee askelittain taaksepäin (portille 1) ja eteenpäin (portille 2), kun sijoitusprosessi etenee loppusijoitustilassa. Kapselikuilun ala-asemalla polttoainekapseli ajetaan siirtotrukilla hissistä ulos ja se välivarastoidaan hissikuilun läheisyydessä olevaan loppusijoituslaitoksen kapselivarastoon. Varastoon mahtuu 30 kapselia. Kapselointilaitoksen ja loppusijoituslaitoksen kapselivarastot mahdollistavat yhteen loppusijoitustunneliin tulevien kapselien kapseloinnin etukäteen, jolloin varsinainen kapselien sijoitustoiminta voi edetä kampanjamaisesti yhden loppusijoitustunnelin verran nopeasti kapselointiprosessista riippumatta. Kun kapseleita asennetaan loppusijoitusreikiin, ne noudetaan siirtotrukilla varastosta ja siirretään varaston yhteydessä olevaan lastausasemaan, josta kapseli edelleen lastataan kapselin siirto- ja asennusajoneuvoon. Ajoneuvo on varustettu tallentavalla videokameralla.

133 127 Ajoneuvon kuljettaja käyttää kameraa apunaan paikantaessaan ajoneuvoa loppusijoitusreiän päälle. Videokameran nauhoitus tallennetaan kapselin loppusijoituksen tositteeksi yhdessä kapselin identifiointi- ja positiotiedon kanssa. Loppusijoituksen jälkeen ajoneuvon palattua takaisin asemapaikalleen kapselihissin ala-aseman luo videotallenne puretaan ja siirretään tietokantaan. Loppusijoituslaitoksessa on videovalvonta, joka kattaa kapselihissin ala-aseman ympäristön tilat ja keskustunnelin aina valvonta-alueen rajalle asti. Kiinteätä videovalvontaa ei uloteta loppusijoitustunneleihin. Loppusijoitustoiminnassa oleva tunnelipari erotetaan keskustunnelissa sekä valvomattoman että valvonta-alueen suunnasta väliseinällä, jossa on pariovi. Kulkua näistä ovista valvotaan tallentavalla videokameralla sekä mahdollisesti säteilymittausportilla. Valvonta-alueen ulompi ovi on lukittu, kun kapseleita loppusijoitetaan ja loppusijoitusreikiä peitetään bentoniittilohkoilla. Kapselin loppusijoittamisen yhtenä varmistuksena on sisemmän oven säteilymittausportti, joka havaitsee, milloin kapseliajoneuvossa on loppusijoituskapseli ja milloin se on tyhjä. Kun loppusijoitusreikiin on sijoitettu kapseli ja reiät on peitetty bentoniittilohkoilla, suljetaan valvonta-alueen puoleinen ovi ja avataan valvomattoman alueen puoleinen ovi tunnelinperien täyttöä varten. Valvomattoman alueen rajalla oleva säteilymittausportti ja valvontakamera pidetään aktiivisina, jolloin voidaan valvoa, että loppusijoituskapseleita ei kuljeteta valvonta-alueen ulkopuolelle tunnelinperien täytön yhteydessä. Kun tunnelipari on kokonaan täytetty ja tulpattu, keskustunnelin seiniä siirretään ja uusi tunnelipari otetaan loppusijoituskäyttöön. Kun kapseli loppusijoitetaan ja peitetään bentoniittilohkoilla, toiminta tapahtuu kokonaisuudessaan säteilynvalvonta-alueella. Säteilyvalvonta-alueen rajaa joudutaan vaihtelemaan edestakaisin kahden oviseinämän (portti 1 ja 2) välillä eri vaiheissa. Molemmat ovikohdat voidaan varustaa säteilyä indikoivilla jatkuvilla valvontamittauksilla, jotta voidaan varmistua, ettei kapseli voi joutua suunnitellun loppusijoitusalueen ulkopuolelle. Kun loppusijoituksessa olevan tunnelin vapaana olevaan reikään on sijoitettu kapseli ja reikä on peitetty bentoniittilohkoilla, on säteilyvalvonta-alueen raja siirrettävä tunnelitäytön ajaksi toisen oviseinämän (portti 1) tasalle tunnelinperän täyttöä varten. Kun edellisen sijoituspaikan kohta tunnelista on täytetty, vaihdetaan valvonta-alueen ovien asema takaisin (portin 2 kohdalle), jotta seuraava kapseli voidaan asentaa valvonta-alueella. Kun yksittäinen loppusijoitustunneli on kokonaan täytetty ja tulpattu, keskustunnelissa olevia rajaseiniä (portit 1 ja 2) siirretään askel eteenpäin ja uusi tunneli otetaan loppusijoituskäyttöön.

134 128

135 129 5 SULKEMINEN Kun kaikki loppusijoitettavat kapselit on asennettu loppusijoitusreikiin ja kapselointilaitoksen käyttö- ja käytöstäpoistojäte on loppusijoitettu, alkaa loppusijoituslaitoksen sulkemisvaihe. Sulkemiselle asetetut vaatimukset eroavat loppusijoitustunnelien täytölle ja sulkemiselle asetetuista vaatimuksista. Teknisten vapautumisesteiden, kuten täytön ja sulkurakenteiden, päätehtävä on rajoittaa radioaktiivisten aineiden kulkeutumista louhittujen tilojen kautta, ohje YVL 8.4 (STUK 2001). Maanpintayhteyksien ja muiden maanalaisten tilojen (esimerkiksi keskustunnelit ja tekniset tilat) osalta tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että täytön ja sulkurakenteiden on estettävä merkittävien virtausreittien muodostuminen maanpinnan ja loppusijoitustunnelien välille. Täytön ja sulkurakenteiden tulee myös tukea ympäröivää kallioperää ja estää ihmisen tahaton tunkeutuminen tiloihin. Näiden lisäksi sulkemisessa käytettävillä materiaaleilla ei saa olla merkittävää haitallista vaikutusta moniestejärjestelmän toiminnalle. Sulkeminen aloitetaan rakenteiden ja järjestelmien purkamisella siten, että tiloihin ei jää haitalliseksi katsottavia materiaalimääriä. Tämän jälkeen tilat täytetään ja tulpataan asianmukaisilla sulkurakenteilla. 5.1 Purkutyöt Loppusijoituslaitoksesta puretaan käytönaikaiset rakenteet kuten lattiarakenteet ja LVIS-järjestelmät. Lisäksi on teknisesti mahdollista purkaa myös pysyviksi tehtyjä betonirakenteita kuten esim. ruiskubetonipinnoitteita, mikäli tämä katsotaan tarkoituksenmukaiseksi. Ruiskubetonin poistoon voidaan käyttää useita eri tekniikoita, joita ovat mekaaninen piikkaus iskuvasaralla, vesipiikkaus, mekaanisen- ja vesipiikkauksen yhdistelmä, mekaaninen jyrsintä tätä varten tehdyllä jyrsinlaitteella ja jyrsintä käyttäen kaivinkoneeseen asennettua erillistä jyrsinterää. 5.2 Tunnelien, kuilujen ja tutkimusreikien sulkeminen Loppusijoituslaitoksen sulkeminen viimeistelee käytetyn polttoaineen eristyksen elollisesta luonnosta, sekä palauttaa kallioperän suotuisat luonnolliset olosuhteet ennalleen. Tunnelien ja tilojen sulkeminen estää suorien virtaus- ja kulkeutumisreittien muodostumisen maanpinnan ja loppusijoitustunneleiden ja -reikien välille. Pitkällä aikavälillä sulkemisen tehtävänä on myös säilyttää suotuisat olosuhteet käytettyä polttoainetta ympäröivässä kalliossa. (Posiva 2012e). Sulkemisen referenssisuunnitelma perustuu loppusijoitusalueen geologisiin ja hydrogeologisiin olosuhteisiin (keskeiset rikkonaisuusvyöhykkeet ja kallioperän vedenjohtavuusominaisuudet), sekä oletuksiin mahdollisen ikiroudan syvyydestä (ks. kuva 5-1), (Posiva 2012e).

136 130 Kuva 5-1. Merkittävimmät vettäjohtavat HZ19- ja HZ20-vyöhykkeet sekä oletus ikiroudan syvyydestä, joiden pohjalta sulkemisen referenssiratkaisu on laadittu (Posiva 2012e). Sulkeminen kattaa kaiken tunnelitäytön ja sulkurakenteet eli tulpat loppusijoitustunneleiden ja sen päätytulpan ulkopuolella. Vaihtoehtoisia sulkemisratkaisuja ja -materiaaleja sekä referenssiratkaisun taustaa on käsitelty raportissa Dixon et al Yksityiskohtainen sulkemissuunnitelma, ns. sulkemisen referenssisuunnitelma (ks. kuva 5-2), sulkemisen täyttömateriaalit ja -menetelmät sekä sulkemisessa käytettävien hydraulisten, mekaanisten ja tunkeutumista hankaloittavien tulppien periaateratkaisut on esitetty sulkemisen tuotantolinjaraportissa (Posiva 2012e). Lyhyesti sulkemisen referenssisuunnitelma on seuraavanlainen: Keskustunnelit, keskustunneliyhteydet ja ajoneuvoyhteydet keskustunnelien ja teknisten tilojen välillä (syvyystaso m) täytetään Friedland-savilohkoilla ja bentoniittipelleteillä. Tarpeen mukaan käytetään mekaanisia tulppia asennetun täytön tukemiseen. Hydraulisia tulppia käytetään paikoissa, joissa täyttömateriaali ja asennustapa vaihtuu. Tulpissa käytetään matalan ph:n betonia. Tekniset tilat ja kuilujen alin osa täytetään murskeella. Kuiluissa HZ20:n alapuolella murskepedin päällä on Friedland-savilohkoja ja bentoniittipellettejä. Kuiluissa nämä alimmat tilat eristetään HZ20-rakenteesta hydraulisilla tulpilla. Tulpissa käytetään matalan ph:n betonia. Ajotunneli HZ20-rakenteen alapuolella täytetään savimurskeseoksella paikallaan asennettuna. Hydraulisia tulppia käytetään eristämään ajotunneli HZ20-rakenteesta. Mekaanisia tulppia käytetään tarpeen mukaan asennetun täytön tukemiseen. Tulpissa käytetään matalan ph:n betonia.

137 131 HZ20-rakenne eristetään ajotunnelista ja kuiluista hydraulisin tulpin, jotka sijoitetaan rakenteen molemmin puolin niin ajotunnelissa kuin kuiluissakin. Rakenteen kohdalla, tulppien välissä käytetään paikallaan tiivistettyä mursketta. HZ20-rakenteen alapuolella tulpissa käytetään matalan ph:n betonia. HZ20-rakenteen yläpuolella syvyyteen -200 m asti ajotunnelit ja kuilut täytetään murske-saviseoksella, joka tiivistetään paikallaan. Mekaanisia tulppia käytetään asennetun täytön tukemiseen tarpeen mukaan. Syvyystason -200 m yläpuolella aina maanpinnan tuntumassa sijaitseviin tunkeutumista hankaloittaviin tulppiin asti tunnelitäyttönä on paikallaan tiivistetty murske. HZ19-rakenne eristetään sen alapuolisesta kalliosta hydraulisella tulpalla ajotunnelissa ja kuiluissa. Sulkeminen viimeistellään asentamalla tunkeutumista estävät tulpat ajotunnelin suuaukolle ja kuilujen yläosiin. Kokonaisuudessaan nämä tulpat ulottuvat n m syvyyteen maanpinnalta.

138 132 Kuva 5-2. Sulkemisen referenssisuunnitelma (Posiva 2012e). Osana sulkemista tullaan käyttämään erilaisia tulpparakenteita tunneleiden eri osissa (Posiva 2012e). Sulkemisessa käytettäviä tulppia ovat: 1. Mekaaniset tulpat 2. Hydrauliset tulpat ja 3. Tunkeutumista hankaloittavat tulpat.

139 133 Mekaanisia tulppia käytetään asennetun tunnelitäytön tukemiseen ja suojaamiseen tilojen käyttövaiheen aikana. Mekaaniset tulpat eristävät suljettavat ja käytössä olevat tunnelit toisistaan. Niiden edellytetään toimivan sen ajan kun tulpan molemmille puolille asennettu täyttö on saturoitunut. Käytännössä niiltä vaadittava käyttöikä vaihtelee muutamasta vuodesta enintään vuoteen. Mekaaniset tulpat ovat betonirakenteita. Esimerkki mekaanisesta tulpasta on esitetty kuvassa 5-3. Hydraulisilla tulpilla tullaan eristämään tilojen eri osia ja estämään pohjaveden virtaus tunneleiden ja kuilujen suunnassa pitkäksi ajaksi (~ vuotta). Niiden avulla eristetään alueellisesti merkittävät vettäjohtavat vyöhykkeet ympäröivästä kalliosta ja siten palautetaan luonnolliset olosuhteet takaisin tilojen käytön päätyttyä. Lisäksi hydraulisilla tulpilla eristetään toisistaan alueet, joissa käytetään erilaista tunnelitäyttöä. Periaateaatekuva hydraulisesta tulpasta on esitetty kuvassa 5-3. Hydrauliset tulpat koostuvat monesta osasta, joista jokaisella on oma toiminnallinen tarkoituksensa. Betonirakenteet tukevat täyttöä ja saviydintä kunnes nämä ovat saturoituneet ja voivat toimia itsekseen. Saviydin rajoittaa vedenvirtausta tunnelin tai kuilun suunnassa. Muita kerroksia tarvitaan rakentamista varten. Käytön päättymisen jälkeen loppusijoitustilat on tarkoitus sulkea pysyvästi siten että ihmisten tahatonta tunkeutumista tiloihin hankaloitetaan. Tunkeutumista estävien tulppien periaatteet on esitetty kuvassa 5-3. Nämä tulpat koostuvat alimpana olevista isoista lohkareista, joiden päälle valetaan betonikerros. Tämä betonikerros toimii pohjana maanpinnan tuntumaan asennettaville luonnonkiville, joilla maisemoidaan alue.

140 134 a) b) c) Kuva 5-3. Sulkemisen tulpparakenteiden periaatekuvia: a) mekaaninen tulppa, b) hydraulinen tulppa ja c) tunkeutumista hankaloittava tulppa (Posiva 2012e).

141 135 Tutkimusreikien sulkeminen Loppusijoituslaitoksen alueella ja sen lähietäisyydellä on useita kallioperän tutkimustarkoituksiin tehtyjä kairanreikiä, joista suuri osa ulottuu loppusijoitussyvyydelle tai sen läheisyyteen ja osa huomattavasti syvemmälle (jopa 1 km syvyyteen). Näitä syviä tutkimusreikiä oli marraskuussa 2012 yhteensä 57, ja lisäksi alueella on pohjavesitutkimuksiin ja muihin tutkimuksiin tehtyjä matalampia reikiä. Tutkimusreikiä saatetaan jatkossa tehdä lisää, jos ne ovat välttämättömiä tutkittaessa kallioperän tietyn osan soveltuvuutta loppusijoitukseen. Vaikka kairanreiät eivät suoraan ole osa loppusijoituslaitosta, käsitellään niitä sen välittömän läheisyyden takia osana loppusijoituslaitoksen maanalaisten osien sulkemista. Tutkimusreiät eivät lävistä loppusijoitustiloja tai ONKALOa, mutta ne ovat samalla syvyysalueella ja yhteydessä loppusijoitustiloihin kallion luonnollisen rakoilun kautta. Tutkimusreikien sulkeminen tulee suorittaa siten, että virtausreitit loppusijoitussyvyyden ja maanpinnan välillä saadaan tiivistettyä. Täten estetään loppusijoitussyvyyden pohjaveden laimentuminen pintaveden mahdollisesta vaikutuksesta ja kapselin mahdollisen vikaantumisen seurauksena vapautuneiden radionuklidien kulkeutuminen biosfääriin tätä reittiä pitkin. Tutkimusreikien sulkemisen vaatimukset ovat samat kuin sulkemisen vaatimukset (Posiva 2012a, Posiva 2012e). Tutkimusreikien sulkemisen suunnittelun lähtökohtana on ollut, että kallion luonnolliset pohjaveden virtausominaisuudet pyritään palauttamaan. Tämän lähtökohdan mukaisesti on laadittu tutkimuskairanreikien sulkemissuunnitelma (Karvonen 2012), jossa on määritelty maanpinnalta tehdyille syville (syvempi kuin 100 m) tutkimusrei'ille vaatimukset täyttävä sulkemissuunnitelma (kuva 5-4).

142 136 Kuva 5-4. Tutkimuskairanreiät, joille on laadittu sulkemissuunnitelma. Tämänhetkisen suunnitelman mukaan ne tutkimusreikien kohdat, joilla vedenjohtavuus on 1E-8, tullaan tiivistämään 500 m syvyyteen asti bentoniittisavella, joka asennetaan Basic-menetelmällä. Tätä syvemmälle heikosti vettä johtaville alueille asennetaan bentoniittia Container-menetelmällä. Basic-menetelmässä bentoniitti asennetaan rei itetyn kupariputken sisällä ja Container-menetelmällä bentoniitti työnnetään tutkimusreikään säiliössä, josta se sitten oikealla syvyydellä pusketaan ulos. Basic-menetelmää on testat-

143 137 tu sulkemalla OL-KR24 (Rautio 2006), mutta sen käyttöä rajoittaa mahdollinen asentamisen aikainen reiässä olevan pohjaveden aikaansaama eroosio. Container-menetelmän voi olettaa olevan parempi syvälle asennettavalle bentoniitille, sillä siinä ympäröivä vesi ei aiheuta eroosiota asennuksen aikana, mutta tätä menetelmää ei ole suuressa mittakaavassa vielä testattu. Molemmat menetelmät vaativat vielä jatkotutkimuksia ja kehittämistä, ja suunnitelma materiaalien asentamiseen saattaa muuttua ennen sulkemisen alkamisen ajankohtaa. Ne kohdat kairanrei istä, joissa kallion vedenjohtavuus on suurempi kuin 1E-8 tullaan tämänhetkisen suunnitelman mukaan sulkemaan betonilla. Reikien yläosaan tulee kivi- tai kuparitulppa ja sen päälle kiviainesta tai betonia. Reikien yläosien materiaalivalinnat tullaan tekemään lähempänä sulkemisen aloittamisen ajankohtaa. Maan pinnalta tehtyjen reikien lisäksi myös ONKALOsta on tehty reikiä (esim. tutkimuksia varten), jotka tullaan sulkemaan. Loppusijoitustiloissa sulkemista vaativia poratai kairanreikiä voivat tulevaisuudessa olla esim. pilottireiät, joista saadun tiedon perusteella kyseinen kohta kalliota on jätetty louhimatta. Näiden reikien sulkeminen tulee aikanaan tehdä huolellisesti ja vaatimukset täyttäen. Näiden sulkemisen menetelmät tullaan määrittelemään lähempänä sulkemisen alkamisen ajankohtaa. 5.3 Tiloihin jäävät materiaalit Loppusijoituslaitokseen sulkemisen jälkeen jäävistä materiaaleista on laadittu arvioita (Hjerpe 2003, Hagros 2007 ja Karvonen 2011). Alkuperäiset arviot (Hjerpe 2003) perustuivat suunnitelmiin tilojen rakentamisesta ja loppusijoituksesta, ja Hagros (2007) päivitti määräarvioita osittain suoritetun louhinnan ja rakentamisen perusteella, mutta monin paikoin skaalaamalla aiemmat arviot uusimpien luonnossuunnitelmien tilavuuksia vastaaviksi. Karvonen (2011) päivitti vierasaineiden materiaalimääräarviot perustaen tiedon jo lähes loppusijoitussyvyyteen yltävän ONKALOn toteumatietoihin ja päivitettyihin suunnitelmiin koskien louhintaa, rakentamista, loppusijoitusta ja sulkemista. Vierasaineiden määrät on ONKALOn rakentamisen alusta asti dokumentoitu tarkasti. Monitorointiraporteissa selvitetään käytettyjen aineiden määrät ja kohteet (Juhola 2005, 2007, 2008, 2009, Vuorio 2006, Kasa 2011). Nämä toteumaraportit toimivat lähtökohtana arviolle siitä, mitä tiloihin tulee jäämään sulkemisen jälkeen. Suurimmat loppusijoituslaitokseen jäävät vierasainemäärät ovat puskurissa, täytössä, sulkemisessa ja tulpissa käytettävien savimateriaalien karbonaatti, raudan oksidit, pyriitti, kipsi ja titaanin oksidit, taulukko 5-1. Myös orgaanista ainesta on huomattavasti (Karvonen 2011). Savimateriaalien vierasaineiden määriin vaikuttavat huomattavasti valittu savi, louhintatarkkuus ja sulkemisen ratkaisut. Koska sulkeminen aloitetaan vasta useiden vuosikymmenien päästä, voivat määräarviot muuttua kehittyvien sulkemismenetelmien mukaan (Posiva 2012e). Karvosen (2011) mukaan sementtiä tulee loppusijoituslaitoksen tiloihin, ja ympäröivään kallioperään injektoituna loppusijoituslaitoksesta, jäämään enimmillään noin t. Suurin osa sementistä tulee olemaan ruiskubetonissa, injektointimassassa, juotoslaastissa ja tulpissa, sillä muut betonirakenteet tullaan poistamaan ennen tilojen sulkemista. Karvosen (2011) työssä oletettiin, että myös 95 % ruiskubetonista saadaan poistettua

144 138 ennen tilojen sulkemista, joten mahdollinen pienempi poistoprosentti tulisi entisestään lisäämään jäävän sementin määrää tiloissa. Loppusijoitustunneleihin ei suunnitelmien mukaan laiteta ruiskubetonia, vaan holvi verkotetaan poistettavissa olevalla teräsverkolla. Tiloihin jäävän teräksen määrän on arvioitu olevan korkeimmillaan jopa noin t (Karvonen 2011), kun se edellisen arvion mukaan olisi ollut vain t (Hagros 2007). Määrän kasvua selittää lisääntynyt pultituksen tarve ONKALOn louhinnan edettyä loppusijoitussyvyydelle ja loppusijoitustunneleiden päätytulppien rakennesuunnitelmien tarkentuminen. Muita merkittävissä määrin loppusijoituslaitokseen jääviä vierasaineita ovat silika ja kupari, sekä injektointimassojen ja ruiskubetonin lisäaineet. Kuparin määrän voidaan arvioida jäävän huomattavasti pienemmäksi kuin mitä Karvonen (2011) arvioi, sillä loppusijoituslaitoksen sulkemisessa rakennettavien tulppien suunnitelmat ovat muuttuneet vierasainemateriaalimäärien arvioinnin jälkeen (Posiva 2012e). Loppusijoitustunneleihin jää Karvosen (2011) mukaan savimateriaalien vierasaineiden lisäksi eniten terästä, silikaa ja sementtiä, taulukko 5-1. Näiden lisäksi loppusijoitustunneleihin jää esimerkiksi hieman räjähdysainejäämiä, kuljetusajoneuvojen päästöistä johtuvia pienhiukkasia, mahdollisesti osa lujitukseen käytettävästä teräsverkosta, kartoitusvaiheen maalijäämiä ja ilmastoinnin mukana tiloihin tuulettunutta orgaanista ainesta. Puskurin sisältämät aksessoriset mineraalit laskettiin vierasaineiksi. Kuparikapseli sisältöineen ei ole vierasainetta, eikä täten ole mukana materiaalimääräarvioissa.

145 139 Taulukko 5-1. Arvioidut vierasaineiden materiaalimäärät koko loppusijoituslaitoksessa, pelkästään ONKALOssa ja pelkästään 100 m matkalla loppusijoitustunnelia. ON- KALOn tapauksessa savimateriaalin orgaaninen hiili on laskettu mukaan orgaanisen aineksen kokonaismassaan, muissa tapauksissa orgaaninen hiili on eroteltu. Loppusijoitustunneleiden materiaalimäärissä pienimmät arvot ovat LO1-2 tunneleista ja suurimmat OL1-3 tunneleista. Taulukko on tehty Karvosen (2011) laskemien materiaalimäärien mukaan. Loppusijoituslaitos ONKALO 100 m loppusijoitustunnelia Min. (kg) Max. (kg) Min. (kg) Max. (kg) Min. (kg) Max. (kg) Savimateriaalien vierasaineet pyriitti kipsi kalimaasälpä titaniitti/rutiili raudan oksidit karbonaatit orgaaninen hiili * * biotiitti Sementti Teräs SiO Kupari Muu orgaaninen aines (sis. hiilivedyt) * * *Orgaanisen hiilen määrä mukana muun orgaanisen aineksen massassa 5.4 Takaisin palauttaminen Loppusijoitustilat on suunniteltu siten, että loppusijoitus ei aiheuta rasitteita tuleville sukupolville. Palautettavuusvaatimusta on käsitelty Valtioneuvoston periaatepäätöksessä (2000). Laadittujen suunnitelmien perusteella kapselien palauttaminen loppusijoitustiloista maanpinnalle on mahdollista hankkeen kaikissa vaiheissa. Loppusijoitustilojen suunnitelma sisältää piirteitä, jotka edesauttavat myöhempää kapselien palauttamista. Käytetty polttoaine kapseloidaan massiivisiin kupari-rautakapseleihin, jotka ovat mekaanisesti lujia ja hyvin pitkäikäisiä. Loppusijoitustilat rakennetaan kallioon louhittuina tiloina, jotka ovat kokemusten perusteella hyvin pitkäikäisiä ja tilojen myöhempi kaivaminen auki on teknisesti mahdollista (Saanio & Raiko 1999).

146 140 Kapselien palauttamista on testattu onnistuneesti Äspön kalliolaboratoriossa Ruotsissa (Nirvin 2007). Palauttamistekniikka on tässä raportissa kuvattu kolmessa eri tilanteessa. Kaikki muut tilanteet kapseleiden ja loppusijoitustilojen elinkaaressa ovat johdettavissa em. tilanteista ja palauttamistekniikka vastaa jotakin esitetyistä tekniikoista Palauttaminen ennen loppusijoitusreiän sulkemista Tässä luvussa käsiteltävässä tilanteessa kapselia ollaan kuljettamassa loppusijoitusreikään ja se on kapselihississä tai alatasolla kapselinkuljetusajoneuvossa. Kapseli saattaa olla jo laskettu loppusijoitusreikään ja tartuntalaitteen ote kapselista on irrotettu, kun esimerkiksi huomataan, ettei reikä ole kelvollinen tai reiässä oleva bentoniitti ei ole täysin oikein asennettu. Lähtökohtana tässä tapauksessa on, ettei reiän bentoniitti ole vielä ehtinyt paisua ja tarttua kapseliin. Jos kapseli päätetään palauttaa maanpinnalle ennen loppusijoitusreiän sulkemista, kuljetetaan kapseli kuljetusajoneuvolla kapselikuilun hissille ja nostetaan suoraan kapselointilaitokseen. Kapselin palauttamisen työvaiheet ovat samat kuin kapselin asennuksessa, mutta ne tehdään käänteisessä järjestyksessä. Kapselointilaitoksen käsittelykammiossa polttoaineniput voidaan asentaa uuteen kapseliin tai polttoaineen siirtosäiliöön Palauttaminen loppusijoitustunnelin sulkemisen jälkeen Tilojen käyttövaiheessa loppusijoitustunneleita täytetään tunnelien perältä alkaen sitä mukaa kuin kapseleita asennetaan loppusijoitusreikiin. Kun loppusijoitustunneliin on asennettu kaikki siihen tulevat kapselit ja tunneli täytetty, rakennetaan tunnelin suulle sulkurakenne teräsbetonista. Ensimmäisen tunnelin sulkemisen jälkeen jatkuu tilojen käyttövaihe vielä pitkään joidenkin keskustunnelien osalta useita kymmeniä vuosia. Tilat ovat siis käytössä ja keskustunneli on auki. Jos päätös kapselien palauttamisesta tehdään tilojen käyttövaiheessa, kun osa loppusijoitustunneleista on suljettu, koostuu palauttaminen loppusijoitustunnelin aukaisusta, loppusijoitusreiän aukaisusta ja kapselin poistosta. Loppusijoitustunnelin suulla oleva betonisulkurakenne puretaan, minkä jälkeen tunnelin tyhjennys etenee vaiheittain siten, että tunnelin täyttömateriaalia poistetaan kerrallaan vain yhden loppusijoitusreiän matkalta. Tämän jälkeen reikä avataan ja kapseli poistetaan. Seuraavaksi jatketaan täyttömateriaalin poistolla yhden loppusijoitusreiän matkalla jne. Sulkurakenteen poistossa voidaan käyttää betonirakenteiden purkutöissä käytettyjä menetelmiä, esim. hydraulipiikkausta. Tunnelin täyttömateriaali poistetaan perinteisillä maankaivukoneilla. Loppusijoitustunnelin aukaisun aikana tarkkaillaan jatkuvasti loppusijoitustunnelin ilman ja täyttömateriaalin aktiivisuutta. Loppusijoitusreikien bentoniittipuskurin poistossa voidaan käyttää esimerkiksi suolavedellä liuottamiseen perustuvaa tekniikkaa. Kapseli poistetaan reiästä samalla kapselin asennusajoneuvolla kuin se on reikään asennettukin ja nostetaan hissillä kapselointilaitokseen.

147 Palauttaminen kaikkien tilojen sulkemisen jälkeen Kun kaikki kapselit on sijoitettu, tunnelit ja kuilut täytetään ja tilat suljetaan. Maanpintayhteyksien ylä- ja alapäihin rakennetaan teräsbetoniset sulkurakenteet. Kapselit voidaan haluttaessa palauttaa maanpinnalle myös loppusijoituslaitoksen sulkemisen jälkeen. Maanpäälle rakennetaan laitos, jossa kapseleita voidaan käsitellä. Loppusijoituslaitos avataan käyttäen pitkälti samoja työmenetelmiä, kuin on käytetty tiloja rakennettaessa. Tilojen louhinnan sijasta avataan kuilut ja tunnelit nyt kaivamalla täyttömateriaali pois ja purkamalla niihin tehdyt sulkurakenteet. Ajotunneli, kuilut, tekniset tilat ja keskustunnelit kaivetaan auki, minkä jälkeen niihin rakennetaan tarpeelliset rakenteet ja asennetaan järjestelmät. Rakenteet ja järjestelmät ovat vastaavia kuin loppusijoitustoiminnan aikana tiloissa olleet. Kun tilat on rakennettu valmiiksi, noudatetaan loppusijoitustunnelien aukaisussa ja kapselien poistossa samoja tekniikoita, joita käytettäisiin, jos kapselit palautettaisiin tilojen käyttövaiheessa. Kun kapselit on nostettu maanpinnalle, voidaan ne laittaa kapselien maantiekuljetukseen soveltuvan säteilysuojan sisään ja kuljettaa haluttuun paikkaan jatkotoimenpiteitä varten. Vaihtoehtoisesti voidaan kapselit avata ja siirtää polttoaineniput yksitellen kuljetussäiliöihin. Kuljetussäiliöt voivat olla samanlaisia kuin säiliöt, joilla polttoaine kuljetetaan voimalaitoksilta loppusijoitusalueelle. Kuljetussäiliöitä voidaan kuljettaa maanteitse, rautateitse tai meritse.

148 142

149 143 6 VAIHTOEHTOISET LOPPUSIJOITUSRATKAISUT 6.1 Loppusijoituslaitoksen kaksikerrosratkaisu Loppusijoituslaitos voidaan periaatteessa suunnitella siten, että kapseleita voidaan sijoittaa kahdelle eri syvyydelle. Loppusijoitus aloitetaan esimerkiksi 420 metrin syvyydeltä, mutta tarvittaessa voidaan myöhemmin siirtyä alemmalle tasolle, esim. 520 metrin syvyyteen. Tässä tapauksessa ajotunnelia ja kuiluja jatketaan alemmalle tasolle. Myös teknisiä tiloja laajennetaan alatasolle. Tällaisen ratkaisun suunnittelusta on toistaiseksi luovuttu sen edellyttämien merkittävien lisätietotarpeiden vuoksi. Erityisen kysymyksen muodostaa Olkiluodon kallioperässä syvällä havaittu voimakassuolainen pohjavesi ja sen mahdollinen käyttäytyminen suunniteltaessa kalliotiloja nykyistä loppusijoitussyvyyttä syvemmälle. Vaihtoehtoisena loppusijoitusratkaisuna olevan kaksikerrosratkaisun eri kerrosten täyttöjärjestystä ja -aikatauluja on tarkasteltava suunnittelussa, koska aikataulutus vaikuttaa kerrosten väliseen lämpövuorovaikutukseen. Eri kerrokset lämmittävät toisiaan ja tämä nostaa kapselien ja puskurin rajapinnan lämpötilaa, joka on mitoituksen suhteen kriittinen suure. Mikäli ensimmäisen kerroksen täyttämisen aloittamisesta on kulunut aikaa kymmeniä vuosia ennen kuin toista kerrosta samalla alueella aletaan täyttää, on jälkimmäisenä täytettävän kerroksen kalliomassa ehtinyt jo lämmetä siten, että kapselien maksimilämpötila (noin 20 vuotta sijoittamisen jälkeen) samoilla kapselien välisillä sijoitusetäisyyksillä nousisi useita asteita korkeammaksi. Tämä nousu ja toisen kerroksen 100 m:n lisäsyvyydestä johtuva luonnollinen 1,5 asteen lämpötilanousu täytyy kompensoida jälkimmäisenä sijoitettavassa kerroksessa kasvattamalla kapselien etäisyyttä toisistaan. Myöhemmin sijoitettavan kerroksen kapselien maksimilämpötilojen nousu riippuu taulukon 6-1 mukaisesti toiminnan aikataulutuksesta, eli siitä, kuinka kauan myöhemmin toista kerrosta sijoitetaan verrattuna samalla paikalla olevaan ensimmäiseen sijoituskerrokseen. Taulukkoon on myös arvioitu toisen kerroksen kapselien etäisyyden kasvattamistarve lisälämpenemisen kompensoimiseksi. Käytännössä kaksikerrosratkaisu olisi toteutettava siten, että samalle paikalle tulevat kaksi kerrosta sijoitettaisiin mahdollisimman samanaikaisesti, koska lisälämpenemisen kompensointi kapselien välisiä etäisyyksiä kasvattamalla nostaisi tunnelien louhinta- ja täyttökustannuksia merkittävästi.

150 144 Taulukko 6-1. Toisen kerroksen lämpenemisen määrä kapselien maksimilämpötilan esiintymishetkellä (20 vuoden kuluttua kyseisen kapselin sijoittamisesta) kaksikerrosvaihtoehdossa sijoitushetkien aikaerosta riippuen. Kokonaislämpötilan nousu on syvemmän kerroksen luontaisesta korkeammasta lämpötilasta johtuen vielä 1,5 ºC korkeampi. Kapselin etäisyyden lisäystarve lämpenemisen kompensoimiseksi syvemmällä olevassa kerroksessa on arvioitu viitteen (Ikonen 2003) raportin kuvasta 43. Aikaero (v) Lämpötilan nousu ( o C) Kapselin etäisyyden lisäys (m) 0 0,1+1,5=1,6 0,7 10 0,9+1,5=2,4 1,1 20 2,0+1,5=3,5 1,8 30 3,2+1,5=4,7 2,6 40 4,7+1,5=6, ,1+1,5=7, KBS-3H-vaihtoehto Tässä raportissa esitetyn KBS-3V-konseptin rinnalla on kehitetty KBS-3H-konseptia, jossa kapselit sijoitetaan maksimissaan 300 m pitkiin vaakasuoriin loppusijoitusreikiin (SKB 2012). Näiden välinen etäisyys toisistaan olisi 25 m. Loppusijoitusreikä jaetaan kahteen noin 150 metrin pituiseen osastoon, joita erottaa toisistaan titaanista rakennettava osastotulppa, kuva 6-1. Vaakareiän suulle rakennettava titaanivalmisteinen päätytulppa muistuttaa osastotulppaa, mutta on sitä merkittävästi lujempi. Suunnitteluratkaisuksi valittu ns. DAWE (Drainage, Artificial Watering and air Evacuation) perustuu täyttövaiheen aikaiseen vedenpoistoon, tyhjän tilan täyttämiseen vedellä ja ilmanpoistoon. Vaakareikä on lievästi yläkätinen, minkä johdosta vuotovedet virtaavat reikään asennettavien komponenttien alitse reiän pohjalla sisääntuloaukon suuntaan kunnes tulppa on rakennettu, Reikäkomponenttien ja kallioseinämän väliin jäävä noin 42,5 mm:n suuruinen välys täytetään pumppaamalla makeaa vettä reiän pohjaosaan tulpan läpi johdetuilla lyhyillä kasteluputkilla. Ilmanpoistoputki asennetaan reikään vaakareiän valmisteluvaiheessa reiän seinälle kiinnitettäville tuille ja osaston takaosassa ilmanpoistoputkeen liitetään pystyputki, joka johdetaan osaston takaosan ylimpään pisteen, jonne ilmatasku muodostuu. Pystyputki jää reikään kun vaakasuuntainen ilmanpoistoputki vedetään reiästä lyhyiden kasteluputkien ohella. Läpivientireiät suljetaan ja toisen osaston asennus aloitetaan välittömästi ja lopuksi tämä osasto ja samalla koko vaakareikä suljetaan päätytulpalla. Kastelutoimenpiteet ja putkien poistaminen tehdään vastaavasti kuin edellä. Tyhjän tilan täyttämisellä vedellä pyritään mm. kiihdyttämään bentoniitin paisumista vastapaineen aikaansaamiseksi reikäseinämää vasten. Vastapaineen avulla estetään tai ainakin heikennetään kalliojännitysten ja lämpöjännitysten aiheuttamaa kallion hilseilyä.

151 145 KBS-3V-ratkaisusta poiketen KBS-3H-ratkaisussa käytetään hyväksi esivalmisteltua asennuspakkausta. Asennuspakkauksen muodostavat titaanista valmistettu rei itetty suojasylinteri ja sen sisään asennettavat bentoniittipuskuri ja kuparikapseli. Pakkaus kootaan ennen loppusijoittamista ja ne asennetaan loppusijoitusreikiin. Puristetusta bentoniitista valmistetut välitulpat eristävät termisesti ja hydraulisesti asennuspakkaukset toisistaan loppusijoitusreiässä. Bentoniitti asennuspakkauksen sisällä ja välitulpissa muodostavat yhdessä puskuriksi kutsutun vapautumisesteen. Niissä loppusijoitusreiän osissa, jotka eivät täytä loppusijoitusvaatimuksia (esim. liian suuri pohjaveden virtaus loppusijoitusreikään) ja joiden kohdalle ei voida sijoittaa asennuspakkausta tai välitulppaa, käytetään täytetulppia. Nämä reikäosuudet, joissa on liian suuri vuotovesivirtaus, injektoidaan kolloidisella silikalla asennusolosuhteiden parantamiseksi ja näihin reikäosuuksiin asennetaan puristetusta bentoniitista valmistetut täyttötulpat, joiden pituusdimensiot määräytyvät ko. position vuotovesimäärän perusteella. Kuva 6-1. KBS-3V- (ylhäällä vasemmalla) ja KBS-3H (ylhäällä keskellä) -loppusijoitusvaihtoehtojen perusperiaatteet, sekä detaljikuva KBS-3H-loppusijoitusreiästä (alhaalla) ja asennuspakkauksesta (ylhäällä oikealla). KBS-3H-vaihtoehdossa kapselointilaitoksessa täytetty ja suljettu loppusijoituskapseli tuodaan kuilua tai ajotunnelia pitkin käsittelyasemalle, jossa asennuspakkaus kootaan valmiiksi, kuva 6-2. Tämän jälkeen asennuspakkaus kuljetetaan asennustilaan, jonne asennuslaitteisto on sijoitettu, kuvat 6-3 ja 6-4. KBS-3H-vaihtoehdossa keskustunnelit tulee korottaa 3H-kuljetusajoneuvoa varten.

152 146 Kuva 6-2. Leikkaus kapselin vastaanottoasemasta (Kirkkomäki & Rönnqvist 2010). Kuva 6-3. Asennustila (Kirkkomäki & Rönnqvist 2010).

153 147 Kuva 6-4. Kapselin ja asennuspakkauksen kuljetussuoja siirrettynä asennustilassa reiän suuaukkorakenteen ja siirtokoneen väliin. Säteilysuojaporttien avaamisen jälkeen asennuspakkauksen siirto reikään voidaan aloittaa (Kirkkomäki & Rönnqvist 2010). KBS-3H:n ja KBS-3V:n väliset erot ovat vähäiset. Viranomaisvaatimukset ovat samat ja molemmat vaihtoehdot on aikanaan esitetty ratkaisuina periaatepäätöksessä. Molemmissa ratkaisuissa moniestejärjestelmä perustuu suotuisiin ja ennustettavissa oleviin mekaanisiin, geokemiallisiin ja hydrologisiin kallioperäolosuhteisiin, pitkäikäiseen loppusijoituskapseliin ja puskuriin, jotka yhdessä takaavat pitkäikäisen suojan mekaanisia, hydraulisia ja kemiallisia vaikutuksia vastaan. Kapselin mahdollisen rikkoutumisen seurauksena vapautuvien radionuklidien kulkeutumista hidastavat sekä puskuri että kallioperä. Radionuklidien vapautumista rajoittavia tekijöitä ovat myös stabiili polttoainematriisi ja monien radioaktiivisten alkuaineiden alhainen liukoisuus odotettavissa olevissa vaurioituneen kapselin sisäisissä kemiallisissa olosuhteissa.

154 148

155 149 VIITTEET Autio, J. & Kirkkomäki, T. 1996a. Boring of full scale deposition holes using a novel blind boring method, boring procedure and operation experiences. Working Report TEKA-96-04e. Posiva Oy. Autio, J. & Kirkkomäki, T. 1996b. Boring of full scale deposition holes using a novel blind boring method. POSIVA Posiva Oy. Autio, J., Hassan, Md. M., Pintado, X., Keto, P. & Karttunen, P Backfill Design POSIVA Posiva Oy. Dixon, D., Sievänen, U., Karvonen, T., Marcos, N., Hansen, J. & Korkiala-Tanttu, L Underground Disposal Facility Closure Design Working Report Posiva Oy. Hagros, A Foreign materials in the repository - Update of estimated quantities. Working Report Posiva Oy. Hansen, J. Korkiala-Tanttu, L., Keski-Kuha, E. & Keto, P Deposition tunnel backfill design for a KBS-3V repository. Working Report Posiva Oy. Hellä, P., Ikonen, A., Mattila, J., Torvela, T. & Wikström, L RSC-Programme Interim Report. Approach and Basis for RSC Development, Layout Determining Features and Preliminary Criteria for Tunnel and Deposition Hole. Working Report Posiva Oy. Hjerpe, T Engineering and Stray Materials in the Repository for Nuclear Waste, Estimation of Quantities after Backfilling. Working Report Posiva Oy. Ikonen, K Thermal Analyses of Spent Nuclear Fuel Repository. POSIVA Posiva Oy. Ikonen, K. & Raiko, H Thermal dimensioning of Olkiluoto repository for spent fuel. Working Report Posiva Oy. Juhola, P Results of Monitoring at Olkiluoto in Foreign Materials. Working Report Posiva Oy. Juhola, P Results of Monitoring at Olkiluoto in Foreign Materials. Working Report Posiva Oy. Juhola, P Results of Monitoring at Olkiluoto in Foreign Materials. Working Report Posiva Oy. Juhola, P Results of Monitoring at Olkiluoto in Foreign Materials. Working Report Posiva Oy.

156 150 Karvonen, T Foreign Materials in the Repository Update of Estimated Quantities. Working Report Posiva Oy. Karvonen, T Closure of the investigation boreholes. Eurajoki, Finland. Working Report Posiva Oy. Kasa, S Results of Monitoring at Olkiluoto in Foreign Materials. Working Report Posiva Oy. Kauppa- ja teollisuusministeriö Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös kaivosten turvallisuusmääräyksistä 921/75 (ml. muutettu päätös 1187/95). Kauppa- ja teollisuusministeriö Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen valmistelu. Kauppa- ja teollisuusministeriö, Dnro 9/815/2003 KTM. Keski-Kuha, E., Nemlander, R. & Koho, P BACEKO II, Flow-through, openfront and saturation tests of pre-compacted backfill blocks in a quarter-scale test tunnel. Working Report Publication pending. Posiva Oy. Keto, P. & Rönnqvist, P-E Backfilling of deposition tunnels: Block alternative. Working Report Posiva Oy. Kirkkomäki, T Olkiluodon loppusijoitustilojen tekniset rakenteet. Työraportti Posiva Oy. Kirkkomäki, T Loppusijoituslaitoksen teknisten tilojen sekä matala- ja keskiaktiivisen laitosjätetilan suunnitelmaselostus. Työraportti Posiva Oy. Kirkkomäki, T Loppusijoituslaitoksen asemointi ja vaiheittainen rakentaminen. Työraportti Posiva Oy. Kirkkomäki, T. & Rönnqvist, P-E KBS-3H tekniikka, asemointi ja vaiheittainen rakentaminen. Työraportti Posiva Oy. Koskinen, V Uniaxial backfill block compaction. Working Report Posiva Oy. Kukkola, T. 2003a. Olkiluodon loppusijoitustilojen järjestelmät. Työraportti Posiva Oy. Kukkola, T. 2003b. Olkiluodon loppusijoitustilojen käyttövaiheen kuvaus. Työraportti Posiva Oy. Kukkola, T Disposal facility in Olkiluoto, description of above ground facilities in lift transport alternative. Working Report Posiva Oy.

157 151 Kukkola, T Olkiluodon kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen normaalikäytön, käyttöhäiriöiden ja onnettomuustilanteiden määritys päästö ja annoslaskentaa varten. Työraportti Posiva Oy. Kukkola, T Encapsulation Plant Design 2012.Working Report Posiva Oy. Kukkola, T. & Törmälä, V-P Polttoainekapselin kuiluvaimenninkokeet. Työraportti Posiva Oy. Kukkola, T. & Eurajoki, T Kapselointilaitoksessa syntyvät radioaktiiviset jätteet. Työraportti Posiva Oy. Kuutti, J., Hakola, I. & Fortino, S Analyses of Disposal Canister Falling Accidents. POSIVA Posiva Oy Lautkaski, R., Ikonen, K. & Hostikka, S Kapselin siirtoajoneuvon palon seuraukset loppusijoitustilassa tai vinoajotunnelissa. Työraportti Posiva Oy. Nieminen, J. & Peltokorpi, L Loppusijoituslaitoksen ilmastointi. Työraportti Posiva Oy. Nirvin, B Äspö hard rock laboratory, retrieval of deposited canister for spent nuclear fuel. SKB IPR Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co (SKB). Nummi, O., Kyllönen, J. & Eurajoki, T Long-term safety of the maintenance and decommissioning waste of the encapsulation plant. POSIVA Posiva Oy. Paunonen, M., Kelokaski, P., Eurajoki, T. & Kyllönen, J Waste Streams at the Encapsulation Plant. Working Report Posiva Oy. Peltokorpi, L., Kukkola, T. & Nieminen, J Keskus- ja loppusijoitustunneleiden palotarkasteluja APROSilla. Työraportti Posiva Oy. Posiva ONKALO - Main Drawings in Working Report Posiva Oy. Posiva 2012a. Design Basis report. DB POSIVA Posiva Oy. To be published. Posiva 2012b. Performance Assessment Report. Posiva Report series. Publication pending. Posiva Oy. Posiva 2012c. Backfill Production Line 2012 Design, production and initial state of the backfill. POSIVA Posiva Oy. To be published.

158 152 Posiva 2012d. Underground Openings Production Line Design, production and initial state of the underground openings. POSIVA Posiva Oy. To be published. Posiva 2012e. Closure Production Line Design, production and initial state of underground disposal facility closure. POSIVA Posiva Oy. Posiva 2012f. Safety case for the disposal of spent nuclear fuel at Olkiluoto Synthesis. POSIVA Posiva Oy. Posiva 2012g. Olkiluoto Site Description POSIVA Report Posiva Oy. To be published. Posiva 2012h. Layout determining features their influence zones and respect distances at the Olkiluoto site POSIVA Posiva Oy. To be published. Posiva 2012i. Buffer Production Line Design, production and initial state of the buffer. POSIVA Posiva 2012j. Rock Suitability Classification POSIVA Report Posiva Oy. Olkiluoto. Raiko, H Canister Design POSIVA Posiva Oy. Rautio, T Borehole Plugging Experiment in OL-KR24 at Olkiluoto, Finland. Working Report Posiva Oy. Rossi, J., Suolanen, V. & Raiko, H Olkiluodon ydinjätelaitoksen normaalikäytön, käyttöhäiriöiden ja onnettomuustilanteiden säteilyannosten arviointi. Työraportti Posiva Oy. Rossi, J. & Suolanen, V Olkiluodon kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen käyttöturvallisuusanalyysi. Työraportti Posiva Oy. Saanio, T. & Raiko, H Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituskapseleiden palautettavuus. Työraportti Posiva Oy. Saanio, T., Kirkkomäki, T., Sacklén, N., Autio, J., Kukkola, T. & Raiko, H Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitustilat Olkiluodossa, Esisuunnitelma, vaihe 1. Työraportti Posiva Oy. Saanio, T., Kirkkomäki, T., Keto, P., Kukkola, T. & Raiko, H Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitustilat Olkiluodossa, Esisuunnitelma, vaihe 2. Työraportti Posiva Oy. Saanio, T., Ikonen, A., Keto, P., Kirkkomäki, T., Kukkola, T. Nieminen, J. & Raiko, H Loppusijoituslaitoksen luonnossuunnitelma Työraportti Posiva Oy.

159 153 Saari, J Seismic activity parameters of the Olkiluoto site. POSIVA Posiva Oy. SKB Design, production and initial state of the backfill and plug in deposition tunnels. SKB TR Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB). SKB KBS-3H Complementary studies SKB TR Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB). (painossa) STUK Ohje YVL 6.1 Ydinpolttoaineen ja muiden ydinvoimalaitoksen käytössä tarvittavien ydinmateriaalien valvonta. Säteilyturvakeskus. STUK Ohje ST Säteilyturvallisuus luonnonsäteilylle altistavassa toiminnassa. Säteilyturvakeskus. STUK Ohje YVL 8.4. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuus. Säteilyturvakeskus. STUK Ohje YVL 8.5. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen käyttö. Säteilyturvakeskus. STUK Ohje YVL D.5, Ydinjätteiden loppusijoitus. Luonnos 4, Säteilyturvakeskus. Suikki, M Canister transfer trolley and canister transfer corridor equipment. Working Report Posiva Oy. Suikki, M Remote controlled mover for disposal canister transfer. Working Report Posiva Oy. Tuominen, J Loppusijoitus- ja kapselointilaitoksen sähköjärjestelmät. Työraportti Posiva Oy. Valtioneuvosto Ydinenergialaki 990/1987. Valtioneuvosto Valtioneuvoston periaatepäätös 21. päivänä joulukuuta 2000 Posiva Oy:n hakemukseen Suomessa tuotetun käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen rakentamisesta. Valtioneuvosto, Helsinki. Valtioneuvosto 2008a. Valtioneuvoston asetus ydinvoimalaitoksen turvallisuudesta, 733/2008. Valtioneuvosto 2008b. Valtioneuvoston asetus ydinenergian käytön turvajärjestelyistä, 734/2008. Valtioneuvosto 2008c. Valtioneuvoston asetus ydinvoimalaitoksen valmiusjärjestelyistä, 735/2008.

160 154 Valtioneuvosto 2008d. Valtioneuvoston asetus ydinjätteiden loppusijoituksen turvallisuudesta, 736/2008. Vuorio, M Results of Monitoring at Olkiluoto in Foreign Materials. Working Report Posiva Oy. Wendelin, T. & Suikki, M Preliminary Design for Spent Fuel Canister Handling Systems in a Canister Transfer and Installation Vehicle. Working Report Posiva Oy. Wimelius, H. & Pusch, R Backfilling of KBS-3V deposition tunnels Possibilities and Limitations. R-Series report, Stockholm. SKB R Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co (SKB). Ympäristöministeriö Suomen rakentamismääräyskokoelma, osat A - F. Äikäs, K., Hagros, A., Johansson, E., Malmlund, H., Sievänen, U., Tolppanen, P., Ahokas, H., Heikkinen, E., Jääskeläinen, P., Ruotsalainen, P. & Saksa, P Engineering rock mass classification of the Olkiluoto investigation site. POSIVA Posiva Oy.

161 155 LIITE 1: LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN TEKNISET TIEDOT LAITOKSET OL1-2 OL3 LO1-2 Yhteensä Suunniteltu käyttöikä (a) Nippukertymäennuste (kpl) Koko nippumäärän keskimääräinen 39,5 45,0 40,6 41,7 poistopalama (MWd/kgU) Kapselimäärä (kpl) Vastaava tonnimäärä (tu) KAPSELIT OL1-2 OL3 LO1-2 Ulkohalkaisija (m) 1,05 1,05 1,05 Kokonaispituus (m) 4,75 5,22 3,55 Kokonaistilavuus (m 3 ) 4,1 4,5 3,0 Nippupositiot (kpl) Polttoaineen määrä (tu) 2,2 2,1 1,4 Kokonaismassa (t) 24,5 29,0 18,8 POLTTOAINE Korkein ennustettu palama (MWd/ kgu) Nippuja kapselissa (kpl) Nipun keskimääräinen jäähdytysaika (a) Loppusijoituksen suunniteltu aloitusvuosi Loppusijoitusjakson pituus (a) U-määrä (tu) Tarvittava kapselimäärä (kpl) Kapselointinopeus (kpl/a)

162 156 LOPPUSIJOITUSTILAT Tilavuus ilman loppusijoitusreikiä (m 3 ) - yhteensä kerralla avoinna, maksimi kerralla avoinna, minimi kerralla avoinna, keskimäärin valvonta-alue, maksimi valvomaton alue, maksimi Tunnelipituus (m) - loppusijoitustunnelit keskustunnelit LO1-2 OL1-2 OL3 Kapselin yläpuolella, mm 400+2* = 400+2* = 400+2* = Kapselin ympärillä, mm 4*900=3600 5*960=4800 6*875=5250 Pohjalohko, mm Puskurin kokonaiskorkeus, mm Lohkojen ulkohalkaisija, mm Lohkon vahvuus kapselin ympärillä, mm Kapselireiän halkaisija lohkossa, m

163 157 LIITE 2: LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN TERMISTÖ Loppusijoituslaitos Loppusijoitustilat: Loppusijoitustunneli Loppusijoitusreikä Disposal facility Repository: Deposition tunnel Deposition hole Ajotunneli Access tunnel Poistoilmakuilu 1 Exhaust air shaft 1 Tuloilmakuilu 1 Inlet air shaft 1 Henkilökuilu 1 Personnel shaft 1 Kohtaamispaikka Passing place Poistoilmakuilu 2 Exhaust air shaft 2 Kapselikuilu Canister shaft Keskustunneli Central tunnel Keskustunneliyhteys Central tunnel connection Tuloilmakuilu 2 (ei käytössä) Inlet air shaft 2 (ei käytössä) Henkilökuilu 2 (ei käytössä) Personnel shaft 2 (ei käytössä) Matala- ja keskiaktiivisen jätteen Repository for low and intermediate laitosjätetila level waste Avoleikkaus Tutkimusrakennus Karakterisointiperät (ei käytössä) Demonstraatiotunnelit Kuiluliittymä Lastauskuprikka Risteysalue Tekniset tilat: Turvakeskus Ajoneuvojen pesutila Korjaamo (ei käytössä) Tankkaustila Pysäköintihalli Kuilupiha Ajoneuvoyhteys Henkilökäynti Sähkötila Pumppaamo Telehuone Sprinkler keskus Polttoainesäiliötila Huoltotunneli (ei käytössä) Paineentasaushuone Open cut Research building Characterisation drifts (ei käytössä) Demonstration tunnels Shaft connection Loading niche Crossing area Technical rooms: Rescue chamber Vehicle washing room Repair shop (ei käytössä) Refuelling room Parking hall Shaft yard Vehicle access Personnel tunnel Electrical room Pumping station Telecommunication room Sprinkler room Fuel tank room Service tunnel (ei käytössä) Air lock

164 158 Savusulku Tutkimustila Selkeytysallas Vuotovesi Käyttörakennus Tunnelitekniikkarakennus Vesisäiliötila Double smoke barrier Characterisation niche Sedimentation pool Seepage water Operation building Building for tunnel technology Pools

165 159 LIITE 3: LOPPUSIJOITUSTILOJEN LAYOUT MUISTIO POS KIRKKOMÄKI,

166 160

167 161 Muistio Laatija: Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 1 (12) Sisäinen Julkaistu: LOPPUSIJOITUSTILOJEN LAYOUT Johdanto Tässä muistiossa kuvataan vuonna 2011 turvallisuusarvion yhteydessä tehtävään virtausmallinnuksia varten tehdyt muutokset loppusijoitustilojen asemointiin ja layoutiin. Muistio on laadittu Petteri Vuorion / Posiva Oy toimeksiannosta. Loppusijoitustilojen edellinen asemointi Olkiluodon kallioperään valmistui vuoden 2009 lopussa (Kirkkomäki 2009) (kuva 1-1). Tämän jälkeen loppusijoitettavan käytetyn polttoaineen määrä on kasvanut OL4:n polttoaineella, loppusijoitustunneleiden optimaalista asemointisuuntaa on muutettu ja kalliomallista on tehty uusi päivitys. Tässä muistiossa esitetty asemointi on laadittu pääasiassa palvelemaan Posivan SAFCA-projektin tarpeita (Hellä 2011). Asemointi on tehty 2D-suunnitteluna tasolle Kuva 1-1. Vuoden 2009 suunnitelma mukainen maanalainen loppusijoituslaiton loppusijoitussyvyydellä (Kirkkomäki 2009). Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Posiva Oy Hyväksytty: Vuorio Petteri /

168 162 Muistio Laatija: Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 2 (12) Sisäinen Julkaistu: Uudet lähtötiedot 2.1 Polttoainemäärä Vuoden 2009 loppusijoitustilojen asemoinnissa loppusijoitettavan polttoaineen määrän oletettiin olevan tu. Loppusijoituskapseleihin se jakaantui siten, että OL1-2:n kapseleita oli kappaletta, LO1-2:n kapseleita 641 kappaletta ja OL3:n kapseleita 960 kappaletta. Loppusijoituskapseleiden kokonaismäärä oli yhteensä 2820 kappaletta. Keväällä 2010 OL4:n myönteisen periaatepäätöksen jälkeen Posivassa tehtiin päätös, että rakentamislupahakemus laaditaan 9000tU:n kokonaispolttoainemäärälle (OPER 18/2010), mikä vastaa periaatepäätöksissä esitettyä polttoainemäärää. Loppusijoituskapseleiden määrä kasvoi yhteensä 4500 kapseliin, joista OL1-2:n kapseleita on kappaletta, LO1-2:n kapseleita 750 kappaletta ja OL3-4:n kapseleita 2350 kappaletta (Taulukko 2-1). Uuden OL4:n käytetyn polttoaineen loppusijoituksen oletetaan alkavan 2080 ja kestävän 40 vuotta (kuva 2-1). Loppusijoitus päättyy näin ollen vuonna LO1-2 LS-LO1-2 OL1-2 LS-OL1-2 OL3 LS-OL3 OL4 LS-OL4 Alku Loppu Kuva 2-1. Loppusijoitusaikataulu. Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Posiva Oy Hyväksytty: Vuorio Petteri /

169 163 Muistio Laatija: Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 3 (12) Sisäinen Julkaistu: Taulukko 2-1. Loppusijoitettavien kapseleiden sekä tarvittavien kapselipaikkojen määrät. KAPSELEITA (kpl) KAPSELIPAIKKOJA (kpl) OL LO OL Yhteensä Keskimääräinen loppusijoitusnopeus on vuoteen 2068 asti 41 kapselia vuodessa. Tämän jälkeen LO1-2:n kapseleiden loppusijoituksen päätyttyä keskimääräinen loppusijoitusnopeus laskee 26 kapseliin vuodessa. Vuonna 2072 OL1-2:n kapseleiden loppusijoitus päättyy ja vuonna 2073 alkaa OL3:n kapseleiden loppusijoitus 28 kapselin keskimääräisellä nopeudella vuodessa. Vuonna 2080 OL4:n kapseleiden loppusijoituksen alkaessa loppusijoitusnopeus kaksinkertaistuu. OL3:n kapseleiden loppusijoituksen päätyttyä 2114 loppusijoitusnopeus laskee jälleen 28 kapseliin vuodessa kunnes se päättyy vuonna 2121 kokonaan. Vuoden 2009 asemoinnin laadinnassa oletettiin, että loppusijoitusalueella toistaiseksi tuntemattomien rakenteiden ja mahdollisesti porauksessa epäonnistuvien sijoitusreikien takia minimietäisyyksin määriteltyjä kapselipaikkoja tulee olla 10 % enemmin kuin on loppusijoituskapseleita. Myöhemmin on todettu, että ylimääräisiä kapselipaikkoja tarvitaan enemmän (Aaltonen 2011). Loppusijoituslaitoksen asemointi laaditaan siten, että ylimääräisiä kapselipaikkoja on 20 % kapseleiden kokonaismäärää enemmän. Kapselipaikkojen kokonaismäärä on 5400 kappaletta. 2.2 Asemointisuunta Vuoden 2009 asemoinnissa sijoitustunneleiden asemointisuunta oli itä-länsi-suunta (90º/270º) (Posiva 2009). Tämän jälkeen tehtyjen uusien mittausten ja tulkintojen perusteella sijoitustunnelit tulisi asemoida lähemmäs luode-kaakko-suuntaa (Hakala 2010). Sijoitustunneleiden uudeksi asemointisuunnaksi on määritelty 144º/324º (Hellä 2011). 2.3 Loppusijoitusalue Vuoden 2009 loppusijoitustilojen asemoinnissa käytettiin silloin viimeisintä kallioperätietoa, Olkiluoto Site model 2008 (Posiva 2009). Tämän jälkeen Olkiluotoon on kairattu uusia kairanreikiä ja kalliomallia on päivitetty. Uudesta kalliomallista on laadittu asemointityötä varten loppusijoituksessa vältettävien rakenteiden malli, joka sisältää myös rakenteiden suojavyöhykkeet (Pere 2010). Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Posiva Oy Hyväksytty: Vuorio Petteri /

170 164 Muistio Laatija: Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 4 (12) Sisäinen Julkaistu: Kuvassa 2-2 on esitetty uusi loppusijoituksessa vältettävien rakenteiden malli tasolta Rikkonaisuusrakenteet on merkitty vihreällä, hydraulisesti merkittävät rakenteet sinisellä ja lineamentit ruskealla. Rakenteiden OL-BFZ021, OL-BFZ099 ja HZ21 sekä rakenteiden OL- BFZ20A, OL-BFZ20B, HZ20A ja HZ20B väliin jäävät vyöhykkeet on merkitty harmaalla. Nämä alueet ovat periaatteessa kalliomallin kannalta loppusijoitukseen sopivia alueita, mutta tilojen sijoittamista niihin ei suositella. Edellä mainitut rakenteet sekä niiden väliin jäävät kapeat vyöhykkeet on yhdistetty niin sanotuiksi yhdistelmärakenteiksi, joista tässä muistiossa käytetään nimiä R20 ja R21. Kuvassa 2-3 on esitetty valkoisella loppusijoitukseen soveltuvat alueet. ONKALOn tilat on rakennettu varsinaiselle loppusijoitusalueelle. Sitä rajoittavat pohjoisessa sekä luoteessa yhdistelmärakenne R21. Lounaassa alue rajautuu mereen. Idässä ja kaakossa loppusijoitusaluetta rajoittavat yhdistelmärakenne R20. Koillisessa aluetta rajoittaa kaavaraja. Varsinaisen loppusijoitusalueen itäpuolella sijaitsee toinen niin sanottu itäinen loppusijoitusalue. Sitä rajaavat lännessä yhdistelmärakenne R20, pohjoisessa sekä etelässä kaavaraja ja kaakossa rakenne HZ146. Loppusijoitusalueiden sisällä on rakenteita sekä kairanreikiä, joita loppusijoituslaitoksen asemoinnissa tulee välttää. Kairanreikien paikannukseen liittyvä epätarkkuus sekä suojaetäisyys tasolla -420 ovat yhteensä noin 15,3 m. Kuva 2-2. Kalliomalli tasolla Asemointityössä vältettäviä alueita ovat rikkonaisuusrakenteet (vihreä), hydraulisesti johtavat rakenteet (sininen) sekä lineamentit (ruskea). Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Posiva Oy Hyväksytty: Vuorio Petteri /

171 165 Muistio Laatija: Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 5 (12) Sisäinen Julkaistu: Kuva 2-3. Loppusijoitukseen soveltuvat alueet tasolla -420 (valkoinen). Rakenteilla olevat ONKALOn tilat sijaitsevat varsinaisella loppusijoitusalueella. Tämän itäpuolella on niin sanottu itäinen loppusijoitusalue. 3 Asemointiehdotus Kuvassa 3-1 on esitetty maanalaisen loppusijoituslaitoksen asemointiehdotus. Tilojen laajuus itälänsi-suunnassa on noin 2,3 km ja pohjois-etelä-suunnassa noin 1,7 km. Suurin osa tiloista on asemoitu varsinaiselle loppusijoitusalueelle, mutta osa tiloista sijaitsee itäisellä loppusijoitusalueella (kuva 3-2). Itäisen alueen käyttö edellyttää yhdistelmärakenteen R20 läpäisyä. Maanalainen loppusijoituslaitos on pyritty asemoimaan loppusijoitusalueelle hyödyntäen ensin mahdollisimman tehokkaasti varsinainen loppusijoitusalue. Itäisen alueen asemoinnissa on huomioitu mahdollisimman lyhyet yhteydet loppusijoituslaitoksen teknisiin tiloihin sekä mahdollisuus jatkaa tilojen laajentamista myöhemmin. Asemointiehdotus on laadittu 5400 kapselipaikalle. Sijoitustunneleita on yhteensä 189 kappaletta. Niiden pituus on yhteensä 56,3 km. Keskimääräinen sijoitustunnelipituus on 298 m. Maksimipituisia (350 m) sijoitustunneleita on yhteensä 38 kappaletta ja alle 200 m pitkiä 14 kappaletta. Keskustunneleiden kokonaispituus on esitetyssä asemoinnissa yhteensä 10,5 km. Teknisten tilojen ja kauimmaisimman keskustunnelin perän välinen etäisyys keskustunneleita pitkin on noin 1,9 km. Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Posiva Oy Hyväksytty: Vuorio Petteri /

172 Muistio Sisäinen Laatija: 166 Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 6 (12) Julkaistu: Kuva 3-1. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen asemointiehdotus Kuva 3-2. Maanalainen loppusijoituslaitos asemoituna Olkiluodon kallioperään. Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Hyväksytty: Vuorio Petteri / Posiva Oy

173 167 Muistio Laatija: Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 7 (12) Sisäinen Julkaistu: Sijoitustunneleiden loppusijoitus on suunniteltu alkavan 1/2020 teknisten tilojen pohjoispuolelta (kuva 3-3). Siitä loppusijoitus etenee kohti koillista vuorotellen keskustunneliparin molemmin puolin sijaitsevissa sijoitustunneleissa. Teknisten tilojen pohjois- ja koillispuolella sijaitsevan loppusijoituspaneelin loppusijoitus päättyy tässä suunnitelmassa vuoden 2071 lopussa. Loppusijoitus jatkuu tämän jälkeen teknisten tilojen luoteispuolella sijaitsevassa sijoitustunnelipaneelissa. Sen loppusijoitus päättyy vuoden 2094 lopussa, jolloin siirrytään jatkamaan loppusijoitusta teknisten tilojen länsipuolella sijaitsevassa pienessä vain 18 sijoitustunnelin loppusijoituspaneelissa. Esitetyssä suunnitelmassa sijoitustunneleiden loppusijoitus siirtyy varsinaiselta loppusijoitusalueelta niin sanotulle itäiselle alueelle R20 rakenteen läpi vuoden 2102 puolivälissä. Loppusijoitus päättyy vuoden 2119 lopussa. Kuva 3-3. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen sijoitustunneleiden loppusijoitusjärjestys ja aikataulu. Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Posiva Oy Hyväksytty: Vuorio Petteri /

174 168 Muistio Laatija: Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 8 (12) Sisäinen Julkaistu: Vaiheittainen rakentaminen Loppusijoitusnopeus vaihtelee käyttövaiheen aikana kapselin välillä vuodessa. Kapseleiden kokonaismäärään nähden sijoitusreikien ja -tunneleiden vuosittainen tarve on vähäinen. Niinpä maanalaista loppusijoituslaitosta ei kannata rakentaa kerralla kokonaan. Tilat kannattaa rakentaa tarpeen mukaan vaiheittain. Tällöin muun muassa tilojen rakentamiskustannukset jaksottuvat pidemmälle ajanjaksolle. Kuvassa 4-1 on esitetty maanalaisen loppusijoituslaitoksen rakentaminen jaettuna 10 eri vaiheeseen. Ensimmäinen vaihe on ONKALOn rakennusvaihe. Sitä seuraa loppusijoitusta valmisteleva louhintavaihe sekä kahdeksan käyttövaiheen aikaista louhintavaihetta. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen vaiheittaisen louhinnan lisäksi keskustunneleita myös täytetään vaiheittain. Täyttövaiheita on yhteensä neljä (kuva 4-2 ja 4-3). Täyttövaiheista kolme suoritetaan käyttövaiheen aikana ja viimeinen neljäs loppusijoituksen päätyttyä. Täyttövaiheet ovat laajuudeltaan 1 3 keskustunnelikilometriä. Ensimmäinen täyttövaihe alkaa esitetyssä suunnitelmassa vuoden 2071 lopussa, jolloin loppusijoitus on siirtynyt teknisten tilojen pohjois- ja koillispuolella sijaitsevasta loppusijoituspaneelista teknisten tilojen luoteispuolella sijaitsevaan sijoitustunnelipaneeliin. Täyttötyön on arvioitu noin 5,5 vuotta, jolloin se olisi valmis vuoden 2077 puolivälissä. Teknisten tilojen luoteispuolella sijaitsevan sijoitustunnelipaneelin loppusijoitus päättyy vuoden 2094 lopussa, jolloin sinne johtavien keskustunneleiden täyttötyö voi alkaa. Tämän on arvioitu kestävän noin 4,5 vuotta ja valmistuvan vuoden 2099 aikana. Teknisten tilojen länsipuolella sijaitsevan sijoitustunnelipaneelin loppusijoitus päättyy vuoden 2102 puolivälissä. Sinne johtavien keskustunneleiden täyttötyön on arvioitu kestävän noin 2,5 vuotta. Keskustunneleiden täyttö päättyy noin vuoden 2104 lopussa. Loppusijoitus päättyy vuoden 2119 lopussa. Itäisen alueen sekä sinne rakenteen R20 läpi johtavien keskustunneleiden täytön on arvioitu kestävän noin 6 vuotta. Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Posiva Oy Hyväksytty: Vuorio Petteri /

175 Muistio Sisäinen Laatija: 169 Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 9 (12) Julkaistu: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) Kuva 4-1. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen rakennusvaiheet, a) ONKALO, b) loppusijoitusta valmisteleva louhintavaihe sekä c) j) louhintavaiheet 1-8. Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Hyväksytty: Vuorio Petteri / Posiva Oy

176 Muistio Sisäinen Laatija: 170 Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 10 (12) Julkaistu: a) b) c) Kuva 4-2. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen käyttövaiheen aikaiset kolme täyttövaihetta. Aiemmin täytetyt sijoitus- ja keskustunnelit on esitetty mustalla ja täytettävät keskustunnelit oranssilla. Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Hyväksytty: Vuorio Petteri / Posiva Oy

177 Muistio Sisäinen Laatija: 171 Timo Kirkkomäki Tunnus: POS Organisaatio: Ulkoinen toimija Versio: 1 Laadittu: Sivu(t) 11 (12) Julkaistu: Kuva 4-3. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen keskustunneleiden viimeinen täyttövaihe käsittää itäiselle alueelle johtavat sekä siellä sijaitsevat keskustunnelit. Aiemmin täytetyt sijoitus- ja keskustunnelit on esitetty mustalla ja täytettävät keskustunnelit on esitetty oranssilla. Kuva 4-3. Maanalaisen loppusijoituslaitoksen keskustunneleiden viimeinen täyttövaihe käsittää itäiselle alueelle johtavat sekä siellä sijaitsevat keskustunnelit. Sähköisestä alkuperäiskappaleesta tulosti: / Vuorio Petteri Tarkista asiakirjan ajantasaisuus Hyväksytty: Vuorio Petteri / Posiva Oy