Hyvä tietää uraanista

Transkriptio

1 Hyvä tietää uraanista

2 Sisällysluettelo Uraani energialähteenä...3 Uraani polttoaineena...3 Uraanin käytön historia...3 Uraanin riittävyys...4 Uraani energiaintensiivistä polttoainetta...5 Polttoainekierto...6 Malmista puolijalosteeksi...7 Malmi...7 Uraanin tuotanto Tuottajat ja kaivosten sijainti...8 Uraani ydinaseista energiantuotantoon...9 Kaivostoiminnan ympäristövaikutukset Radon kaivosten ongelma Kaivostoiminnan vaikutukset lähiasukkaiden terveyteen Puolijalosteesta polttoaineeksi Malmin puhdistus ja konversio Väkevöinti Köyhdytetyn uraanin käyttö Polttoainetehtaalla Polttoaine voimalaitoksessa Kuljetukset Tuoreen polttoaineen kuljetukset Käytetyn polttoaineen kuljetukset Käytetty ydinpolttoaine Käytetyn ydinpolttoaineen koostumus Suora loppusijoitus vai jälleenkäsittely Käytetyn ydinpolttoaineen huolto Suomessa Käytetyn ydinpolttoaineen huolto muualla maailmassa Ydinmateriaalin valvonta Kansainvälinen valvonta Viranomaisvalvonta Suomessa Energian ja säteilyn yksiköitä ja käsitteitä Lisätietoa internetistä Paino: Erweko Painotuote Oy / 2006 Painosmäärä: kpl Taitto: Innocorp Oy

3 Uraani energialähteenä Uraani polttoaineena Valtaosa maapallon nykyisestä energiantuotannosta perustuu fossiilisten polttoaineiden palamiseen. Palamisessa polttoaine muodostaa hapen kanssa uuden yhdisteen vapauttaen samalla energiaa. Ydinreaktorissa tapahtuvassa fissiossa energiaa taas vapautuu, kun lähtöaineiden atomiytimet hajoavat uusiksi alkuaineiksi. Kysymys ei siis ole palamisesta, vaikka ydinreaktiossakin ainetta kulutetaan energian tuottamiseksi. Siksi tätä kulutettavaa ainetta nimitetään ydinenergiantuotannossakin polttoaineeksi. Miksi ydinreaktorissa sitten käytetään juuri uraania? Osa alkuaineista on luonnostaan epästabiileja, ja haljetessaan ne vapauttavat energiaa. Osa aineista saadaan halkeamaan keinotekoisesti. Raskaasta atomiytimestä tätä ns. sidosenergiaa vapautuu yleensä kevyttä ydintä enemmän. Luonnon alkuaineista raskain on uraani; luonnonuraanissa on yli 99 % isotooppia U-238 ja noin 0,7 % fissiiliä eli halkeavaa isotooppia U-235. Kohdistamalla neutroneita uraanin isotoopin U-235 ytimiin saadaan ytimet halkeamaan ja samalla vapautuu energiaa ja uusia neutroneita. Näin syntyvässä ketjureaktiossa on myös jatkuvan energiantuotannon perusta. Uraanin 235 isotoopin lisäksi muita halkeavia raskaita alkuaineita ei luonnosta ole löydetty. Luonnossa on ollut luonnonreaktorien tuottamaa plutoniumiakin yli miljardi vuotta sitten, mutta siitä ovat jäljellä enää halkeamistuotteet. Keinotekoisesti (neutronipommituksessa) uraanin yleisin isotooppi (U-238) voi muuttua halkeavaksi plutoniumiksi (Pu-239) ja luonnossa esiintyvä torium (Th-232) voi muuttua halkeavaksi uraani-isotoopiksi (U-233), mutta alkuun pääsemiseksi tarvitaan uraania. Tästä syystä Neutroni Uraanin ydin Energiaa Ytimen halkeaminen Neutroni Halkeamistuote Ketjureaktio Energian tuotanto ydinvoimalaitoksessa perustuu vapaiden neutronien aikaansaamassa atomiydinten halkeamisessa vapautuvaan energiaan. uraani oli historiallisesti fissioenergian tuotannon edellytys. Lisäksi uraani on suhteellisen yleinen alkuaine. Vaikka nykyään fissioenergiaa voidaan tuottaa myös plutoniumin avulla ja toriumiakin hyödyntäen, on uraani siihen tarkoitukseen edullisin ja yksinkertaisin aine. Uraanilla ei myöskään energiantuotannon lisäksi ole paljonkaan muuta hyötykäyttöä, joten sen polttamisella ei tuhota arvokkaita resursseja muulta toiminnalta. Uraanin käytön historia Uraanin hyödyntämisen historia alkaa 1500-luvun alusta, kun Saksin ja Tsekinmaan vuoristoiselta alueelta löytyi hopeaa. Alkoi historian ensimmäinen jalometalliryntäys, ja alue kehittyi pian maailman suurimmaksi kaivoskaupungiksi. Kaivostekniikan kehittymättömyys lopetti toiminnan kuitenkin lähes tyystin, kunnes 1700-luvulla tekniikan ja erityisesti kemian tietämys toi uusia ulottuvuuksia kaivostoimintaan. Saksalainen itseoppinut kemisti Martin Klaproth teki vuonna 1789 ensimmäisen analyysin kaivoksilta löytyvästä pikivälkkeestä. Klaprothin ehdotuksesta pikivälkkeestä eristetty uusi alkuaine, uraani, nimettiin viimeksi löydetyn planeetan, Uranuksen, mukaan. Seuraavien 150 vuoden aikana uraania löydettiin runsaasti ympäri maailmaa, ja sitä käytettiin uraanin oksidien ja suolojen värikkyyden vuoksi lähinnä erilaisten keraamisten esineiden lasitukseen ja koristeluun. Uraanin nykyisen käytön historia alkaa loppuvuodesta 1895 kun saksalainen fyysikko Wilhelm Röntgen katodisäteitä tutkiessaan havaitsi uudenlaisia säteitä, jotka hän nimesi X- säteiksi niiden salaperäisyyden vuoksi. Hänelle myönnettiinkin röntgensäteilyn keksimisestä ensimmäinen fysiikan Nobel-palkinto vuonna Säteilyn ymmärtämystä kehitti edelleen ranskalainen tiedemies Henri Becquerel, joka ensimmäisenä ymmärsi yhdistää uuden oudon säteilyn uraaniin alkuaineena. Hyvä tietää uraanista 3

4 Nykyaika Maailmassa oli vuoden 2005 keväällä käytössä yhteensä 441 ydinvoimalaitosyksikköä 31 eri valtiossa. Käytössä olevien lisäksi uusia yksiköitä oli rakenteilla 23 ja suunnitteilla 39. Koko maailman sähköntarpeesta ydinvoimalla tyydytetään noin 16 %. EU:n alueella osuus on noin 35 %. Rauhanomaiseen ydinenergian käyttöön siirryttiin, kun sähköä tuotettiin ydinvoimalla ensimmäisen kerran koeoloissa USA:ssa vuonna Ensimmäinen kaupalliseen sähköntuotantoon rakennettu ydinvoimalaitos aloitti toimintansa Obninskissa Neuvostoliitossa vuonna Tärkeän teollisen raaka-aineen uraanista teki vuonna 1939 kehitetty uraanin fissio. Maailman ensimmäinen ydinreaktori aloitti toimintansa vuonna 1942 USA:ssa. Se, kuten muutkin ensimmäiset reaktorit, rakennettiin plutoniumin tuotantolaitoksiksi aseteollisuuden palvelukseen. Ernest Rutherford kehitti nykyisen atomimallin. Atomimallin kehittämistä jatkoivat hänen oppilaansa Niels Bohr ja James Chadwick. Chadwick löysi vuonna 1932 neutronin ja Bohr julkaisi vuonna 1933 teorian atomiytimen halkeamisesta eli fissiosta. Marie ja Pierre Curie löysivät tutkiessaan uraanista lähtevää säteilyä kaksi uutta alkuainetta: poloniumin ja radiumin. Uudelle säteilylle annettiin nimeksi radioaktiivinen säteily ja ilmiölle radioaktiivisuus. Marie Curie sai kaksi Nobelpalkintoa. Fysiikan palkinnon hän jakoi miehensä ja Henri Becquerelin kanssa. Kemian Nobelin hän sai muutamaa vuotta myöhemmin. (Kuva Marie Curie National Library of Medicine) Henri Becquerel yhdisti ensimmäisenä uuden oudon säteilyn uraaniin alkuaineena. Hänelle myönnettiinkin röntgensäteilyn keksimisestä ensimmäinen fysiikan Nobel-palkinto vuonna Uraanin nykyisen käytön historia alkaa vuodesta 1895, jolloin saksalainen Wilhelm Röntgen havaitsi katodisäteitä tutkiessaan uudenlaisia säteitä, jotka hän nimesi X- säteiksi. Saksalainen Martin Klaproth teki ensimmäisen analyysin kaivoksilta löytyvästä pikivälkkeestä. Becquerelin työtä jatkoi hänen oppilaansa, puolalainen Marie Curie miehensä Pierre Curien kanssa. Tutkiessaan uraanista lähtevää säteilyä edelleen he löysivät kaksi uutta alkuainetta: poloniumin ja radiumin. Aviopari antoi uudelle säteilylle nimen radioaktiivinen säteily ja ilmiölle nimen radioaktiivisuus. Vuosisadan vaihteessa radioaktiivisuuden tutkimus keskittyi radiumiin, kun sen käyttö ihosyövän hoidossa ymmärrettiin, ja uraani jäi vähemmälle huomiolle. Marie Curie sai kaksi Nobel-palkintoa. Fysiikan palkinnon hän jakoi miehensä ja Henri Becquerelin kanssa. Kemian Nobelin hän sai muutamaa vuotta myöhemmin. Teorian luonnollisesta radioaktiivisesta hajoamisesta kehitti brittiläinen fyysikko Ernest Rutherford avustajansa Frederick Soddyn kanssa. He oivalsivat, että kaikkien alkuaineiden ytimet eivät ole stabiileja vaan voivat luonnostaan hajota toisiksi aineiksi lähettäen samalla radioaktiivista säteilyä. Rutherfordia voidaankin pitää ydinfysiikan isänä hänen kehittämänsä nykyisen atomimallin ansiosta. Atomimallin kehittämistä jatkoivat hänen oppilaansa Niels Bohr ja James Chadwick. Chadwick löysi vuonna 1932 neutronin ja Bohr julkaisi vuonna 1933 teorian atomiytimen halkeamisesta eli fissiosta. Erityisen merkittävä keksintö kohti atomiytimen hajoamisen hyväksikäyttöä energian tuottamiseen oli keinotekoisen radioaktiivisuuden kehittäminen vuonna Tärkeän teollisen raaka-aineen uraanista teki vuonna 1939 kehitetty uraanin fissio. Maailman ensimmäinen ydinreaktori aloitti toimintansa vuonna 1942 USA:ssa. Se, kuten muutkin ensimmäiset reaktorit, rakennettiin plutoniumin tuotantolaitoksiksi aseteollisuuden palvelukseen. Rauhanomaiseen ydinenergian käyttöön siirryttiin, kun sähköä tuotettiin ydinvoimalla ensimmäisen kerran koeoloissa USA:ssa vuonna Ensimmäinen kaupalliseen sähköntuotantoon rakennettu ydinvoimalaitos aloitti toimintansa Obninskissa Neuvostoliitossa vuonna Uraanin riittävyys Maailman ydinvoimalaitosten nykyinen vuotuinen uraanintarve on runsas tonnia. Tällä hetkellä luonnonuraanin uustuotanto kattaa tarpeesta vain hieman yli puolet. Loput uraanipolttoaineen tarpeesta tyydytetään tyhjentämällä varastoja ja valmistamalla uutta polttoainetta käytetyn ydinpolttoaineen jälleenkäsittelyllä tai aseuraania laimentamalla. Uraanin saatavuus ei kuitenkaan ole este ydinvoiman käytön jatkamiselle tai laajentamiselle, mutta uusi uraanituotanto edellyttää korkeampaa hintatasoa kuin 1990-luvulla oli. Tunnetut, kohtuullisin kustannuksin louhittavat uraanivarat yli 3 miljoonaa tonnia - riittävät nykykäytöllä reilusti yli puoleksi vuosisadaksi. Tunnettujen varojen määrä on todellisuudessa huomattavasti suurempi, kun otetaan huomioon myös korkeammin kustannuksin louhittavat, köyhemmät esiintymät. Suurimmat tunnetut uraanivarat ovat Australiassa, Pohjois-Amerikassa, Kazakstanissa, Venäjällä, Etelä-Afrikassa, Nigerissä ja Namibiassa. Uusimmat uraanilöydökset 4 Hyvä tietää uraanista

5 Kuvan uraanitablettimäärä riittää sähkölämmitteisessä pientalossa asuvan nelihenkisen perheen vuoden sähköntarpeeksi. Todetut ja arvioidut uraanivarat 2003 (milj.tonnia) Louhinnan kategoria/ < 80 $/kgu $/kgu ei määritelty yhteensä kustannusarvio Todetut uraanivarat 2,46 0,71-3,17 Arvioidut tunnetut lisävarat 1,08 0,34-1,42 Muut arvioidut lisävarat 1,47 0,78 7,54 9,79 Tunnetut kohtuullisin kustannuksin louhittavat uraanivarat riittävät nykykäytöllä reilusti yli puoleksi vuosisadaksi. Lisäksi arvioidut lisävarat ovat moninkertaiset tunnettuihin varoihin verrattuna. erityisesti Kanadassa, Australiassa, Nigerissä ja Kazakstanissa ovat olleet huomattavan rikkaita esiintymiä, joista uraania saadaan louhittua kohtuullisilla kustannuksilla. Uraanin maailmanmarkkinahinta on kuitenkin noussut 1990-luvun pohjalukemista, mikä on lisännyt myös uusien esiintymien etsintää. Lisäksi oletettavissa olevia ns. spekulatiivisia uraaniesiintymiä on runsaasti. Arviot tällaisista lisävaroista ovat moninkertaiset tunnettuihin varoihin verrattuna. Suuressa osassa maapalloa uraanin etsinnät ovat tähän saakka olleet melko vähäisiä, joten etsintöjen laajentuessa uusia toistaiseksi täysin tuntemattomiakin esiintymiä todennäköisesti löydetään. Myös Suomessa on käynnissä uraanin louhintaan tähtääviä tutkimuksia. Muiden metallien historiasta tiedetään, että kysynnän kasvu johtaa etsintöjen vauhdittumiseen ja uusiin löytöihin. Spekulatiiviset varat on arvioitu tilastollisesti ottaen huomioon systemaattisten uraaninetsintöjen ulkopuolelle jääneiden alueiden suuruus ja geologiset ominaisuudet. Tilastoitu määrä on myös sitä suurempi mitä korkeammin kustannuksin louhittavia varoja arvioihin lasketaan mukaan. Uraania ja ns. sekaoksidipolttoaineeseen (MOX) käytettävää plutoniumia saadaan huomattavia määriä sekä jälleenkäsitellystä käytetystä ydinpolttoaineesta että ydinasevarastojen purkamisesta. Ydinaseista laimennetun uraanin arvioidaan riittävän noin sadan keskikokoisen ydinreaktorin tarpeiksi vuodeksi. Lisäksi uraania saadaan huomattavia määriä myös muiden prosessien, esimerkiksi kuparin ja kullan tuotantoprosessien, sivutuotteina. Uraanin hyödyntämisastetta reaktoreissa voidaan myös parantaa teknisin keinoin, jolloin entistä pienemmällä uraanimäärällä saadaan entistä enemmän energiaa. Uraani energiaintensiivistä polttoainetta Ydinvoimalaitoksen polttoaine käy jo ennen voimalaitokseen tuloaan läpi pitkän ja monivaiheisen jalostusprosessin ja polttoainehuolto jatkuu käytön jälkeenkin. Kuitenkin ydinvoima on kilpailukykyinen muihin sähköntuotannon vaihtoehtoihin verrattuna. Ensisijassa tämä on edullisen polttoainekierron ansiota. Polttoaineen ja koko jätehuollon osuus ydinsähkön tuotantokustannuksista on alle neljänneksen, kun se muita polttoaineita käyttävillä voimalaitoksilla on yleensä yli 50 %. Uraanin hinta voisikin nousta moninkertaiseksi nykyiseen verrattuna ilman että se vielä alentaisi merkittävästi ydinvoimalaitosten taloudellista kannattavuutta. Polttoaine- ja jätehuoltokustannusten pieni osuus johtuu pitkälti tarvittavan polttoainemäärän vähäisyydestä. Yhden keskikokoisen ydinvoimalaitoksen pyörittämiseksi yhden vuoden ajan tarvitaan vain tonnia polttoainetta, kun vastaavankokoiseen hiilivoimalaitokseen polttoainetta tarvitaan kertainen määrä. Vaikka ydinpolttoainetonnin tuottamiseen tarvitaan 150 tonnia raakauraania ja tämän tuottamiseen kenties satakertainen määrä malmia, määrät ovat edelleenkin pieniä muihin polttoaineisiin verrattuna. Nelihenkisen perheen vuotuinen sähköenergian tarve sähkölämmitteisessä talossa on keskimäärin kwh. Tämän sähkön tuottamiseen tarvitaan noin 4000 m 3 maakaasua, 7000 kg hiiltä tai 68 m 3 puuhaketta. Vastaavan sähkön tuottamiseksi ydinvoimalaitoksessa tarvitaan vain 5-6 noin 10 gramman painoista uraaninappia. Ydinvoimalaitoksessa syntyvät jätemäärätkin ovat pieniä. Toisin kuin polttovoimalaitoksissa, joissa osa polttoaineesta vapautuu kaasumaisessa muodossa ilmaan pienemmän osan jäädessä tuhkana voimalaitokselle, ydinvoimalaitosten ja ydinpolttoaineen käsittelylaitosten kaikki jätteet kerätään talteen ja eristetään elävästä luonnosta. Eri energiantuotantomuotojen väliset vertailut ovat vaikeita eikä niitä voida asettaa ympäristövaikutusten ja -riskien osalta yksiselitteiseen paremmuusjärjestykseen. Ydinpolttoaineen käytöstä aiheutuvat vaikutukset ja riskit tunnetaan kuitenkin paljon paremmin kuin fossiilisten polttoaineiden käytöstä jo aiheutuneet ja mahdollisen ilmastonmuutoksen myötä koituvat seuraukset. Hyvä tietää uraanista 5

6 Polttoaineen valmistus Välivarastointi Uraanin väkevöinti Kapselointi Uraanin konversio Jälleenkäsittely Ei Suomessa Kaivos Jätteiden käsittely ja varastointi Loppusijoitus kallioperään Polttoainekierto Uraanin matka ydinpolttoaineeksi alkaa kaivokselta, missä louhittu uraanimalmi rikastetaan ja puhdistetaan % uraania sisältäväksi uraanioksidiksi (U3O8). Seuraavaa käsittelyvaihetta, uraanin väkevöintiä, varten uraani muunnetaan toiseen kemialliseen muotoon, kaasumaiseksi uraaniheksafluoridiksi (UF6). Tässä muodossa sitä voidaan rikastaa ns. kaasudiffuusio- tai sentrifugilaitoksissa. Näissä halkeamiskelpoisen uraani-isotoopin U-235:n pitoisuus nostetaan luonnonuraanin 0,7 prosentin pitoisuudesta yleensä vähintään 3 prosenttiin. Yhteen tonniin 3-prosenttiseksi väkevöityä uraania tarvitaan luonnonuraania noin 5,5 tonnia. Väkevöinnistä käytetään myös termejä isotooppirikastus tai rikastus. Tässä julkaisussa käytetään termiä väkevöinti erotuksena malmin rikastuksesta. Väkevöity uraani muutetaan kemiallisesti takaisin uraanioksidiksi (UO2). Siitä puristetaan 8-12 mm:n läpimittaisia ja noin 10 mm:n korkuisia nappeja, jotka pannaan pitkiin metalliputkiin, polttoainesauvoihin. Sauvat suljetaan kaasutiiviisti molemmista päistään. Useita kymmeniä polttoainesauvoja kiinnitetään toisiinsa poikkileikkaukseltaan neliön tai kuusikulmion muotoisiksi nipuiksi, polttoaine-elementeiksi. Ydinvoimalaitokselle polttoaine saapuu tällaisina elementteinä. Yleensä polttoainetta pidetään reaktorissa muutama vuosi, minkä jälkeen se on vaihdettava uuteen. Reaktorissa polttoaine tuottaa energiaa U-235 ydinten haljetessa. U- 238 ydinten siepatessa neutronin syntyy uutta ainetta, plutoniumia, josta osa myös halkeaa ja tuottaa energiaa. Suurin osa reaktoriin ladatusta uraanista ei reaktorissa olonsa aikana kuitenkaan muutu, vaan on reaktorista poistettaessa alkuperäisessä muodossaan. Vain muutama prosentti uraanista on haljennut muiksi aineiksi ja noin prosentti on muuttunut uusiksi raskaammiksi alkuaineiksi. Kun polttoaine poistetaan reaktorista, sen U-235-pitoisuus on suunnilleen luonnonuraanin luokkaa. Reaktorista poistettu ydinpolttoaine varastoidaan aluksi väliaikaisesti voimalaitosalueella. Tavallisin välivarasto on noin 10 metriä syvä vesiallas, jossa oleviin telineisiin polttoaineniput sijoitetaan. Altaan vesi pidetään jäähdytysjärjestelmällä suunnilleen huoneenlämpöisenä. Lisäksi vesi pidetään suodattimilla hyvin puhtaana, jotta polttoaineen kuorimateriaalin syöpyminen estetään. Välivarastossa polttoaine vaatii valvontaa. Välivarastoinnin kestoksi on suunniteltu enintään muutama kymmenen vuotta. Sen jälkeen polttoaine loppusijoitetaan siten, että sen sisältämät radioaktiiviset aineet eivät ilman valvontaakaan pääse aiheuttamaan vaaraa ihmiselle tai ympäristölle. Koska vain osa reaktoriin ladatusta uraanista ja siellä syntyneestä plutoniumista voidaan kerralla käyttää hyväksi, käytettyä polttoainetta voidaan jälleenkäsitellä, mikä tarkoittaa uraanin ja plutoniumin erottamista halkeamistuotteista ja reaktorissa syntyneistä raskaammista alkuaineista, transuraaneista. Erotetut uraani ja plutonium voidaan käyttää erikseen polttoaineena tai yhdessä uutena sekaoksidipolttoaineena (MOX). Näin kalliosta louhittu uraani voi tehdä välillä muotoaan muuttaen matkaa kenties useitakin kierroksia, kunnes sen jälleenkäsittely lopulta käy kannattamattomaksi polttoaineessa muodostuneiden, ydinreaktoreiden kannalta haitallisten aineiden liian suuren määrän vuoksi. Kuitenkin vain pieni osa käytetystä polttoaineesta jälleenkäsitellään. Vähäinen kiinnostus jälleenkäsittelyyn johtuu sen suurista kustannuksista, raakauraanin edullisesta hinnasta sekä siitä, että uusien reaktorityyppien kehittäminen on uraanin aiemmin arveltua paremman riittävyyden vuoksi viivästynyt.viime aikoina uraanin hinnan nousu on lisännyt kiinnostusta kehittää kierrätysmenetelmiä ja polttoainetta tehokkaammin hyödyntäviä reaktorityyppejä, ja erityisesti USA:ssa alan tutkimusta on lisätty. 6 Hyvä tietää uraanista

7 Malmista puolijalosteeksi Malmi Uraani on suhteellisen yleinen alkuaine ja sitä on esimerkiksi graniitissa kaikkialla sekä pieniä määriä myös merivedessä. Tärkein uraanimineraali on musta uraniitti, jossa uraani on pääasiassa uraanidioksidina (UO2). Uraanin keskimääräinen pitoisuus maankuoressa on 4 grammaa tonnissa ja merivedessä 3 milligrammaa tonnissa. Pitoisuuksien perusteella se on lähes tuhat kertaa yleisempi kuin kulta ja huomattavasti yleisempi kuin hopea, nikkeli tai elohopea. Uraania louhitaan kuitenkin vain esiintymistä, joissa sen pitoisuus on tuntuvasti keskimääräistä suurempi. Nykyisin louhittavissa uraaniesiintymissä uraanin pitoisuus on yleensä kymmeniä kiloja malmitonnissa. Esiintymän pitoisuuden kannattavuusraja riippuu markkinoilla maksettavista hinnoista suhteessa louhinta- ja rikastuskustannuksiin. Kannattavuus on edellyttänyt yleensä yli 0,1 prosentin (1 kg malmitonnissa) keskimääräistä pitoisuutta. Joissakin kaivoksissa uraania saadaan sivutuotteena muiden malmien louhinnasta, jolloin toiminnan kannattavuus ei enää välittömästi riipu uraanipitoisuudesta. Esiintymän muodosta ja syvyydestä riippuen uraani voidaan louhia joko avolouhoksesta tai maanalaisesta kaivoksesta. Louhintatekniikka on samanlaista kuin muidenkin malmien louhinnassa. Joissakin tapauksissa malmin korkeasta uraani- ja radiumpitoisuudesta johtuva radioaktiivisuustaso vaatii kuitenkin erityistoimia: esimerkiksi uudessa kanadalaisessa Cigar Laken kaivoksessa tullaan paljolti käyttämään kauko-ohjattuja laitteita. Cigar Lakessa esiintymän uraanipitoisuus on paikoin jopa yli 50 % ja keskimäärin noin 20 %. Puhdas uraani ei kuitenkaan säteile, vaan radioaktiivisuus aiheutuu malmissa olevista tytäraineista, erityisesti radiumista. Uraania voidaan myös uuttaa suoraan maaperästä. Tämä on mahdollista silloin, kun esiintymä sijaitsee sopivasti vettä johtavaan vyöhykkeeseen nähden. Uraani liuotetaan laimeaan emäksiseen liuokseen, joka ruiskutetaan pohjaveteen sen tulosuunnassa ja otetaan myöhemmin talteen pumppauskaivojen avulla. Menetelmä on mahdollistanut joissakin tapauksissa sellaisten esiintymien hyödyntämisen, joissa tavanomainen louhinta- ja rikastustekniikka olisi tullut liian kalliiksi. Nykyisin jo noin 20 % uraanista tuotetaan maanalaisen uuton avulla. Valtaosa uraanista louhitaan kuitenkin tavanomaisella tekniikalla. Maanalaisten kaivosten osuus tuotannosta on kasvanut viime vuosina noin 40 %: iin ja on jo perinteistä avolouhosta selvästi y l e i s e m p i tuotantotapa. Malmi louhitaan kalliosta ja kuljetetaan rikastamoon, j o s s a l o u h e murskataan ja jauhetaan, minkä jälkeen uraani liuotetaan hapon avulla kivestä. Murskauksesta ja liuotinprosesseista riippuen malmin sisältämästä uraanista saadaan talteen noin %. Happoliuoksesta uraani rikastetaan uuttamalla sekä orgaanisilla että epäorgaanisilla liuottimilla, minkä jälkeen uraani saostetaan ammoniakin avulla U3O8:ksi. U3O8 -sakka erotetaan, pestään ja kuivataan. Näin saatua tuotetta kutsutaan uraanikonsentraatiksi tai uraanirikasteeksi eli "yellow cake ksi sen tavanomaisen keltaisen värin mukaan. Uraanirikaste ei sellaisenaan kelpaa vielä ydinreaktorin polttoaineeksi. Rikastusta seuraa loppupuhdistus, mikä usein tapahtuu ns. konversion yhteydessä. Kuljetusta varten puhdas rikaste pakataan terästynnyreihin. Koska uraanirikaste on vain heikosti radioaktiivista eikä uraanista lähde läpitunkevaa gammasäteilyä, kuljetus ei vaadi erityisiä varotoimia. Uraani on suhteellisen yleinen alkuaine ja sitä on esimerkiksi graniitissa kaikkialla sekä pieniä määriä myös merivedessä. Uraanin keskimääräinen pitoisuus maankuoressa on 4 grammaa tonnissa ja merivedessä 3 milligrammaa tonnissa. Pitoisuuksien perusteella se on lähes tuhat kertaa yleisempi kuin kulta ja huomattavasti yleisempi kuin hopea, nikkeli tai elohopea. Hyvä tietää uraanista 7

8 Kanada Venäjä Ukraina Uzbekistan Kazakstan USA Niger Namibia Etelä-Afrikka Australia 10 suurinta uraanintuottajaa (2004) Uraani on suhteellisen yleinen alkuaine ja sitä on esimerkiksi graniitissa kaikkialla. Suomen ydinvoimalaitosten käyttämä polttoaine ostetaan mm. Kanadasta, Australiasta ja Venäjältä. Uraanin tuotanto % 8 % 3 % 4 % 2 % 18 % Kanada Australia Afrikka 22 % Keski-Aasia Venäjä Eurooppa USA Muut maat 29 % Tuottajat ja kaivosten sijainti Uraanintuotanto alkoi Kanadassa 1930-luvun alussa ennen kuin uraanin käyttömahdollisuutta energian tuotannossa tunnettiin. Tuohon aikaan uraania louhittiin radiumin erottamiseksi luvulla alkoi uraanin tuotanto Yhdysvaltojen, Neuvostoliiton ja Englannin ydinasekehittelyn tarpeisiin ja 1950-luvulla Kanadan uraanintuotanto saavutti kaikkien aikojen huippunsa, yli tonnia vuodessa luvulla kysyntä väliaikaisesti supistui, kunnes se 1970-luvulla alkoi uudestaan kasvaa rakenteilla olevien ydinvoimalaitosten tarpeita ennakoiden. Kanada on maapallon suurin uraanin tuottaja ja sen uraanintuotanto on nykyisin taas lähes 1950-luvun huippulukemissa. Alkuaikoina uraania louhittiin Kanadan arktisilta alueilta pohjoisista territorioista, mutta tuotannon huippuaikoina uraanin louhinta keskittyi Ontarion osavaltioon. Siellä uraaniesiintymät olivat syvällä kalliossa, uraanipitoisuudet olivat noin 0,1%, ja louhinta tapahtui maanalaisista tunneleista. Nykyisen tuotannon ovat kuitenkin mahdollistaneet lähinnä Saskatchewanin osavaltiossa maan keskiosasta löydetyt esiintymät, jotka ovat paikoin hyvin rikkaita. Esiintymät ovat usein vielä lähellä maanpintaa ja uraani on voitu tähän asti louhia avolouhoksista. Maapallon kenties rikkain uraaniesiintymä, Cigar Lake, sijaitsee kuitenkin usean sadan metrin syvyydessä ja malmi joudutaan louhimaan maan alla. Muita huomattavia uraanin tuottajia ovat mm. Australia ja eräät Afrikan ja Keski-Aasian valtiot. Koska 1970-luvulla ydinvoimalaitosten lukumäärä kasvoi nopeasti ja uraanin hinta oli nousussa, uutta tuotantokapasiteettia tuli käyttöön huomattavan paljon. Kysyntä kasvoikin 1970-luvulla aluksi nopeasti ydinvoimalaitosten omistajien ostaessa uraania myös varastoitavaksi kohoavien hintojen pelossa luvulle tultaessa oli kuitenkin jo käynyt ilmeiseksi, että uraanin kysyntäennusteet eivät tulisi pitämään paikkaansa ja markkinoilla oli saatavana uraania runsaasti yli tarpeen. Seurauksena oli hintojen romahtaminen ja useita kaivoksia suljettiin kannattamattomina. Viime vuosina uraanin kysyntä on kuitenkin jälleen lähtenyt kasvuun ja uusia kaivoksia tarvitaan. Mm. Kanadaan ja Nigeriin ollaan avaamassa uusia kaivoksia lähivuosina. Myös Suomen kallioperässä on uraania paikoin niin paljon, että se kiinnostaa etsijöitä. Uraania on louhittu Enossa ja Askolassa ja 1960-lukujen vaihteessa yhteensä noin 30 tonnia. Tällöin toiminta kuitenkin lakkautettiin nopeasti kannattamattomana.nyt uraanin hinnan noustua ovat kansainväliset kaivosyhtiöt kiinnostuneita tutkimaan kaivostoiminnan aloittamista Uudellamaalla, Pohjois-Karjalassa ja Lapissa. Muutama kaivosyhtiö on tehnyt uraanin etsintään oikeuttavia valtausvarauksia ja hakemuksia vuosina 2004 ja Valtaushakemuksesta on kuitenkin vielä pitkä matka kaivostoiminnan aloittamiseen Suomessa. Pelkästään uraanin etsintää varten täytyy kauppa- ja teollisuusministeriön ensin hyväksyä valtaushake- 8 Hyvä tietää uraanista

9 mukset. Uraanin etsinnän aloittamisesta kaivostoiminnan aloittamiseen kuluu aikaa tyypillisesti vielä vuotta. Uraanin louhimiseen tarvitaan puolestaan valtioneuvoston myöntämä lupa. Ennen tämän luvan hakemista on tehtävä ympäristövaikutusten arviointi. Lisäksi kaivoslain mukainen lupa, kaivoskirja, sekä ympäristöministeriön myöntämät ympäristöluvat on saatava ennen kaivostoiminnan aloitusta. Uraani ydinaseista energiantuotantoon Fission keksimisestä ehti kulua vain muutama vuosi, kun sitä jo sovellettiin pommissa. Maailman historian silloinen tilanne johti siihen, että ydinvoiman rauhanomaisia sovellutuksia ei ehditty ottaa käyttöön, vaan niin väkevöinti- kuin jälleenkäsittelytekniikkaakin kehitettiin aseteollisuuden tarpeisiin. Seuraavaksi kehitettiin ydinreaktori sukellusvenekäyttöön soveltuvaksi. Rauhanomaiseen käyttöön ydinenergiaa alettiin käyttää 1950-luvulla, mutta varsinainen kiinnostus ydinvoimalaitoksiin energiantuotannossa virisi vasta 1960-luvun lopulla. Vaikka lähtöaine, uraani, ja käsittelytekniikkakin pitkälti ovat samat sekä sotateollisuudessa että siviilikäytössä, ydinpolttoainekierrossa ei missään vaiheessa käsitellä uraania tai plutoniumia sellaisessa muodossa, jossa se soveltuisi suoraan pommin valmistukseen. Käytettävä uraani on siihen liian laimeaa, ja voimalaitoksissa syntyvä plutonium taas liian epäpuhdasta. Kokemus osoittaakin, että energiantuotantoon suunnitellun, valvonnassa olevan ydinvoimalaitoksen polttoaine ei ole päätynyt aseteollisuuteen, vaan aseet on tuotettu muilla tavoin. Myös fissiilin materiaalin kansainvälinen valvonta estää tehokkaasti aineiden joutumisen vääriin käsiin. Vaikka uraanin väkevöintiteknologiaa voidaan käyttää myös asetuotantoon, tähänastiset esimerkit osoittavat, että valvottujen laitosten väärinkäytön sijasta ydinaseen kehittelyyn käytetään salaisia, varta vasten rakennettuja laitoksia. Tämä mahdollisuus on nykyisin olemassa kaikissa ainakin kohtalaisen teknisen ja teollisen kehityksen saavuttaneissa maissa. Ydintekniikan rauhanomaisen käytön rajoittamisella tuskin olisi pystytty estämään ole- massa olevan tekniikan leviämistä. Kysymys on valinnasta: useimmat ydinenergiaa käyttävät maat ovat kansainvälisin sopimuksin ja kansainvälisen valvonnan hyväksyen sitoutuneet ydinvoiman rauhanomaiseen käyttöön, ja rikkomuksesta on todennäköisenä seurauksena kansainväliset painostustoimet. Ydinasetuotanto voidaan estää vain poliittisin toimenpitein. Toisaalta ydinvoimalaitokset ovat ainoa hyödyllinen tapa hävittää jo olemassa olevat ydinaseet käyttämällä aseiden sisältämä raaka-aine tehokkaasti hyväksi. Tällainen ydinaseiden hävittämisohjelma on ollut käynnissä jo useita vuosia ja ohjelmassa ovat mukana tärkeimmät ydinasevaltiot, mm. Venäjä ja Yhdysvallat. Ydinasevalloilla aiemmin varastoissa olleet melkoiset määrät pitkälle väkevöityä uraania ja jokseenkin puhdasta halkeavaa plutoniumia on hyödynnetty ydinvoimalaitoksissa ja samalla estetty niiden käyttö sotateollisuudessa. Esimerkiksi Venäjältä toimitetaan USA:han vuosina laimennettua aseuraania niin paljon, että se riittää 50 ydinvoimalaitoksen polttoaineeksi 40 vuoden ajan. IAEA/Dean Calma Vuoden 2005 Nobelin rauhanpalkinto annettiin kansainväliselle atomienergiajärjestölle IAEA:lle ja järjestön pääjohtajalle Muhammad ElBaradeille. He saivat palkinnon tunnustuksena pitkäaikaisesta työstään ydinenergian sotilaallisen käytön ja ennen kaikkea ydinaseiden leviämisen estämiseksi. Hyvä tietää uraanista 9

10 Kaivostoiminnan ympäristövaikutukset Uraanikaivostoiminnan alkuvaiheessa kaivosten päästöihin ei kiinnitetty huomiota vaikka eräillä seuduilla uraania louhittiin aivan asutuksen keskellä. Kaivosten toiminta palveli tuolloin suurvaltojen ydinaseohjelmia ja niiden valvonta ja sääntely oli olematonta. Paikoin vanhojen kaivosten jätekasat ovat edelleenkin hoitamatta ja saattavat aiheuttaa ylimääräistä säteilyaltistusta ympäristön asukkaille. Ympäristön kannalta kaivosten kemialliset päästöt olivat usein kuitenkin säteilyvaikutuksia suurempi ongelma. Noiden aikojen jälkeen kaivosten valvonta ja kaivoksia sitovat säädökset ovat kuitenkin huomattavasti tiukentuneet. Kaivosten Radonkaasua maaperästä Radon ( 222 Rn) 4 vrk Radium ( 226 Ra) 4 vrk Torium ( 230 Th) a Uraani ( 234 U) 2, a Protaktinium ( 234 Pa) 1 min Torium ( 234 Th) 24 vrk Uraani ( 238 U) 4, a jätteiden käsittelylle on nykyisin oltava kaivostoiminnan alusta alkaen pitkän aikavälin eristyksen takaavat ratkaisut ja kaivosten ympäristön vesiä valvotaan tarkasti. Lisäksi uusilta kaivoksilta vaaditaan ympäristövaikutusten arviointi (YVA) ennen kaivostoiminnan aloitusta. Toimintansa lopettaneiden kaivosten jätteiden loppusijoituksessa on silti vielä tehtävää monissa maissa. Työ vaatii usein myös julkisten varojen käyttöä, koska puuttuvan säännöstön takia aiheutuviin kustannuksiin ei ollut aikanaan varauduttu. Nopeimpia ratkaisuja vaativat ne kaivokset ja jätekasat, jotka sijaitsevat aivan nykyisen asutuksen keskellä. Tällaisia tapauksia oli esimerkiksi Tallinnan läheisyydessä ja eräillä entisen Itä-Saksan alueilla vielä muutama vuosi sitten. Nämä alueet on nyt kuitenkin hoidettu asianmukaiseen kuntoon samoin kuin muualla Euroopassa olleet vanhat kaivosalueet. Radon kaivosten ongelma Radiologisia tekijöitä lukuun ottamatta uraanikaivosten ympäristövaikutuksia voidaan verrata muuhun metallikaivostoimintaan. Erona on lähinnä uraania louhittaessa ilmaan vapautuva uraanin hajoamistuote, kaasumainen radon (Rn-222). Radonia esiintyy kaikkialla missä on uraaniakin, mutta maanalaisissa kaivoksissa ongelma on huomattavasti suurempi kuin avolouhoksilla. Radonista aiheutuvaa altistusta pystytään kuitenkin maanalaisissakin kaivoksissa ratkaisevasti vähentämään hyvällä ilmanvaihdolla. Radonia esiintyy toki myös muillakin kaivoksilla ja työmailla, jos alueen maaperässä on uraania. Uraanikaivostoiminnan alussa säteilyn osallisuutta syövän syntyyn ei ymmärretty ja vasta luvulla radonin vaaroihin alettiin kiinnittää tieteellistä huomiota. Radonaltistuksen rajoittamiseksi ja sääntelemiseksi kaivosten radonpitoisuutta ruvettiin mittaamaan. Nykyään säteilysuojeluvaatimukset on useimmiten esitetty yksilökohtaisina säteilyannosrajoituksina. Säteilytyöntekijöiden kokonaisaltistuksen yläraja on useimmissa maissa kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan ICRP:n suositusten mukaisesti 50 msv vuodessa, mutta viiden vuoden keskimääräinen altistus ei saa ylittää 20 msv vuodessa. Vertailun vuoksi voidaan todeta, että jokainen suomalainen saa vuodessa keskimäärin noin 4 msv:n annoksen. Tästä noin puolet tulee radonaltistuksesta. Tilastojen mukaan työntekijöiden keskimääräinen säteilyaltistus on jäänyt käytännössä huomattavasti sallittuja rajoja vähäisemmäksi. Ero maanalaisten kaivosten ja avolouhosten välillä on kuitenkin selvä. Esimerkiksi Kanadassa maanalaisten uraanikaivosten työntekijöiden keskimääräinen säteilyaltistus on 1980-luvulla ollut noin 10 msv vuodessa, kun se avolouhoksissa on ollut keskimäärin vain noin puolet tästä. Avolouhoksissa uusien säteilysuojelusuositusten täyttäminen ei aiheuttanekaan erityisiä toimia, mutta joissakin maanalaisissa kaivoksissa tekniikkaa tai työtapoja saatetaan joutua uusimaan. Työntekijöiden kokonaisaltistus on vähentynyt, koska uraanintuotanto on mm. Kanadassa siirtynyt yhä enemmän avolouhoksiin. On huomattava, että radon ei suinkaan ole pelkästään uraanikaivosten ongelma. Tilastojen mukaan vielä 1980-luvulla eräissä Suomen kaivoksissa työntekijöiden radonaltistus saattoi olla useiden millisievertien luokkaa vuodessa, vaikka kyseessä ei ollutkaan uraanin louhinta. 10 Hyvä tietää uraanista

11 Nykyään uraanikaivoksilta vaaditaan ympäristövaikutusten arviointi (YVA) ennen kaivostoiminnan aloitusta. Lisäksi jätteiden käsittelylle on oltava pitkän aikavälin eristyksen takaavat ratkaisut ja kaivosten ympäristön vesiä valvotaan tarkasti. Kuvassa Ranger Mine Australiassa. Kaivostoiminnan vaikutukset lähiasukkaiden terveyteen Kaikesta kaivostoiminnasta saattaa aiheutua jonkinlaista paikallista haittaa ja kaivosmiesten työn riskit ovat usein keskimääräisen väestön riskejä suuremmat. Nykyisten uraanikaivosten haitat ovat muihin kaivoksiin verrattuna vähäisiä. Suuri osa uraanista louhitaan avolouhoksista, joissa sekä radonaltistus että työtapaturmien riskit ovat vähäisiä. Uraanipitoisen kallioperän läheisyydessä ilman radonpitoisuudet saattavat olla keskimääräistä korkeampia. Radonpitoisuuksiin vaikuttavat kuitenkin monet muutkin tekijät kallioperän uraanipitoisuuden lisäksi. Kanadan Cigar Laken syvällä kalliossa olevan rikkaan uraaniesiintymän ei esimerkiksi ole havaittu nostaneen ilman radonpitoisuutta maanpinnalla esiintymän yläpuolella. Kun esiintymä kaivetaan avolouhoksissa esiin, kaasumainen radon pääsee aiempaa helpommin vapautumaan ja kaivosten välittömässä ympäristössä ilman radonpitoisuudet kohoavat jonkin verran kaivostoiminnan johdosta. Kauemmas mentäessä radonpitoisuudet laskevat kuitenkin nopeasti, koska radon lyhytikäisenä aineena hajoaa nopeasti muiksi aineiksi. Kymmenen kilometrin päässä kaivoksesta pitoisuus on pudonnut huomattavasti eikä kaivoksen vaikutus enää erotu ympäristön luonnollisesta vaihtelusta. Kanadassa tehdyissä mittauksissa on todettu, että Saskatchewanin eteläisillä maanviljelysalueilla radonpitoisuus on keskimäärin korkeampi kuin pohjoisessa, missä uraanikaivokset sijaitsevat. Syyksi on arveltu maan muokkausta. Rikastuksen yhteydessä radonin lähtöaineet (Ra-226 ja Th-230) jäävät puuromaiseen kaivosjätteeseen ja muodostavat potentiaalisen radonlähteen vielä pitkäksi ajaksi varsinaisen kaivostoiminnan päättymisen jälkeen. Kaivosjätteen huolellisella käsittelyllä radonpäästöt voidaan kuitenkin saada jopa alle ennen kaivostoimintaa vallinneen tason. Kanadan Saskatchewanin kaivoksilla esimerkiksi jäte kasataan joko ympäristöstä mm. bentoniittisavella eristettyihin altaisiin tai siirretään loppuun louhittuun kaivoskuoppaan. Lopulta se peitetään sora- ja moreenikerroksin. Radonpäästöjen keskiarvojen on mittauksissa todettu olevan korkeintaan samaa luokkaa kuin ennen kaivostoimintaa. Radonia lukuun ottamatta muut uraanin hajoamistuotteet ovat kiinteitä aineita, ja ne voivat päästä ympäristöön vain vesistöjen kautta. Käytännössä vain radiumilla on liikkuvuutensa ja myrkyllisyytensä takia merkitystä ja siksi se nykyisin saostetaan vedestä. Kuivilla alueilla radiumpäästöt voidaan tällä tavalla estää; sateisilla alueilla on lisäksi huolehdittava, etteivät sadevedet uudestaan liuota sitä jätekasoista. Tästä syystä esimerkiksi Kanadan Key Laken kaivoksella jätekasat pursotetaan kerroksittaiseksi rakenteeksi, jolla estetään veden kulku pystysuunnassa jätekasan läpi. Kaikkia alueelta tulevia vesiä tarkkaillaan, ja jätevesien radiumpitoisuudelle asetettu yläraja on alempi kuin Kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan ICRP:n juomavedelle suosittama yläraja. Saskatchewanin nykyiset kaivokset sijaitsevat kaikki karulla erämaa-alueella, missä asutus on hyvin vähäistä eikä kaivosten välittömässä läheisyydessä asu pysyvästi ketään. Samanlainen on tilanne Australian uraanintuotantoalueilla. Kaivoksista vapautuva radon ei tällaisissa oloissa aiheuta minkäänlaista muutosta väestön radonaltistukseen, josta suurin osa tulee asuin- ja työhuoneiden sisäilman radonpitoisuudesta. Sisäilman radonpitoisuudet luonnollisesti vaihtelevat alueittain, mutta tähän vaihteluun kaivoksista vapautuvalla radonilla on kaivosten välitöntä läheisyyttä lukuun ottamatta häviävän pieni vaikutus. Hyvä tietää uraanista 11

12 Puolijalosteesta polttoaineeksi Malmin puhdistus ja konversio Uraanirikasteen jatkokäsittely riippuu määränpäänä olevan reaktorin tyypistä. Suurimmassa osassa nykyisistä reaktoreista (ns. kevytvesireaktoreissa) polttoaineena käytetään U-235 isotoopin suhteen väkevöityä uraanidioksidia UO2, mutta käytössä on myös luonnonuraania käyttäviä reaktoreita. Riippumatta siitä väkevöidäänkö uraani vai ei, rikaste puhdistetaan ensin jäljellä olevista epäpuhtauksista. Puhdistaminen perustuu liuotuserotukseen, jossa tähdätään nimenomaan epäpuhtauksien erottamiseen liuoksesta niin, että lopulta saadaan aivan puhdas uranyylinitraattiliuos. Mikäli uraani on tarkoitettu käytettäväksi luonnonuraanina kuten esimerkiksi kanadalaisissa Candu-reaktoreissa, se pelkistetään uraanidioksidiksi, minkä jälkeen se kelpaa suoraan polttoainetehtaiden raaka-aineeksi. Jos sen sijaan uraani aiotaan väkevöidä, se muutetaan puhdistuksen jälkeen uraaniheksafluoridiksi (UF6), joka on uraanisuolaa. Tätä toimenpidettä kutsutaan konversioksi. Konversio on välttämätön käytössä olevan väkevöintitekniikan vuoksi. Väkevöintiä varten uraani on saatettava kaasumaiseen muotoon ja uraaniheksafluoridi on tähän tarkoitukseen sopiva, alhaisessa lämpötilassa suoraan kiinteästä olomuodosta kaasuuntuva yhdiste. Sekä puhdistus että konversio ovat luonteeltaan tavanomaista kemianteollisuutta. Uraani on näissä laitoksissa suurimman osan ajasta eristettynä prosessilaitteistoissa eikä siitä aiheudu minkäänlaisia säteilyvaikutuksia työntekijöille. Konversion jälkeen uraani säilytetään kiinteässä olomuodossa paineistetuissa säiliöissä. Tällaisissa säiliöissä se myös kuljetetaan väkevöintilaitokselle. Laitoksista ei normaalikäytössä aiheudu ympäristölle säteilypäästöjä. Onnettomuustapauksessa potentiaalisena ongelmana ovat fluoripäästöt. Joitakin tällaisia tapauksia on sattunut, esim. täyttöletkun irtoaminen säiliöstä, mutta niiden vaikutukset ovat rajoittuneet lähinnä laitosalueelle. Väkevöinti Luonnonuraanissa uraanin 235-isotoopin pitoisuus on 0,7 %. Käytettäessä uraania kevytvesireaktoreissa tai kaasujäähdytteisissä reaktoreissa luonnonuraanin U-235-pitoisuus ei kuitenkaan ole riittävä ylläpitämään jatkuvaa ketjureaktiota. Sitä varten U-235-pitoisuutta on keinotekoisesti kasvatettava, yleensä 3-5 %:iin. Tätä prosessia kutsutaan uraanin väkevöinniksi tai isotooppirikastukseksi tai rikastukseksi. Uraanin väkevöinti perustuu eri uraani-isotooppien välisiin massaeroihin. Aikaisemmin käytetyn ns. diffuusiomenetelmän on korvaamassa sentrifugi- eli linkomenetelmä, koska sen energiankulutus on huomattavasti pienempi kuin diffuusiomenetelmän. Lisäksi sentrifugilaitokset saadaan kannattavaksi pienemmällä kapasiteetilla kuin dif- Sekä puhdistus että konversio ovat luonteeltaan tavanomaista kemianteollisuutta. Konversion jälkeen uraani säilytetään kiinteässä olomuodossa paineistetuissa säiliöissä. Tällaisissa säiliöissä se myös kuljetetaan väkevöintilaitokselle. 12 Hyvä tietää uraanista

13 fuusiolaitokset. Kaikki nykyään rakennettavat laitokset ovatkin sentrifugilaitoksia. Sentrifugierotuksessa kaasumaisessa muodossa oleva uraaniheksafluoridi (UF6) johdetaan pyörivään sylinteriin, jolloin isotoopit erottuvat toisistaan keskipakovoiman avulla: ulkokehälle joutuvassa kaasussa raskaamman isotoopin (U-238) osuus on suurempi kuin akselin lähellä, jolloin akselin läheltä saadaan U-235:n suhteen väkevöitynyttä uraania. Kaasuvirrat johdetaan sentrifugista ulos ohuiden putkien kautta. Yhden sentrifugin erotuskyky on hyvin pieni, ja 3-5 %: n väkevöintiasteen saavuttamiseen tarvitaankin useita perättäisiä vaiheita. Koska sylinterit ovat suhteellisen pieniä, tarvitaan lisäksi useita rinnakkaisia linjoja. Uraanin väkevöimiseksi on kehitteillä myös laser-tekniikka, joka perustuu uraaniatomien valikoivaan virittämiseen lasersäteen avulla. Tällä menetelmällä 3 %:n väkevöintiaste voitaisiin saavuttaa yhdessä rikastusvaiheessa lähtemällä liikkeelle uraanihöyrystä. Tällöin konversiota heksafluoridiksi ei tarvittaisi. Menetelmä on osoitettu teknisesti toimivaksi, mutta kalliiksi. Jotta saataisiin 1 kg uraania, jonka väkevöintiaste on 3 %, tarvitaan alun perin 5-7 kg luonnonuraania riippuen siitä kuinka tarkkaan luonnonuraani käytetään hyväksi. Nykyisin jäännösuraani poistetaan yleensä prosessista, kun sen U-235 pitoisuus on laskenut alle 0,25 %. Kun uraanin hinta kohoaa, tulee edulliseksi ostaa enemmän rikastustyötä ja vähentää luonnonuraanin käyttöä. Väkevöintilaitoksilla oleva muutamaan prosenttiin saakka väkevöity uraaniheksafluoridi on vain heikosti radioaktiivista, mutta kemiallisesti se on myrkyllinen aine. Mahdollisten vuotojen varalta laitoksilla onkin ilmaisimet, joilla sekä suojellaan laitosten työntekijöitä että ehkäistään päästöt laitosten ulkopuolelle. Muutamissa onnettomuustapauksissa pieniä vuotoja on kuitenkin sattu- nut. Säteilyhaittoja ei ole aiheutunut, koska laitosten ulkopuolelle on joutunut vain fluorivetyä, kun taas itse uraani on jäänyt vuotokohdan lähistöön. Fluorivedynkin pitoisuudet ilmassa laskivat näissä tapauksissa mittausrajan alapuolelle jo laitosalueen lähiympäristössä. Polttoainetehtaalle kuljetusta varten väkevöity uraani pakataan samantyyppisiin säiliöihin kuin väkevöintilaitokselle tuotaessakin. Koska uraaniheksafluoridi on kuljetuslämpötilassa kiinteässä muodossa, vaaraa sen leviämisestä ilmaan ei onnettomuustapauksessakaan ole. Merikuljetuksissa uraani on vain heikosti veteen liukenevaa, ja onnettomuudessakin se laimenisi nopeasti pieniin pitoisuuksiin, ja merivedessä on luonnostaankin sekä uraania että fluoria. Erona luonnonuraanin kuljetuksiin väkevöityä uraania kuljetettaessa on otettava huomioon kriittisyysvaara eli mahdollisuus, että esimerkiksi veteen joutuessaan säiliöissä syntyisi jatkuva ketjureaktio. Tämä ehkäistään esimerkiksi ylimääräisen kuljetussuojan avulla sekä valitsemalla pakkausten koko ja muoto siten, että kriittistä kokonaisuutta ei onnettomuustapauksessakaan voi syntyä. Luonnonuraanissa uraanin 235-isotoopin pitoisuus on 0,7 %, mikä ei kuitenkaan yleensä riitä ylläpitämään jatkuvaa ketjureaktiota reaktorissa. U-235- pitoisuuden keinotekoista kasvattamista kutsutaan uraanin väkevöinniksi tai isotooppirikastukseksi. Nykyisin yleisesti käytetään ns. sentrifugi- eli linkomenetelmää. (Kuva Urenco) Hyvä tietää uraanista 13

14 viisan reaktoreissa yhdessä nipussa sauvoja on 126 kappaletta ja uraania yhteensä noin 120 kg. Köyhdytetyn uraanin käyttö Polttoaineen väkevöintiprosessin sivutuotteena jäljelle jää uraani- 235 isotoopin suhteen laimennettua uraania. Tämä ns. köyhdytetty uraani ei sellaisenaan kelpaa kevytvesireaktorien polttoaineeksi, mutta sekoittamalla siihen esim. käytetystä polttoaineesta jälleenkäsittelyllä saatavaa plutoniumia voidaan siitä valmistaa sekaoksidipolttoainetta (MOX). MOXin käyttö on viime vuosina huomattavasti lisääntynyt mm. Ranskan ja Japanin ydinvoimalaitoksissa. Köyhdytettyä uraania voidaan käyttää myös plutoniumin valmistukseen: hyötöreaktoreissa siitä voidaan saada plutoniumia jopa enemmän kuin mitä ne itse tarvitsevat polttoaineekseen (tätä juuri tarkoitetaan hyötämisellä). Koska plutoniumin tarve on toistaiseksi ollut vähäistä uraanin edullisen hinnan ja hyötöreaktorisuunnitelmien lykkäytymisen vuoksi, suurin osa köyhdytetystä uraanista on varastoituna odottamassa mahdollista myöhempää käyttöä tai loppusijoitusta. Polttoaine tehtaalla Reaktoriin ladattava polttoaine muodostuu pitkistä usean metrin mittaisista sauvanipuista. Valmistusprosessin ensimmäinen toimenpide polttoainetehtaalla on uraanin muuttaminen uraaniheksafluoridista takaisin uraanidioksidiksi. Aluksi uraanidioksidi on jauhemaisessa muodossa, josta se puristetaan muoteissa pieniksi, halkaisijaltaan noin senttimetrin suuruisiksi napeiksi. Tämän jälkeen ne tiivistetään sintraamalla eli kuumentamalla nappeja esimerkiksi vedyssä noin 1700 C:n lämpötilassa. Polttoainenapit kootaan patsaiksi ja ladataan zirkoniumseoksesta valmistettujen putkien (suojakuorten) sisään. Putket esipaineistetaan heliumilla ja suljetaan ilmatiiviiksi molemmista päistä hitsaamalla. Lopputulosta kutsutaan yleensä polttoainesauvaksi. Loviisan reaktoreissa käytettävien polttoainesauvojen pituus on noin 2,5 metriä ja Olkiluodon reaktoreissa runsaat 4 metriä. Rakenteilla olevan Olkiluodon uuden yksikön polttoainesauvat tehdään noin 5 metrin pituisiksi. Sauvoista kootaan sauvanippuja. Olkiluodon reaktorissa käytetään nykyisin 100 sauvan nippuja, joita ympäröi polttoainekanava. Yhdessä nipussa on noin 180 kg uraania. Lo- Polttoaine voimalaitoksessa Ydinreaktioiden tuloksena osa polttoaineen U-235-ytimistä halkeaa reaktorin sydämessä erilaisiksi kevyemmiksi aineiksi. Prosessissa vapautuu lämpöä, joka johdetaan höyrynä turbiiniin, kerätään talteen jäähdytinaineen, tavallisimmin veden välityksellä ja muutetaan lopulta generaattorissa sähköksi. Osa U-238-ytimistä muuttuu plutonium- 239:ksi, joka uraani-235:n tavoin haljetessaan tuottaa energiaa. Osa reaktorin tuottamasta energiasta onkin peräisin plutonium-ytimien halkeamisesta. Plutoniumin lisäksi reaktorissa syntyy muitakin uraania raskaampia alkuaineita. Jotta jatkuva ketjureaktio pysyisi käynnissä, reaktorissa on aina oltava riittävä määrä halkeavia aineita, joko uraani-235:ttä tai plutoniumia. Syntyvän plutoniumin määrä ei riitä korvaamaan kulunutta uraani- 235:ttä. Monet ydinreaktioissa syntyvistä aineista sitä paitsi kaappaavat tehokkaasti neutroneja ja osaltaan vaikeuttavat ketjureaktion jatkumista. Näistä syistä polttoaine on vaihdettava aika ajoin. Käytännössä vuosittain vaihdetaan vain osa polttoaineesta, jolloin reaktorissa on kaiken aikaa eri-ikäistä polttoainetta. Nykyisissä kevytvesireaktoreissa kukin polttoainenippu on reaktorissa yleensä 3-5 vuotta. Polttoaine on reaktorissa suljettuna tiiviiden suojaputkien sisään. Niin kauan kuin nämä suojaputket säilyvät ehjinä, myös ydinreaktioissa syntyvät radioaktiiviset aineet pysyvät eristettynä. Yksittäisten polttoainesauvojen pienet vauriot ovat kuitenkin mahdollisia ja radioaktiivisia aineita voi päästä reaktorin jäähdytysveteen. Reaktorissa vallitsevassa neutronisäteilyssä jotkin polttoaineen ulkopuolellakin olevat aineet voivat aktivoitua eli muuttua radioaktiivisiksi. Niinpä reaktorin rakennemateriaalit ja jäähdytysvesi 14 Hyvä tietää uraanista

15 sisältävät radioaktiivisia aineita silloinkin kun polttoainesauvat ovat täysin ehjiä. Prosessi on kuitenkin suljettu, ja reaktoriveteen joutunut radioaktiivisuus kerätään reaktoriveden puhdistusjärjestelmän suodattimiin. Voimalaitoksen ulkopuolelle radioaktiivisia aineita pääsee minimaalisen vähän. Reaktorin sydämen läpi virtaava jäähdytysvesi ei missään reaktorityypissä pääse kosketuksiin voimalaitoksen ulkopuolelle päästettävän jäähdytysveden kanssa. Kaikkia voimalaitoksesta lähteviä materiaalivirtoja tapahtuivat ne sitten ilman, veden tai ihmisten mukana tarkkaillaan mittauksin. Suomen ydinvoimalaitoksista aiheutuvien päästöjen on arvioitu enimmillään, voimalaitoksen välittömässä läheisyydessä, voivan aiheuttaa muutaman promillen lisäyksen lähialueen asukkaan luonnosta saamaan säteilyaltistukseen. Suomen ydinvoimaloissa noudatettavilla turvallisuusperiaatteilla ulkopuolisten saamat säteilyannokset pystytään onnettomuuden sattuessakin joko estämään kokonaan tai ainakin pitämään ihmisten terveyden kannalta vähäisinä. Voimalaitoksen henkilökunnan saamat säteilyannokset vaihtelevat tehtävien mukaan. Työntekijöiden työstään saama keskimääräinen vuotuinen säteilyannos Suomessa on ollut samaa suuruusluokkaa kuin luonnosta aiheutuva, eli noin 3 msv. Suurin osa säteilyaltistuksesta saadaan vuosihuoltojen ja korjausten yhteydessä, jolloin annokset ovat yksittäistapauksissa voineet kohota 15 msv:n tienoille. Töiden tarkalla etukäteissuunnittelulla ja valvonnalla huolehditaan kuitenkin siitä, että yksilökohtaisia rajoituksia (enintään 50 msv vuodessa tai 20 msv vuodessa viiden vuoden keskiarvona) ei ylitetä. Jotta jatkuva ketjureaktio pysyisi käynnissä, reaktorissa on aina oltava riittävä määrä halkeavia aineita. Tästä syystä polttoaine on vaihdettava aika ajoin. Vuosihuollon yhteydessä polttoaineesta vaihdetaan vain osa, jolloin reaktorissa on kaiken aikaa eri ikäistä polttoainetta. Polttoaineniput ovat reaktorissa yleensä 3-5 vuotta. Hyvä tietää uraanista 15

16 Kuljetukset Tuoreen polttoaineen kuljetukset Ennen ydinvoimalaitosta ydinpolttoaine on jo tehnyt pitkän ja monivaiheisen matkan. Ydinvoimalaitosten polttoaineen valmistusta varten kuljetettavat ydinaineet ja tuore eli käyttämätön polttoaine eivät ole niin aktiivisia, että niiden käsittelyyn liittyisi olennaista säteilyvaaraa. Näissä kuljetuksissa noudatetaan vakiintunutta käytäntöä. Kuljetuksiin käytettävästä kalustosta ja kuljetuksissa noudatettavista säännöksistä on olemassa kansainväliset suositukset, jotka useimmat maat ovat ottaneet myös omaan lainsäädäntöönsä. Tuoreen ydinpolttoaineen vähäisen aktiivisuuden vuoksi tämän ryhmän aineiden kuljetuspakkauksilta ei edellytetä säteilysuojausominaisuuksia. Muutama muu seikka on kuitenkin otettava huomioon pakkauksien suunnittelussa. Ydinaineita sisältävien aineiden pakkauksien on taattava se, ettei kuljetuksen aikana synny energiaa tuottavaa ydinreaktiota. Tätä sanotaan kriittisyysturvallisuudeksi. Kriittisyysturvallisuudesta on huolehdittava, mikäli kuljetettava ydinaine on väkevöity halkeavan eli fissiilin uraani 235-isotoopin suhteen. Kuljetuspakkauksissa kriittisyysturvallisuus taataan sillä, että pakkauksessa on kerrallaan vain rajoitettu määrä ydinainetta ja että ydinaine-erät pidetään erillään toisistaan. Esimerkiksi tuoreen polttoaineen pakkauksessa on tavallisesti vain yksi tai kaksi polttoainenippua. Kriittisyysturvallisuuden ohella tuoreen polttoaineen kuljetuksissa on tärkeätä suojata polttoainetta kolhuilta ja muilta rasituksilta, jotka voisivat heikentää polttoaineen kestävyyttä reaktoriolosuhteissa. Kuljetuspakkaukset ovat tähän tarkoitukseen erityisesti suunniteltuja, ja niiltä edellytetään teollisuuspakkauksia suurempaa kestävyyttä, muttei vielä mitoitusta vakavien onnettomuuksien varalle. Vaikka tuore polttoaine joutuisi kuljetuksen aikana onnettomuuteen, ei polttoaineesta aiheutuisi vaaraa ihmisille tai ympäristölle. Suomessa kuljetetaan tuoretta polttoainetta noin 10 kertaa vuosittain. Olkiluodon voimalaitokselle on pääosa uraanista ostettu Kanadasta ja Australiasta. Kanadassa tuotettu uraanirikaste yleensä myös puhdistetaan ja konvertoidaan Kanadassa. Väkevöintiä varten uraani kuljetetaan Eurooppaan. Väkevöinnin jälkeen se valmistetaan polttoainenipuiksi joko Saksassa, Espanjassa tai Ruotsissa ja kuljetetaan laivalla ja autolla voimalaitokselle. Loviisan voimalaitokselle ydinpolttoaine saapuu valmiina polttoainenippuina joko Venäjältä tai brittiläisen yrityksen Espanjassa sijaitsevalta tehtaalta. Toimitus tapahtuu joko juna/autotai laiva/autokuljetuksina. Olkiluodon kahteen yksikköön ladataan vuosittain yhteensä 40 tonnia väkevöityä uraania. Reaktoreiden vuosittainen polttoainetarve mahtuu noin seitsemään rekka-autolastiin. Tällaisen määrän valmistukseen tarvitaan noin 250 tonnia luonnonuraania. Kun laitos tuottaa vuosittain noin 14 TWh (14 miljardia kilowattituntia) sähköä, voidaan laskea, että luonnonuraania tarvitaan vain noin 20 milligrammaa tuotettua kilowattituntia kohden. Yksi kwh vastaa yhden hehkulampun (40 W) noin vuorokauden sähköntarvetta. Käytetyn ydinpolttoaineen merikuljetuksia varten maailmassa on kymmenkunta erityisvarustettua laivaa. Ruotsin kaikilta ydinvoimalaitoksilta käytetty ydinpolttoaine kuljetetaan Sigyn-laivalla yhteisvarastoon Oskarshamnin ydinvoimalaitokselle. 16 Hyvä tietää uraanista

17 Kartta Suomeen tulevan polttoaineen lähtömaista Britannia Espanja Ruotsi Saksa Venäjä Käytetyn polttoaineen kuljetukset Vaarallisten aineiden kuljettamisesta on olemassa erityiset määräykset, joissa aineet jaetaan ominaisuuksiensa mukaan mm. räjähdys-, palotai säteilyvaarallisiin ryhmiin. Radioaktiiviset kuljetukset ovat pari prosenttia kaikista vaarallisten aineiden kuljetuksista. Radioaktiivisia aineita kuljetetaan sairaaloiden, teollisuuden ja tutkimuksen käyttöön sekä ydinvoimalaitosten polttoaine- ja jätehuollon yhteydessä. Radioaktiivisia aineita kuljetetaan kaikilla eri kuljetusmuodoilla: maanteitse, rautateitse, ilmateitse ja meritse. Käytettyä ydinpolttoainetta kuljetaan yleensä paksuseinäisissä kuljetussäiliöissä erityiskalustolla. Maantie- ja rautatiekalustolta vaaditaan erityisrakennetta jo kuljetuspakkausten suuren painon vuoksi. Merikuljetuksia varten maailmassa on kymmenkunta erityisvarusteista laivaa. Käytetyn ydinpolttoaineen suuren radioaktiivisuuden takia sen kuljetuksissa käytettäville säiliöille on määritelty tiukat turvallisuusvaatimukset. Niiltä vaaditaan monia sellaisia lujuus- ja materiaaliominaisuuksia, että ne kestävät myös mahdolliset onnettomuustilanteet. Vaatimusten täyttyminen on osoitettu onnettomuustesteillä, joissa kokeiden aiheuttamat rasitukset ovat suuremmat kuin ne, joiden kohteeksi pakkaus voi todellisen kuljetuksen aikana joutua. Säiliöt ovat myös niin massiivisia, että ne vaimentavat tehokkaasti niiden sisällä olevien aineiden voimakasta säteilyä, eikä niistä siten aiheudu säteilyaltistusta kuljetusreittien varrella oleville ihmisille. Suomessa ei tällä hetkellä ole lainkaan laitosalueen ulkopuolisia käytetyn ydinpolttoaineen kuljetuksia, vaan polttoaine odottaa laitosalueiden välivarastoissa loppusijoitusta Olkiluodon kallioperään rakenteilla olevaan tunneliverkostoon. Loppusijoituksen on suunniteltu alkavan vuonna Loviisan käytetty ydinpolttoaine kuljetettiin aikaisemmin junalla Venäjälle, mutta vuoden 1994 ydinenergialain muutoksella ydinjätteiden maasta vienti ja maahan tuonti kiellettiin. Ydinjätteiden kuljetukset Venäjälle päättyivät vuoden 1996 lopussa. Olkiluodossa käytetty polttoaine on alusta lähtien varastoitu laitosalueella. Polttoaineen siirtoja varten on olemassa kuljetussäiliö, jota käytetään nippujen siirtämiseen reaktorirakennuksen vesialtaista voimalaitosalueella sijaitsevaan välivarastoon. Samanlaista säiliötä voidaan käyttää myös kuljetettaessa käytettyä ydinpolttoainetta loppusijoituspaikalle. Kuljetukset Loviisasta Olkiluodon loppusijoituspaikalle voidaan hoitaa myös meritse. Maailmalla käytettyä ydinpolttoainetta on kuljetettu runsaasti jo vuosikymmenien ajan eikä tiettävästi ole tapahtunut yhtään sellaista kuljetusonnettomuutta, jossa kuljetettava radioaktiivinen aine olisi aiheuttanut terveyshaittaa. Useasta Euroopan maasta ja Japanista viedään käytettyä ydinpolttoainetta Ranskaan ja Isoon-Britanniaan jälleenkäsittelyyn, jossa polttoaineesta erotetaan vielä raaka-aineeksi käyttökelpoinen uraani ja plutonium. Jälleenkäsittelymaat palauttavat kaikki jätteet sekä erotetun uraanin ja plutoniumin lähettäjämaalle. Ruotsin kaikilta ydinvoimalaitoksilta käytetty ydinpolttoaine kuljetetaan meriteitse yhteisvarastoon Oskarshamnin ydinvoimalaitokselle. Näitä kuljetuksia on vuosittain noin 15. Hyvä tietää uraanista 17

18 Käytetty ydinpolttoaine Käytetyn ydinpolttoaineen koostumus Yhden vuoden aikana keskikokoisessa reaktorissa muuttuu alle kilogramma polttoainetta energiaksi. Käytetystä ydinpolttoaineesta noin 95 % on edelleen uraania. Neutronikaappausten ja radioaktiivisen hajoamisen seurauksena polttoaineeseen syntyy lukuisia uusia aineita. Osa alkuperäisestä uraanista muuttuu plutoniumiksi, joka osittain hajoaa edelleen reaktorissa uraanin tapaan energiaa tuottaen. Kaiken kaikkiaan 4-5 % uraanista muuttuu muiksi aineiksi, joista 3-4 % on fissiotuotteita ja 1 % uraania raskaampia alkuaineita kuten plutoniumia. Monet syntyneistä nuklideista ovat radioaktiivisia. Osa niistä hajoaa nopeasti muiksi aineiksi, osa on hyvin pitkäikäisiä. Radioaktiivisuus on kääntäen verrannollinen puoliintumisaikaan, ts. tietty ainemäärä lyhytikäistä radionuklidia on aktiivisempi kuin sama määrä pitkäikäistä radionuklidia. Käytetyn ydinpolttoaineen radioaktiivisuus reaktorista poiston jälkeen laskeekin nopeasti lyhytikäisimpien aineiden hajotessa stabiileiksi aineiksi. Polttoaineen aktiivisuus vähentyy yhdessä vuodessa noin sadanteen osaan siitä mitä se oli välittömästi reaktorista poiston jälkeen. Loppuun käytetyt polttoaineniput poistetaan reaktorista ja tilalle pannaan uusia tuoreita nippuja. Käytetyt niput siirretään reaktorista sen vieressä oleviin vesialtaisiin pitäen niitä koko ajan veden pinnan alapuolella. Reaktorirakennuksen vesialtaissa nippuja säilytetään muutaman vuoden ajan. Vesi sekä jäähdyttää että muodostaa tehokkaan säteilysuojan. Nipun sisältämien radioaktiivisten aineiden hajotessa syntyy edelleen runsaasti lämpöä, ja siksi käytettyjä polttoainenippuja täytyy jäähdyttää. Käytetyn ydinpolttoaineen lämmöntuotto on reaktorista poistamisen jälkeen aluksi jokseenkin suoraan verrannollinen sen aktiivisuuteen ja niinpä lämmöntuottokin vähenee ensimmäisten vuosien aikana nopeasti. Kun yhden uraanitonnin lämpöteho reaktorista poistettaessa on noin 1400 kw, on se vuoden päästä enää noin 10 kw. Käytetty polttoaine varastoidaan väliaikaisesti laitosalueelle odottamaan lopullista sijoitusta Suomen kallioperään. Periaatteessa käytetyn polttoaineen uraani ja plutonium voidaan ottaa jälleenkäsittelyllä talteen ja käyttää uuden polttoaineen valmistukseen. Suomen lainsäädäntö kuitenkin estää käytetyn Yhden vuoden aikana keskikokoisessa reaktorissa muuttuu alle kilogramma polttoainetta energiaksi. Käytetystä ydinpolttoaineesta noin 95 % on edelleen uraania. Monet syntyneistä nuklideista ovat radioaktiivisia. Osa niistä hajoaa nopeasti muiksi aineiksi, osa on hyvin pitkäikäisiä. Reaktorista poiston jälkeen käytetyn ydinpolttoaineen radioaktiivisuus laskeekin nopeasti lyhytikäisimpien aineiden hajotessa stabiileiksi aineiksi. Polttoaineen aktiivisuus vähentyy yhdessä vuodessa noin sadanteen osaan siitä mitä se oli välittömästi reaktorista poiston jälkeen. 18 Hyvä tietää uraanista

19 polttoaineen maastaviennin, eikä jälleenkäsittelylaitoksen rakentaminen vain kotimaisia markkinoita varten ole taloudellisesti kannattavaa. Mm. osassa Ranskan, Saksan ja Japanin ydinvoimalaitoksista käytetään jonkin verran jälleenkäsitellystä plutoniumista ja uraanista valmistettua MOX-polttoainetta. Suora loppusijoitus vai jälleenkäsittely Monissa maissa tehtiin 1970-luvun alkupuolella mittavia suunnitelmia uusien ydinvoimalaitosten rakentamiseksi. Näytti ilmeiseltä, että uraanin kysyntä tulisi nopeasti kasvamaan ja siitä jouduttaisiin tulevaisuudessa maksamaan yhä enemmän. Vuosikymmenen puolivälissä uraani maksoikin reaalihinnoin mitattuna moninkertaisesti sen mitä nykyisin. Uraanin hyväksikäytön tehostamista pidettiin sen vuoksi tärkeänä. Ns. hyötöreaktorien ennustettiin ennen vuosisadan loppua olevan kaupallisessa käytössä ja niiden käytön edellytyksenä olevan käytetyn ydinpolttoaineen jälleenkäsittelyn katsottiin ilman muuta kuuluvan osaksi ydinvoimalaitoksen polttoainekiertoa. Jälleenkäsittelyn tekniikkaa oli käytetty jo ydinaseiden valmistuksen yhteydessä. Tekniikan soveltaminen kevytvesireaktorien polttoaineen käsittelyyn ei kuitenkaan ollut aivan niin suoraviivaista kuin oli ennalta oletettu, ja 1970-luvun jälkipuoliskolla arviot tulevaisuudessa aiheutuvista jälleenkäsittelykustannuksista kävivät entistä selvästi korkeammiksi. Tekniikan väärinkäyttömahdollisuuksien hillitsemiseksi Yhdysvallat luopui kaupallisesta jälleenkäsittelystä ja suositti sitä muillekin länsimaille. Vähitellen kävi myös selväksi, että ennusteet vuosisadan loppuun mennessä rakennettavien uusien ydinvoimalaitosten määristä eivät tulisi toteutumaan luvulle tultaessa uraanin hinta aloitti alamäkensä. Tämä kaikki johti siihen, että arviot jälleenkäsittelyn taloudellisesta BNFL Käytetyn ydinpolttoaineen jälleenkäsittelyssä talteen otetusta uraanista ja plutoniumista voidaan valmistaa ns. sekaoksidi- eli MOX-polttoainetta. Kuvassa brittiläinen Sellafieldin jälleenkäsittelylaitos. hyödystä muuttuivat. Jälleenkäsittelyjätteiden loppusijoitus näytti joka tapauksessa tulevan käytetyn ydinpolttoaineen omistajan huoleksi eikä jälleenkäsittely välttämättä edes merkittävästi vähentäisi jätteiden loppusijoituksesta aiheutuvia kustannuksia. Tällöin jälleenkäsittelyssä talteen otetusta uraanista ja plutoniumista saatavan hyödyn tulisi korvata jälleenkäsittelystä aiheutuvat kustannukset. Jälleenkäsittely ei myöskään poista jätehuoltotarvetta. Suurin osa käytetyn ydinpolttoaineen radioaktiivisuudesta on ensimmäisen tuhannen vuoden aikana fissiotuotteissa, jotka joka tapauksessa ovat jätettä. Myöhemmin jälleenkäsittelyjätteen radioaktiivisuus laskee jonkin verran nopeammin kuin käytetyn (Kuva BNFL) ydinpolttoaineen, mutta kaikista pitkäikäisistä nuklideista ei jälleenkäsittelylläkään päästä eroon. Jälleenkäsittelyllä vähennetään uraanin ja plutoniumin hävitettäväksi joutuvia määriä, mutta vastapainoksi prosessin kuluessa tuotetaan enemmän keskiaktiivista jätettä kuin käytetyn ydinpolttoaineen suorassa loppusijoituksessa. Jälleenkäsittely voi tulla tulevaisuudessa nykyistä houkuttelevammaksi, mikäli kiinnostus hyötöreaktoreihin ja uraanin nykyistä tarkempaan hyväksikäyttöön uudelleen herää. Toisin sanoen, jälleenkäsittelyn kehittyminen varteenotettavaksi osaksi ydinjätehuoltoa edellyttää voimavarojen suuntaamista myös muun ydinteknologian kehittämiseen. Hyvä tietää uraanista 19

20 Käytetyn ydinpolttoaineen huolto Suomessa rään louhitusta tunneliverkostosta. Kallion tehtävänä on eristää käytetty polttoaine siten, että siitä ei ole koskaan haittaa elolliselle ympäristölle. Kallio pysäyttää jätekapseleista mahdollisesti lähtevän säteilyn, mutta se ei kuitenkaan ole varsinainen syy sijoittaa ydinjätteitä satojen metrien syvyyteen: säteilyn vaimentumiseen luonnon oman taustasäteilyn tasolle riittäisi jo noin metrin paksuinen ehjä kalliokerros. Kallioperä suojaa jätettä ulkoisilta vaikutuksilta, luo mekaanisesti ja kemiallisesti vakaat olot loppusijoitustilaan sekä rajoittaa loppusijoituskapselien kanssa kosketuksiin pääsevän veden määrää. Tähän mennessä saadut tutkimustulokset osoittavat, että satojen metrien syvyydessä kalliossa pohjavesi liikkuu erittäin hitaasti ja on lähes hapetonta, minkä vuoksi sen syövyttävä vaikutus niin kapseleihin kuin käy- Suomen ydinenergialain mukaan Suomessa syntyvä radioaktiivinen jäte on käsiteltävä ja loppusijoitettava Suomessa. Radioaktiiviset jätteet luokitellaan matala- ja keskiaktiivisiin voimalaitosjätteisiin sekä korkea-aktiiviseen käytettyyn ydinpolttoaineeseen. Voimalaitosjätteillä tarkoitetaan kaikkia voimalaitoksella syntyviä radioaktiivisia jätteitä, kuten prosessivesien puhdistuksessa syntyviä käytettyjä ioninvaihtohartseja ja suodatinmateriaaleja, käytöstä poistettuja koneenosia, putkia sekä suojavaatteita. Matala- ja keskiaktiiviset jätteet loppusijoitetaan tynnyreihin pakattuina voimalaitosalueelle noin metrin syvyydelle louhittuihin kallioluoliin. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitussuunnitelmat aloitettiin Suomessa jo laitosten rakentamisvaiheessa. Tutkimukset etenivät koko Suomen kallioperää kattavista seulontatutkimuksista yksityiskohtaisempiin jatkotutkimuksiin Eurajoen Olkiluodossa, Kuhmon Romuvaarassa, Äänekosken Kivetyssä sekä Loviisan Hästholmenissa. Tutkimusten perusteella käytetyn polttoaineen loppusijoituspaikaksi valittiin vuonna 2001 Olkiluoto. Tutkimukset osoittivat, että loppusijoitus kallioperään voidaan toteuttaa turvallisesti. Loppusijoitustilat ja huoltorakennukset on suunniteltu rakennettavan siten, että loppusijoitus voi alkaa vuonna Nykyisten ydinvoimalayksiköiden sekä OL 3:n vuoden käytön aikana syntyy käytettyä ydinpolttoainetta noin 5600 tonnia, jonka loppusijoittaminen kestää 2120-luvulle saakka. Suomen oloissa loppusijoitus voidaan parhaiten toteuttaa sijoittamalla jäte syvälle kallioperään. Noin kaksi miljardia vuotta vanhaan, seismisesti vakaaseen peruskallioon rakennettu loppusijoitustila tarjoaa turvalliset olosuhteet käytetyn ydinpolttoaineen sijoitukseen. Loppusijoitustila muodostuu usean sadan metrin syvyydelle kalliopetettyyn ydinpolttoaineeseenkin on hyvin pieni. Kaksinkertaisiin metallikapseleihin pakattu polttoaine sijoitetaan tunnelien pohjaan porattuihin reikiin. Kapselin ja reiän seinämän väli täytetään bentoniittisavella, joka paisuu pohjaveden imeytyessä siihen muodostaen tiiviin suojakerroksen kapselin ympärille. Sijoittamalla kapselit syvälle kallioon eristetään ydinjäte maanpäällisistä tapahtumista ja ehkäistään ihmisten tahatonkin tunkeutuminen loppusijoitustiloihin. Syväsijoituksella taataan riittävä eristys esimerkiksi tulevien jääkausien aiheuttamilta luonnonmullistuksilta. Käytännössä käytetyn polttoaineen loppusijoituksen turvallisuus perustuu useisiin teknisiin ja luonnollisiin vapautumisesteisiin, jotka estävät ja hidastavat radioaktiivisten aineiden vapautumista loppusijoitustilasta kallioperään ja kulkeutumista Loppusijoitustilat m Tutkimustunneli -420 m Onkalo 20 Hyvä tietää uraanista

21 elolliseen luontoon. Tällaisia esteitä ovat käytetyn ydinpolttoaineen kiinteä olomuoto, kaksinkertainen loppusijoituskapseli, sitä ympäröivä bentoniittisavi sekä lopulta kallio. Sijoituspaikka on valittu mahdollisimman ehjään kallioon, jossa pohjaveden liikkuvuus on hyvin vähäistä. Radioaktiivisten aineiden kulkeutuminen on myös hidasta, koska pohjavedessä olevat aineet pidättyvät rakojen pinnoille ja kallion huokosiin. Pohjaveden mukana maanpinnalle pitkien aikojen kuluessa mahdollisesti kulkeutuva radioaktiivisuus on niin vähäistä, että ihmiselle koituvat säteilyannokset jäävät mitättömän pieniksi verrattuna esimerkiksi luonnollisen taustasäteilyn aiheuttamaan annokseen. Viimeisten kapselien tultua loppusijoitetuksi kapselointilaitos puretaan, tunnelit täytetään bentoniitin ja kivimurskeen seoksella ja alas johtavat kuilut suljetaan. Sulkemisen 4,1 m Täyteaine jälkeen loppusijoituspaikkaa ei enää tarvitse valvoa. Kun laitos on suljettu, loppusijoitustunnelit eivät rajoita niiden päällä olevan maa-alueen käyttöä millään tavalla. Tarvittaessa loppusijoitettu ydinjäte voidaan myös palauttaa takaisin maan pinnalle. Palauttaminen on mahdollista loppusijoituksen kaikissa vaiheissa myös silloin, kun kaikki tunnelit ja kuilut on jo suljettu. Loppusijoituksen turvallisuus varmistetaan ottamalla laskelmissa huomioon myös erittäin epätodennäköiset tapahtumat. Analysoituihin tapauksiin kuuluvat pienelläkin todennäköisyydellä odotettavissa olevat häiriötilanteet, kuten maanjäristykset ja uusien heikkousvyöhykkeiden syntyminen kallioon. Ydinvoimayhtiöt ovat vastuussa radioaktiivisten jätteiden huollon turvallisesta toteuttamisesta ja kaikista siitä aiheutuvista kustannuksista, kunnes jätteet on Säteilyturvakeskuksen (STUK) hyväksymällä tavalla loppusijoitettu. Vuonna 1996 aloitti toimintansa Fortum Power and Heat Oy:n (silloin IVO) ja Teollisuuden Voima Oy:n (TVO) yhdessä perustama Posiva Oy, jonka tehtävänä on huolehtia käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen liittyvistä tutkimuksista ja aikanaan tilojen rakentamisesta ja käytöstä. Loppusijoituksen toteutustavasta ja aikataulusta päättää kauppa- ja teollisuusministeriö (KTM), joka myös valvoo jätehuoltotoimia sekä alan tutkimus- ja kehitystyötä. Laitosten ja toiminnan turvallisuuden valvonnasta vastaa STUK. KTM määrää vuosittain ydinjätehuoltomaksun, jonka voimayhtiöt maksavat Valtion ydinjätehuoltorahastoon jätehuollon tulevien kustannusten kattamiseksi. Tarvittavat varat voimayhtiöt keräävät etukäteen ydinsähkön hinnassa. Jätehuoltovarojen on katettava kaikki senhetkiset ydinjätteiden käsittelystä ja loppusijoituksesta sekä näiden valmisteluista aiheutuvat kustannukset sekä ydinvoimalaitosyksiköiden purkamiskustannukset ja purkujätteen loppusijoituksesta aiheutuvat kustannukset. Ydinjätehuoltokustannuksiin varautumisen osuus on kaikkiaan noin 10 prosenttia ydinsähkön tuotantokustannuksista. Maaliskuun 2005 lopussa ydinjätehuoltorahastossa oli 1,389 miljardia euroa, mikä vastaa vuoden 2004 lopun varautumistilannetta. 1,7 m Bentoniitti Metallisäiliö Suomen ydinenergialain mukaan Suomessa tuotettava radioaktiivinen jäte on käsiteltävä ja loppusijoitettava Suomessa. Suomen oloissa loppusijoitus voidaan parhaiten suorittaa sijoittamalla jäte syvälle kallioperään. Loppusijoitustila muodostuu usean sadan metrin syvyydelle kallioperään louhitusta tunneliverkostosta. Kallion tehtävänä on eristää loppusijoitettu polttoaine siten, että siitä ei ole koskaan haittaa elolliselle ympäristölle. Hyvä tietää uraanista 21

22 Oskarshamn Östhammar Tierp Olkiluoto Meuse Gard Vienne Tono Kamaishi Grimsel Yucca Mountain Ydinjätteen loppusijoitusta maa- ja kallioperään tarvitaan kaikissa nykyisin tunnetuissa käsittelytavoissa. Valmistelutyöt keskittyvät korkea-aktiivisen käytetyn polttoaineen loppusijoituksen tutkimuksiin. Tutkimukset ovat edenneet pitkälle Suomen lisäksi mm. Ruotsissa, Ranskassa, Sveitsissä, USAssa ja Japanissa. Käytetyn ydinpolttoaineen huolto muualla maailmassa Ydinenergiaa käyttävät maat ovat viimeisten parinkymmenen vuoden aikana käyttäneet runsaasti voimavaroja ydinjätehuoltoon. Matala- ja keskiaktiivisten jätteiden huollossa on monissa maissa edetty jo loppusijoitusvaiheeseen ja korkea-aktiivisen jätteen huollossa ollaan suunnitteluvaiheessa. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusta maa- tai kallioperään tarvitaan kaikissa nykyisin tunnetuissa käsittelytavoissa. Eri jätteenkäsittelyvaihtoehtoja punnitaan ja ydinvoimavaltiot tekevät paljon yhteistä tutkimustyötä. Maailmassa on kertynyt yhteensä yli uraanitonnia vastaava määrä käytettyä ydinpolttoainetta, josta suurin osa on varastoituna välivarastoihin. Osa on jälleenkäsitelty. Korkea-aktiivisena jätteenä pidetään käytettyä ydinpolttoainetta, joka on tarkoitus loppusijoittaa sellaisenaan, tai käytetystä polttoaineesta jälleenkäsittelyprosessissa erotettuja korkea-aktiivisia jäteaineita. Prosessissa erotetut uraani ja plutonium voidaan käyttää uudelleen polttoaineena, mutta jälleenkäsittely ei kuitenkaan kokonaan poista jätehuoltotarvetta. Korkea-aktiivinen jälleenkäsittelyjäte kiinteytetään lasiin ja sen jälkeen se on loppusijoitettava samalla tavalla kuin käytetty ydinpolttoaine suorassa loppusijoituksessa. Lisäksi jälleenkäsittelyprosessissa syntyy matala- ja keskiaktiivista jätettä. Kaupallisia jälleenkäsittelylaitoksia on toiminnassa mm. Ranskassa, Iso-Britanniassa ja Venäjällä, joista jätteet palautetaan asiakkaille loppusijoitusta varten. On myös ehdotettu, että vaaralliset pitkäikäiset atomit voitaisiin tuhota ns. transmutaation avulla. Transmutaatiolla tarkoitetaan tässä yhteydessä pitkäikäisten radionuklidien keinotekoista muuttamista lyhytikäisemmiksi tai pysyviksi. Transmutaatiolla ei kuitenkaan käytännössä pystyttäisi hävittämään kaikkia pitkäikäisiä radioaktiivisia jätteitä niin, että vältyttäisiin kokonaan loppusijoitukselta. Periaatteessa transmutaatio on mahdollinen, mutta se edellyttää vielä vuosikymmenien kehitystyötä, jälleenkäsittelyä ja aineiden erottelua sekä huomattavia investointeja. Ydinjätteiden valvonta kuuluu ensi sijassa kansallisille viranomaisille, joita Suomessa edustavat kauppa- ja teollisuusministeriö (KTM) ja STUK. Wienissä toimivalla Kansainvälisellä atomienergiajärjestöllä (IAEA) on ylikansallinen, ohjaava rooli. Ydinjätehuoltoaan valmistelevat maat hyväksyivät 1997 IAEA:n puitteissa laaditun yleissopimuksen, jonka mukaan kukin maa raportoi ydinjätehuollostaan määräajoin muille allekirjoittajamaille. Globaalia ydinjätehuoltoa seuraa mm. OECD-maiden ydinenergiajärjestö NEA (Nuclear Energy Agency). NEA:n ydinjätekomitea totesi vuonna 1995, että kallioperään tai muuhun geologiseen ympäristöön tapahtuva loppusijoitus on suositeltavin ydinjätehuollon strategioista. Komitean mukaan kallioperäsijoitus "ottaa huomioon sukupolvien välisen oikeudenmukaisuuden". NEA painottaa myös loppusijoituksen asteittaista toteuttamista. Asteittain toteutettuna jätteiden käsittelytapaa voidaan muunnella, mikäli tieteellinen kehitys tai yhteiskunnallinen muutos antaa siihen aihetta. Vaihtoehdoksi geologiselle loppusijoitukselle kallio- tai maaperään on esitetty myös välivarastoinnin jatkamista toistaiseksi. Määräämättömäksi ajaksi kaavailtu varastointi edellyttää tulevien yhteiskuntien säilyvän vakaina ja kykenevän edelleen huolehtimaan varastoinnista. Tästä ei ole takeita. Yhteiskunnilla on myös luonnollinen taipumus tottua varastointilaitosten olemassaoloon ja läheisyyteen ja vähitellen unohtaa niihin liittyvät riskit, jotka todellisuudessa saattavat asianmukaisen valvonnan ja ylläpidon heikentyessä kasvaa. Jos nykypolvi viivyttää loppusijoitusta siksi, että odotetaan tekniikan kehittymistä tai välivarastointi on halvempaa, päätöstä loppusijoituksesta ei voi odottaa tuleviltakaan sukupolvilta. Vastuun siirtämistä tuleville polville ei voida pitää eettisesti oikeana. 22 Hyvä tietää uraanista

23 Ydinmateriaalin valvonta Kansainvälinen valvonta Kansainvälisen ydinmateriaalivalvonnan eli safeguards-valvonnan tavoitteena on varmistaa, että valtiot noudattavat ydinsulkusopimusta eikä ydinmateriaaleja siirretä pois rauhanomaisesta käytöstä. Safeguards-valvonta perustuu kansainväliseen ydinsulkusopimukseen (NPT = Non-Proliferation Treaty), Euratomin perustamissopimukseen sekä kansalliseen lainsäädäntöön. IAEA (International Atomic Energy Agency) valvoo ydinsulkusopimuksen noudattamista ja Euratom puolestaan valvoo alueellaan, että laitokset käyttävät ydinaineita vain ilmoittamiinsa tarkoituksiin, esimerkiksi energian tuotantoon. Säteilyturvakeskus valvoo Suomen ydinenergialain mukaisia luvanhaltijoita. Ydinaineet ovat ydinenergian aikaansaamiseen soveltuvia halkeamiskelpoisia aineita kuten uraani, plutonium ja torium. Ydinmateriaaleilla tarkoitetaan ydinaineiden lisäksi ydinenergia-alaan liittyviä muita aineita, laitteita, laitteistoja, tietoaineistoa ja sopimuksia, joilla saattaa olla merkitystä ydinaseiden leviämisen kannalta. Valvonnan perustana on vuonna 1970 voimaan tullut ydinsulkusopimus. Sopimuksessa ydinasemaat eli Yhdysvallat, Venäjä, Ranska, Kiina ja Iso-Britannia ovat sitoutuneet siihen, etteivät ne levitä ydinaseita. Sopimuksen osapuolina olevat ydinaseettomat maat ovat puolestaan luvanneet, etteivät ne osallistu ydinasehankkeisiin. Ne hyväksyvät myös kansainvälisen valvonnan sekä sopivat siitä IAEA:n kanssa. Tähän mennessä ydinsulkusopimukseen on sitoutunut 189 maata. Sopimuksen ulkopuolella ovat ydinasevaltiot Intia, Pakistan ja Israel. Pohjois-Korea on ilmoittanut vetäytyvänsä sopimuksen soveltamisesta. IAEA Kansainvälisen ydinmateriaalivalvonnan tavoitteena on varmistaa, että valtiot noudattavat ydinsulkusopimusta eikä ydinmateriaaleja siirretä pois rauhanomaisesta käytöstä. Wienissä toimiva YK:n alainen IAEA (International Atomic Energy Agency) valvoo ydinsulkusopimuksen noudattamista. Suomi solmi IAEA:n kanssa safeguards-valvontasopimuksen vuonna Alkuperäisen ydinsulkusopimuksen lisäksi IAEA on neuvotellut ns. lisäpöytäkirjan, joka takaa IAEA: lle laajemmat valvontaoikeudet lisäpöytäkirjaan sitoutuneissa maissa sekä aikaisempaa tarkemmat tarkastukset. Lisäksi IAEA:n valvonta kohdistuu koko polttoainekiertoon. Tällä hetkellä mietitään mm. toteutustapoja monenkeskisten kansainvälisten järjestelyjen käytölle sekä polttoainehuollon turvaamiseksi että ydinmateriaalivalvonnan tehostamiseksi. Sopimusten mukaisella valvonnalla ja raportoinnilla valtio osoittaa muille, että se täyttää lupauksensa ydinaseiden leviämisen estämiseksi. Lisäksi valtio osoittaa estävänsä ydinmateriaalin siirron räjähteisiin sekä ydinlaitosten väärinkäytön, esimerkiksi ydinaineen tuottamisen salaa. Samalla ydinmateriaalien kansainvälinen kauppa saa pelisäännöt: ydinaineen myyjävaltio voi rajoittaa erillisillä sopimuksilla ostajavaltiota jälleenmyymästä tai luovuttamasta uraaniaan muille, esimerkiksi ydinas le tai sotaa käyville maille. Suomi solmi IAEA:n kanssa safeguards-valvontasopimuksen vuonna Vuonna 1995 tämä sopimus korvattiin Euroopan unionin ydinaseettomien jäsenvaltioiden, Euratomin ja IAEA:n välisellä valvontasopimuksella. Suomi on vuonna 2000 ratifioinut myös lisäpöytäkirjan. Raportoitujen ydinainetietojen varmentamiseksi tehdään mittauksia. Mittausten kohteina ovat tuore ja käytetty ydinpolttoaine. Tarvittaessa voidaan ottaa näytteitä ja analysoida ne laboratoriossa. Lisäksi IAEA ja Euratom ovat asentaneet ydinlaitoksille, esim. reaktorihalleihin, sinetöityjä valvontakameroita, joiden tarkoitus on paljastaa ydinaineiden mahdolliset raportoimattomat siirrot. Hyvä tietää uraanista 23

24 Viranomaisvalvonta Suomessa Kaikki ydinenergian tuotantoon liittyvä toiminta on Suomessa luvanvaraista. Turvallisuusvalvonnan lisäksi ydinlaitoksia ja ydinaineiden käyttöä valvotaan niiden väärinkäyttämisen estämiseksi. Lupa vaaditaan muun muassa ydinaineiden hallussapitoon, valmistukseen, tuottamiseen, luovutukseen, käsittelyyn, käyttämiseen, varastointiin, kuljetukseen, vientiin ja tuontiin. Erityisiä valvottavia aineita ovat plutonium-239, uraani- 233 ja rikastettu uraani. Ydinaineista on pidettävä kirjaa, jotta ydinaineiden sijainti ja käyttötarkoitus on jatkuvasti tiedossa. Luvanhaltijan on raportoitava toiminnastaan Säteilyturvakeskukselle. Ydinenergia-alan ylin johto ja valvonta Suomessa kuuluu kauppaja teollisuusministeriölle. Ydinenergian käytön ja turvallisuuden valvonta kuuluu Säteilyturvakeskukselle. Säteilyturvakeskus valvoo, että ydinenergian käyttäjät toimivat voimassa olevien määräysten mukaisesti. Kansallinen valvontajärjestelmä muodostuu kaikista niistä toimista, menetelmistä ja organisaatioista, joiden tarkoituksena on estää lainvastainen toiminta ydinmateriaaleilla. Kansallista ydinmateriaalivalvontaa tehostavat vielä turvajärjestelyt, joiden tarkoituksena on estää rikollinen toiminta. Ydinaineiden kirjanpito ja raportointi ovat valvonnan lähtökohtia. Ydinaineiden haltijat laativat kirjanpidosta kuukausittain raportteja, jotka toimitetaan STUKille ja Euroopan komissiolle, joka toimittaa ne edelleen IAEA:lle. Raporttien lisäksi STUK, komissio ja IAEA tarkastavat ydinvoimalaitosten ydinmateriaaleja. Tarkastajien ja toimielinten työnjakoa ja yhteistoimintaa kehitetään jatkuvasti. Suomessa ydinaineita on lähinnä Fortumin Loviisan ja Teollisuuden Voima Oy:n (TVO) Olkiluodon ydinvoimalaitoksella sekä Espoossa sijaitsevassa Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen tutkimusreaktorissa. Lisäksi Suomessa on tutkimuskäyttöön pieniä määriä uraania, toriumia ja plutoniumia eri laboratorioissa ja tutkimuslaitoksissa. Kaikki ydinenergian tuotantoon liittyvä toiminta on Suomessa luvanvaraista. Ydinenergian käytön ja turvallisuuden valvonta kuuluu Säteilyturvakeskukselle (STUK). Kuvassa STUKin valvontapiste Loviisan voimalaitoksen läheisyydessä merialueella. 24 Hyvä tietää uraanista