Toimenpiteitä ydinenergia-alan tietämyksen säilyttämiseksi

Toimenpiteitä ydinenergia-alan tietämyksen säilyttämiseksi Työryhmäraportti Kauppa- ja teollisuusministeriön työryhmä- ja toimikuntaraportteja 10/2000 Tieto-taito-työryhmä

Kuvailu (suomi)

Esipuhe Kauppa- ja teollisuusministeriö asetti 10.3.2000 työryhmän, jonka tehtävänä oli selvittää Suomessa sijaitsevien ydinlaitosten turvallisen käytön jatkumisen takaamiseksi tarvittavan tietämyksen sisältöä ja laajuutta. Tietämykseen katsottiin tässä yhteydessä sisältyvän myös tutkimus- ja selvitystoiminnassa tarvittavat laitteistot. Tarpeet selvitettiin sekä turvallisuusviranomaisten että voimayhtiöiden kannalta. Tarkastelu kattoi koko ydinturvasektorin, so. reaktoriturvallisuuden, ydinjätehuollon ja ydinlaitoksien käyttöön liittyvän säteilysuojelun. Ryhmän tuli esittää 5 10 vuoden aikajänteellä toteutettavia toimenpiteitä, joilla säilytetään nykyinen tietämyksen korkea taso ja joilla luodaan tarvittaessa uutta. Osana työtään ryhmän tuli tarkastella, onko nykyisen kaltaiselle ohjelmamuotoiselle toiminnalle edelleen tarvetta. Lisäksi ryhmän tuli tehdä esitys toiminnan organisoinnista ja rahoitusjärjestelyistä. Ryhmän piti arvioida myös, mitä tarvittavista palveluista on välttämättä oltava saatavilla kotimaasta ja mitä niistä voitaisiin tyydyttää kansainvälisen yhteistyön kautta. Edelleen työryhmän tuli arvioida uusien asiantuntijoiden koulutustarvetta ja ehdottaa toimenpiteitä, joilla varmistetaan se, että koulutetaan riittävä määrä korkeatasoisia asiantuntijoita. Työryhmä päätti suorittaa edellytetyt tarkastelut olettaen, että nykyisten reaktorien käyttöä jatketaan ja käytetyn polttoaineen huollon t&k-toimintaa jatketaan pitkän aikavälin suunnitelmien mukaisesti. Tarkastelussa ei ole otettu huomioon mahdollisen uuden ydinvoimalaitosyksikön rakentamisen vaikutuksia. Jos tällainen hanke käynnistyy, tulisi tarkastelu tehdä uudelleen. Työryhmän puheenjohtajaksi nimettiin kehitysjohtaja Carita Putkonen kauppa- ja teollisuusministeriöstä ja jäseniksi VTT:n edustajana tutkimusjohtaja Mikko Kara, Fortum Engineering Oy:n edustajana apulaisjohtaja Matti Komsi, Lappeenrannan teknillisen korkeakoulun edustajana ydintekniikan assistentti Virpi Kouhia, Säteilyturvakeskuksen edustajana pääjohtaja Jukka Laaksonen, Tekesin edustajana teknologia-asiantuntija Reijo Munther, Teollisuuden Voima Oy:n edustajana toimistopäällikkö Eero Patrakka, Fortum Power and Heat Oy:n edustajana apulaisjohtaja Heikki Raumolin, Teknillisen korkeakoulun edustajana professori Rainer Salomaa, valtiovarainministeriön edustajana budjettineuvos Elina Selinheimo sekä ylitarkastajat Kaarina Pekkanen ja Anne Väätäinen kauppa- ja teollisuusministeriöstä. Työryhmän jäsenten sijaisina joissakin kokouksissa ovat olleet johtava tutkija Riitta Kyrki-Rajamäki VTT Energiasta ja laboratorioinsinööri Juhani Vihavainen Lappeenrannan teknillisestä korkeakoulusta. Lisäksi joihinkin kokouksiin on osallistunut dosentti Jukka Lehto Helsingin yliopistosta.

Työryhmän sihteerinä toimi ylitarkastaja Timo Haapalehto kauppa- ja teollisuusministeriöstä. Työryhmä kokoontui 9 kertaa. Saatuaan tehtävänsä suoritetuksi työryhmä luovuttaa raporttinsa kauppa- ja teollisuusministeriölle. Helsingissä 31. päivänä lokakuuta 2000 Carita Putkonen Mikko Kara Matti Komsi Virpi Kouhia Jukka Laaksonen Reijo Munther Eero Patrakka Kaarina Pekkanen Heikki Raumolin Rainer Salomaa Elina Selinheimo Anne Väätäinen Timo Haapalehto

Sisällysluettelo Esipuhe... 5 Sisällysluettelo... 7 Yhteenveto... 9 1 Johdanto... 11 1.1 Taustaa... 11 1.1.1 Valtion eräiden hallinnonalojen rooli tietämyksen ylläpidossa... 12 1.2 Katsaus Suomen ydinenergiasektorin t&k-toimintaan... 13 1.2.1 Nykyiset rahoitussuhteet ja -määrät sekä niiden kohdentuminen... 13 1.2.2 Turvallisuustutkimus... 15 1.2.3 Teknologian kehityshankkeet... 16 1.3 Kansainvälinen yhteistyö... 18 1.3.1 T&k-toiminta... 18 1.3.2 Muu kansainvälinen yhteistyö.... 21 2 Tarvekartoitus... 23 2.1 Voimalaitostekniikka... 23 2.1.1 Reaktorin toiminta... 23 2.1.2 Rakenteiden kestävyys... 26 2.1.3 Laitoksen käyttö... 26 2.2 Ydinjätehuolto.... 28 2.3 Säteilysuojelu ja onnettomuusvalmius... 29 2.4 Yhteiskunnalliset vaikutukset... 31

3 Suositukset toimenpiteiksi... 32 3.1 Tarvittavan tietämyksen ylläpito ja luonti.... 32 3.1.1 Pitkät julkiset ohjelmat... 34 3.1.2 Voimalaitosten modernisointi- ja teknologian kehityshankkeet... 36 3.1.3 Kansainvälinen yhteistyö... 37 3.1.4 Muut keinot... 39 3.2 Uusien asiantuntijoiden saatavuuden edistäminen... 39 Liite 1 Katsaus ydinenergiasektorilla toimiviin organisaatioihin... 42 Liite 2 Esimerkkejä muutaman Euroopan maan ydinturvallisuustutkimusrahoituksesta... 60

Yhteenveto Kauppa- ja teollisuusministeriön asetti työryhmän selvittämään Suomessa sijaitsevien ydinlaitosten turvallisen käytön jatkumisen takaamiseksi tarvittavan tietämyksen sisältöä ja laajuutta. Ryhmän tehtävänä oli esittää 5 10 vuoden aikajänteellä toteutettavia toimenpiteitä, joilla toimintaympäristössä tapahtuvista muutoksista huolimatta säilytetään nykyinen tietämyksen korkea taso ja joilla luodaan tarvittaessa uusia valmiuksia.merkittävimmät toimintaympäristön muutokset ovat energiamarkkinoiden vapautuminen sekä asiantuntijoiden ikäjakaumasta aiheutuva suuri henkilöstön vaihtuvuus. Ryhmän piti myös arvioida, mitä tarvittavista palveluista voitaisiin tyydyttää kansainvälisen yhteistyön kautta. Edelleen työryhmän tuli arvioida uusien asiantuntijoiden koulutustarvetta ja ehdottaa toimenpiteitä, joilla varmistetaan se, että koulutetaan riittävä määrä korkeatasoisia asiantuntijoita. Asiantuntijapalvelujen tarvekartoituksessa käytettiin mahdollisimman paljon jo olemassa olevaa kotimaista ja kansainvälistä aineistoa. Yleisesti ottaen niin palvelujen saatavuus kuin asiantuntemuksen taso ovat tällä hetkellä vähintäänkin tyydyttävällä tasolla. Tosin monilla alueilla resurssipohja on varsin kapea ja palvelujen saatavuusongelmia sekä tason laskua voi tapahtua jopa yksittäisten asiantuntijoiden mahdollisesti poistuessa alalta. Tarvekartoituksen perusteella voidaan arvioida, että 5 10 vuoden kuluessa erityistoimenpiteitä tarvitaan muutamilla alueilla. Kartoituksessa ei löytynyt sellaisia alueita, joissa voitaisiin merkittävässä määrin tukeutua ulkomaiseen osaamiseen Suosituksia laatiessaan työryhmä on ollut tietoinen siitä, että valtiovalta suuntaa tukeaan ylläpitävän toiminnan sijasta pikemminkin tulevaisuuden kilpailukyvyn parantamiseen. Työryhmä toteaa, että aiheuttamisperiaatteen mukaisesti toiminnan harjoittajien eli tässä tapauksessa voimayhtiöiden kannettavaksi kuuluu pääosa turvallisuusvalvonnasta ja valvonnan mahdollistavan tietämyksen ylläpidosta aiheutuvista kustannuksista. Työryhmä katsoo, että nykyisten kaltaisia julkisia tutkimusohjelmia tulee toteuttaa tulevaisuudessakin, koska niiden käyttö tietämyksen ylläpitoon ja luomiseen on osoittautunut tulokselliseksi. Kauppa- ja teollisuusministeriön tavoitteena on siirtää tutkimusohjelmien yleishallinto ministeriöstä Säteilyturvakeskukselle. Tutkimuslaitoksilla säilyisi edelleen tärkeä rooli tutkimusohjelmien yksityiskohtaisessa hankesuunnittelussa ja eri hankkeiden keskinäisessä koordinoinnissa. Työryhmä pitää tärkeänä, että tutkimusohjelmien hallintoa uudistettaessa ei lisätä hallinnon kustannuksia eikä määrää. Ydinenergia-alan toimintaympäristön muutoksista aiheutuvia tietämyksen ylläpitämisongelmia tulee työryhmän näkemyksen mukaan pyrkiä lieventämään tehosta-

malla tietämyksen tason ja asiantuntijapalveluiden saatavuuden seurantaa. Työryhmän käsityksen mukaan viranomaisten tarvitsemien palvelujen tason ja saatavuuden seuranta kuuluu Säteilyturvakeskuksen tehtäviin ydinenergianeuvottelukunnan seuratessa koko kenttää. Voimayhtiöt ovat ensisijaisesti vastuussa seurannassa havaittujen puutteiden korjaamisesta aiheuttamisperiaatteen mukaisesti. Tämä voi tapahtua esimerkiksi julkisien tutkimusohjelmien osana tai erillisinä hankkeina. Lisäksi työryhmän tulkinnan mukaan Säteilyturvakeskuksella on viime kädessä käytettävissään riittävät keinot viranomaisten tarvitseman tietämyksen luomiseen ja ylläpitoon. Työryhmä kannustaa voimayhtiöitä jatkossakin aktiivisesti kartoittamaan ja mahdollisuuksien mukaan käynnistämään teknologian kehittämis- ja laitosten modernisointihankkeita, koska ne ovat tehokkaita tietämyksen säilyttämisessä ja seuraavalle sukupolvelle siirtämisessä. Tietämyksen luomisen ja ylläpidon kannalta teknologian kehittämishankkeiden ongelmana on, että ne eivät välttämättä sisällä tehtäviä ydinenergian turvallisen käytön kannalta kriittisiltä alueilta. Työryhmä katsoo, että kansainvälisten järjestöjen toimintaan tulisi pyrkiä sisällyttämään varsinaisten tutkimustulosten tuottamisen rinnalle myös tutkijanvaihto osaksi tietämyksen ylläpitoa ja täydentämään kotimaassa tehtäviä toimia. Samoin kotimaisia tutkimusryhmiä ja -laitteistoja tulee aktiivisesti tarjota kansainvälisiin yhteistyöverkkoihin ja -hankkeisiin. Ydinenergiasektorilla toimivien organisaatioiden ilmoittamien henkilöstön ikäjakaumien perusteella tehdyn yksinkertaisen analyysin mukaan uusien asiantuntijoiden tarve lisääntyy eläkkeelle jäämisten takia kaksin-kolminkertaiseksi seuraavan 5 10 vuoden kuluessa. Korkeakoulujen ja yliopistojen nykyinen koulutuskapasiteetti riittää hyvin tämän tarpeen tyydyttämiseen. Tällöin toimenpiteiden pääpainon tulee olla opiskelijoiden houkuttelemisessa valitsemaan ydinenergiaan liittyviä kursseja. Työryhmä pitää toimivana nykyistä koulutusjärjestelmää, jossa annetaan kattava alan yleiskoulutus ja syventävä koulutus vasta osana organisaatioiden omaa työhön ohjaamista. Työryhmän käsityksen mukaan hyvä keino Suomen ydinenergia-alan koulutuksen houkuttelevuuden ja korkean tason ylläpitämiseksi on aktiivinen osallistuminen eurooppalaisten tutkimus- ja koulutusverkkojen kehittämiseen ja työskentelyyn. Tavoitteena tulee olla se, että suomalaiset opiskelijat ja tutkijat voivat sujuvasti vierailla ydinalan osaamis- ja koulutuskeskuksissa sekä osallistua pitempiaikaiseen tutkijavaihtoon. Työryhmä katsoo, että alan houkuttelevuutta opiskelijoiden keskuudessa lisäävät näkyvät ja haastavat tutkimushankkeet, jotka palvelevat koulutusta ja joilla on läheinen yhteys korkeakouluihin ja yliopistoihin.

11 1 Johdanto 1.1 Taustaa Ydinenergialla on ollut keskeinen rooli Suomen sähköntuotannossa 1980-luvulta lähtien. Tällä hetkellä ydinvoiman osuus maamme sähkön tuotannosta on lähes kolmannes. Suomen ydinsähkö tuotetaan Loviisan ja Olkiluodon ydinvoimalaitoksissa. Laitoksissa on yhteensä neljä yksikköä, jotka on otettu kaupalliseen käyttöön 1980-luvun alussa. Hallitusohjelman mukaan ydinvoima tulee säilyttää jatkossakin mahdollisena vaihtoehtona uudesta sähköntuotantokapasiteetista päätettäessä. Suomalaiset ydinvoimalaitokset ovat maamme perusvoiman tuottajia, joten voimatuotannon näkökulmasta niiden käytettävyyden olisi oltava mahdollisimman korkea. Käytettävyyteen vaikuttavat tärkeimmät tekijät ovat vuosihuoltojen kesto ja käytön luotettavuus. Maamme ydinvoimayksiköiden vuotuiset käyttökertoimet ovat olleet erittäin korkeita, esimerkiksi vuonna 1999 laitosten keskimääräinen käyttökerroin oli 94,4 prosenttia. Ydinvoimalaitosten korkea turvallisuustaso on laitosten jatkuvan käytön ehdoton edellytys samalla kun hyvällä käyttövarmuudella on huomattava kansantaloudellinen merkitys. Saavutetun turvallisuuden ja käyttövarmuuden tason säilyttäminen ja kehittäminen edellyttää jatkuvaa panostusta laitosten prosessien ja toimintaolosuhteiden ylläpitoon ja uudistamiseen. Se voi onnistua vain jos voimayhtiöllä ja viranomaisilla on käytettävissään riittävän korkeatasoisia asiantuntijoita ja asiantuntijapalveluja. Käytetyn ydinpolttoaineen sekä muiden ydinjätteiden huollon ja loppusijoituksen osalta sekä voimayhtiöt ja Posiva Oy että viranomaiset ovat toteuttaneet määrätietoisesti ja pitkän aikavälin tavoitteita noudattaen t&k-ohjelmia sekä osaamisen kehittämistä. Ydinjätehuollon ja loppusijoituksen turvallisen toteuttamisen edellytyksenä on, että korkeatasoista osaamista on eri osapuolten käytettävissä myös tulevaisuudessa. Ydinturvallisuussektorin pitkäjänteisen tietämyksen luomisen ja ylläpidon työnjako on perinteisesti perustunut eri osapuolten väliseen yhteisymmärrykseen. Haasteita tälle järjestelylle ovat aiheuttaneet monet toimintaympäristössä 1990-luvulla tapahtuneet muutokset, joista tärkein on sähkömarkkinoiden vapautuminen. 1990- luvun puolivälissä toteutettu pohjoismaisten sähkömarkkinoiden avaaminen ja kilpailun vapauttaminen ovat laskeneet merkittävästi sähkön hintaa. Sähköstä saatavan hinnan aleneminen on pakottanut voimayhtiöt tehostamaan kaikkia toiminto-

12 jaan. Valtionhallinnon tulosohjausjärjestelmän kautta asetetut tavoitteet ovat osaltaan lisänneet paineita tälle perinteiselle työnjaolle. Tutkimuslaitoksille asetettavat tulostavoitteet eivät luonnollisestikaan ohjaa laitosten omaa rahallista panostusta samoille sektoreille kuin aikaisemmin. Oman haasteensa aiheuttaa myös ydinenergiasektorin asiantuntijoiden ikäjakauma. Lähimmän 10 vuoden aikana merkittävä osa asiantuntijoista jää eläkkeelle. Liitteessä 1 on esitelty ydinenergia-alalla toimivat organisaatiot ja niissä työskentelevien asiantuntijoiden ikäjakaumat. Kotimaisia toimintaympäristön muutoksia vahvistavat kansainväliset muutokset. Esimerkiksi uusien ydinvoimalaitosten tilauksien määrän romahtamisen myötä on monissa maissa, kuten Ranskassa, jäänyt suuri t&k-kapasiteetti vajaakäytölle. Tällainen tilanne vaikeuttaa tällä hetkellä suomalaisten organisaatioiden mahdollisuuksia saada tilauksia. Pitemmällä aikavälillä saattaa toimintojen lakkauttamisen myötä myös vaikeuttaa voimayhtiöiden ja viranomaisten tarvitsemien palvelujen saatavuutta ulkomailta. Lisäksi laitteiden ja ydinpolttoaineen valmistajat ovat fuusioituneet keskenään, jolloin mahdollisien toimittajien määrä on merkittävästi vähentynyt. Näiden maailmanlaajuisien toimintaympäristön muutoksien vaikutuksia ja niiden vaatimia toimenpiteitä pohtimaan on perustettu useita kansainvälisiä työryhmiä, esimerkiksi OECD:n ydinenergiajärjestössä. 1.1.1 Valtion eräiden hallinnonalojen rooli tietämyksen ylläpidossa Perus- ja tutkijakoulutus sekä tieteellinen perustutkimus ovat julkisen sektorin vastuulla olevia tehtäviä. Julkinen sektori vastaa tutkimuksen ja muiden vaativien asiantuntijatehtävien edellyttämän koulutetun henkilöstön saatavuudesta. Yritysten tarvitsema erityisosaaminen sen sijaan on niiden oman henkilöstökoulutuksen vastuulla. Elinkeinopolitiikan tavoitteena Suomessa on elinkeinoelämän kilpailukyvyn ja toimintaedellytysten ylläpitäminen ja parantaminen. Elinkeinoelämän toimintaedellytyksiä kauppa- ja teollisuusministeriö vahvistaa kehittämällä pitkän tähtäyksen toimintapuitteita osana yleistä talouspolitiikkaa. Aiemmasta teollisuuden sektoreiden ja yksittäisten yritysten tukemisesta ja valvonnasta on pääosin luovuttu. Sikäli kuin markkinoihin puututaan, tehtävänä on korjata niiden vääristymiä tai puutteita. Markkinoiden toimintaa edistetään mm. lisäämällä kilpailua ja helpottamalla elinkeinoelämän rakennemuutosta kohdistamalla resursseja aineettomien voimavarojen vahvistamiseen, erityisesti tutkimukseen ja kehitystoimintaan. Julkisen sektorin osuus tutkimustoiminnan rahoituksesta vuonna 1999 oli 32 prosenttia.

13 Kauppa- ja teollisuusministeriö yhteistyössä hallinnonalansa laitosten kanssa on poikkeuksellisesti huolehtinut joidenkin tehtäväalueidensa pitkän tähtäyksen tarpeista kuten perustietämyksen luomisesta ja tutkijavoimien kouluttamisesta samoin kuin olemassa olevan osaamisen ja tietämyksen ylläpidosta ja kehittämisestä. KTM:n tehtävänä ei kuitenkaan ole kompetenssin ylläpito teollisilla tutkimusalueilla. Ministeriö onkin katsonut, että sen rooli tutkijavoimien koulutuksessa ja osaamisen ylläpidossa on luontevaa korkeintaan uuden asian tai tehtäväalueen käynnistysvaiheessa. KTM keskittää nykyisin tutkimus- ja selvitystoiminnan resurssinsa ministeriön oman päätöksenteon tietopohjaa vahvistavaan tutkimus- ja selvitystyöhön. 1.2 Katsaus Suomen ydinenergiasektorin t&k-toimintaan 1.2.1 Nykyiset rahoitussuhteet ja -määrät sekä niiden kohdentuminen Ydinenergiasektorin tutkimus- ja kehitysrahoitus on esitetty kuvassa 1. Lukuihin on otettu mukaan fuusiotutkimusta lukuun ottamatta laajasti kaikki ydinenergia-alan tutkimus. 180 160 140 120 100 80 60 Voimayhtiöt STUK EU TEKES Korkeakoulut, muut VTT KTM 40 20 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Kuva 1. Ydinenergiasektorin tutkimus- ja kehitysrahoitus, miljoonaa markkaa, fuusion t&k-rahoitus ei mukana. Luvut on inflaatiokorjattu vuoden 1999 alun arvoiksi.

14 Ydinenergiasektorin julkinen t&k-rahoitus kasvoi 1980-luvun jälkipuoliskolla Tshernobylin reaktorionnettomuuden seurauksena sekä käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusratkaisujen t&k-työn sekä viranomaistoimintojen konkretisoituessa. Julkinen rahoitus supistui merkittävästi 1990-luvun alkupuoliskolla eduskunnan hylättyä uuden laitoshankkeen periaatepäätöksen ja nousi vuosikymmenen puolivälissä EU:n tutkimusohjelmarahoituksen myötä suunnilleen 1990-luvun alun tasalle ja on sitten hitaasti pienentyen säilynyt suunnilleen samalla tasolla Vuonna 1999 ydinenergiasektorilla tutkimukseen ja kehitykseen käytettiin yhteensä noin 140 Mmk, josta voimayhtiöiden osuus oli kaksi kolmasosaa. Vuoden 1993 jälkeen voimayhtiöiden panostus on ollut aikaisempaa suurempaa voimalaitoksilla toteutettujen mittavien modernisointihankkeiden vuoksi sekä käytetyn polttoaineen loppusijoitushankkeen edetessä periaatepäätösvaiheeseen. Tätä ennen kokonaispanostus oli 100 120 Mmk vuodessa. Taulukko 1. Ydinenergiasektorin tutkimus- ja kehitysrahoitus, miljoonaa markkaa. Lukuja ei ole inflaatiokorjattu 1993 1996 1999 Voimayhtiöt 64 118 85 STUK 10 11 8 EU 0 4 5 Valtio 41 36 40 Yhteensä 115 169 138 Valtion rahoitusosuus on ollut keskimäärin 30 prosenttia ydinenergiasektorin t&k-volyymistä. Tämän lisäksi valtio on rahoittanut muutamien alan kansainvälisten järjestöjen (IAEA, OECD/NEA ja NKS) jäsenmaksut, vuosittain noin 11,5 Mmk, johon summaan kuitenkin sisältyy t&k-toimintaa noin 5 Mmk. Alan koulutukseen yliopistoissa ja korkeakouluissa valtio käyttää vuosittain arvioilta noin 1 4 Mmk (KOTA-tietokannan mukaan teknillisissä korkeakouluissa käytetään noin 400 kmk per valmistunut, mistä summasta vain osa ydintekniikan opetuksen osuutta, valmistuneita 13 15 henkeä vuodessa). STUK:n ydinturvallisuusvalvontaan liittyvät menot laskutetaan kokonaisuudessaan voimayhtiöiltä. Valtion menot ydinvoimalaitosten käytöstä vuosittain ovat siis yhteensä olleet suuruusluokkaa 50 Mmk.

15 1.2.2 Turvallisuustutkimus Pääosa ydinenergia-alan kotimaisesta julkisrahoitteisesta tutkimuksesta on organisoitu vuodesta 1989 lähtien ohjelmien muotoon. Tällä hetkellä on käynnissä kaksi ohjelmaa, Ydinvoimalaitosten turvallisuustutkimusohjelma FINNUS ja Julkishallinnon ydinjätetutkimusohjelma JYT2001. Molempia ohjelmia koordinoi VTT Energia ja niiden päärahoittajia ovat KTM, STUK ja VTT. Tutkimusohjelmilla pyritään tukemaan viranomaistyötä, mutta tulokset ovat myös voimayhtiöiden käytettävissä. Pääpaino on ollut analyysimenetelmien ja -välineiden kehittämisessä. Sen sijaan laitoskohtaisten ongelmien ratkaisu on katsottu voimayhtiöiden ja Posiva Oy:n tehtäväksi. Käytetyn polttoaineen loppusijoitushankkeen osalta on julkisrahoitteisissa ohjelmissa tehty myös viranomaisten tarvitsemia turvallisuusselvityksiä. Vuoden 2002 lopussa päättyvän FINNUS-ohjelman päätavoite on ylläpitää ja luoda edellytyksiä Suomessa käynnissä olevien ydinvoimalaitosten turvallisuuden varmistamiselle ja jatkuvalle kehittämiselle. Lisäksi tutkimuksella on pyritty turvaamaan kotimainen asiantuntemus erityisesti viranomaisten tarpeisiin sekä luomaan pohjaa mahdollisten uusien ydinvoimalaitoshankkeiden asettamien selvitysja tutkimustarpeiden tyydyttämiselle. Tutkimusohjelman tavoitteisiin on kuulunut myös kotimaisista ja kansainvälisistä tutkimuksista saadun tiedon levittäminen sekä uusien asiantuntijoiden kouluttaminen. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi keskeisiä menetelmiä ovat olleet: pitkäjänteiset tutkimussuunnitelmat, joiden sisältöä tarkistetaan vuosittain tukiryhmissä mukana kaikki ydinturvallisuussektorin organisaatiot ja kunkin alan asiantuntijoita tukiryhmän kokouksissa raportoidaan myös ohjelmaan kuulumattomista alan kansainvälisistä hankkeista, joihin Suomi osallistuu sekä keskustellaan mihin kansainvälisiin hankkeisiin kannattaisi osallistua suositaan jatko-opintojen suorittamista ja toimitaan yhteistyössä yliopistojen ja korkeakoulujen kanssa tutkimusohjelmille tehdään säännöllisesti kansainvälinen arviointi, joiden tuloksia käytetään käynnissä olevien ohjelmien suuntaamiseen ja uusien suunnitteluun

16 JYT2001-ohjelmassa tehdään ydinjätehuoltoa koskevia tutkimuksia ja selvityksiä, jotka tukevat alan viranomaisten toimintaa. Viranomaiset valvovat ydinjätehuollon suunnittelua ja toteutusta sekä valmistelevat turvallisuusvaatimuksia. Viranomaiset muun muassa arvioivat ydinvoimayhtiöiden ja Posiva Oy:n esittämät tutkimusohjelmat ja teknilliset suunnitelmat sekä tarkastavat ydinjätehuollon taloudellista varautumista varten tehtävät kustannusarviot. JYT2001-ohjelman pääpaino on käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen liittyvissä kysymyksissä. Teknillisten ja luonnontieteellisten aiheiden lisäksi ohjelmassa tarkastellaan myös ydinjätehuoltoon liittyviä yhteiskunnallisia näkökohtia ja ympäristövaikutusten arviointimenettelyyn (YVA) liittyviä kysymyksiä 1.2.3 Teknologian kehityshankkeet Muun muassa voimayhtiöillä ja VTT:llä on käynnissä useita teknologiankehityshankkeita. Seuraavassa on näistä hankkeista esitelty ne, joille Tekes on myöntänyt tukea. Uuden sukupolven ydinvoimalat -teknologiaohjelma Tämän vuosina 1998 2001 toteutettavan ohjelman päätavoitteena on lisätä uuden sukupolven ydinvoimalaitosratkaisujen tuntemusta niiden taloudellisen kilpailukyvyn ja turvallisuuden jatkuvaksi arvioimiseksi. Tavoitteena on myös päästä vaikuttamaan uusien ydinvoimalaitosratkaisujen kehitystyöhön aikaisessa vaiheessa, sekä hankkia asiantuntemusta ja kehittää työkaluja mahdollisten uusien ydinvoimaloiden tehokkaaseen suunnitteluun ja rakentamiseen. Hankkeen yksi keskeinen tavoite on tukea opiskelijoiden ja tutkijoiden perus- ja jatko-opintoja sekä edistää kokeneempien asiantuntijoiden täydennyskoulutusta. Ohjelman laajuus oli vuonna 1999 noin 5 Mmk. Ohjelmassa kehitetään laskentamenetelmiä uuden sukupolven ydinvoimalaitosten suunnitteluun ja turvallisuuden arviointiin sekä teknisiä ratkaisuja uuden sukupolven ydinvoimalaitoksiin. Laskentamenetelmien ja tietokonemallien kehittäminen on välttämätöntä esimerkiksi tutkittaessa uusien ns. passiivisten turvajärjestelmien toimivuutta. Teknisten ratkaisujen kehityshankkeet toteutetaan tiiviissä yhteistyössä suomalaisten voimayhtiöiden sekä ulkomaisten reaktoritoimittajien kanssa. Teknologiaohjelman tavoitteena on tuottaa suomalaisille voimayhtiöille perustietoa, jota ne voivat hyödyntää selvittäessään edellytyksiä uuden ydinvoimaka-

pasiteetin rakentamiselle, sekä konkreettisia työkaluja auttamaan mahdollisen uuden laitoshankkeen tehokasta toteuttamista. Viranomaisille hanke tuottaa aineistoa uuden sukupolven ydinvoimalaitosten turvallisuusvaatimusten laadintaan. Ohjelman kautta sekä uudet että varttuneemmat tutkijat saavat uusia ja haastavia työtehtäviä. Tällä tavoin osaltaan varmistetaan, että ydinvoima-alan asiantuntemusta on saatavilla myös tulevaisuudessa. Rakenteellisen käyttöiän hallinta -hanke VTT Valmistustekniikka, TVO, Fortum ja Tekes käynnistivät keväällä 1999 nelivuotiseksi tarkoitetun teollisuusvetoisen tutkimusprojektin Rakenteellisen käyttöiän hallinta, XVO. Projektin budjetti on suuruusluokaltaan 3 4 Mmk vuodessa. Tavoitteena on nykyisten ydinvoimalaitosyksikköjen ja muiden pääomavaltaisten prosessien käytettävyyttä rajoittavien materiaali- ja rakenneteknisten tekijöiden selvittäminen ja systemaattinen hallinta siten, että tulosten perusteella voidaan varmistaa mahdollisuudet jatkaa Loviisan laitosten käyttölupaa, ennakoida esteet Olkiluodon laitosten jatkuvalle käytölle, välttää ylimääräisiä seisokkeja, ja siirtää kehitettyä teknologiaa suomalaisen teollisuuden hyödynnettäväksi. XVO-tutkimusprojektissa hyödynnetään aiempien ohjelmien ja nykyisen kansallisen tutkimusohjelman (RATU, FINNUS) tuloksia. Pääpaino on saavutetun tiedon soveltamisessa käytännön toimenpiteiden perustana. Vuonna 2000 projekti jaettiin kahteen osaan: osittain julkisrahoitteiseen tutkimusprojektiin (XVO) sekä voimayhtiöiden tilaamaan tuotekehityshankkeeseen (YKK). Jatkossa pyritään systemaattisesti laajentamaan julkisrahoitteiseen hankkeeseen kytkettyä teollisuuskonsortiota. Pääasiallisena sovellutuskohteena säilynee kuitenkin jatkossakin ydinvoima. Loppusijoituksen kehityshankkeet 17 Vuosina 1999 2001 Posivan loppusijoitus- ja kalliorakennustekniikan edelleen kehittämistä tukee Tekesin tuotekehitysprojekti. Projektissa kehitetään mm. loppusijoitustilojen ja muiden vaativien kalliotilojen suunnittelussa ja rakentamisessa tarvittavia tekniikoita ja ohjelmistoja sekä kalliolaboratoriotutkimusten tutkimusmenetelmiä ja laitteistoja. Projektin kustannukset olivat vuonna 1999 runsaat 4 miljoonaa markkaa.

18 Posiva ja Outokumpu Poricopper kehittävät Tekesin tuotekehitysprojektina kapselin valmistusmenetelmiä. Koeohjelmassa on aikaisemmin valmistettu suomalainen täysimittainen loppusijoituskapseli. Kapseli koostui pallografiittivalurautaisesta sisäosasta ja kuumavalssatusta kuparilevystä taivuttamalla ja hitsaamalla valmistetusta kuparivaipasta. Jatkossa tullaan valmistamaan loppusijoituskapselin saumaton lieriövaippa Vallourec&Mannesmann Tubes -putkitehtaalla Saksassa. FFUSION2-ohjelma FFUSION2-teknologiaohjelman tavoitteena on korkeatasoinen teknis-tieteellinen panos EU:n 5. t&k-puiteohjelman fuusioavaintoimintoon Suomea kiinnostavilla teknologia-alueilla. Teknologian kehittäminen tehdään tiiviissä yhteistyössä VTT:n eri yksiköiden, korkeakoulujen ja teollisuuden kanssa ja kohdistamalla voimavarat teollista kilpailukykyä edistäviin t&k-hankkeisiin. Lisääntyvä tietämys ja suuren kansainvälisen ohjelman tuoma teknologiansiirto monipuolistavat osaltaan Suomen osaamista korkean teknologian alueilla. Euroopan fuusio-ohjelman pitkän aikavälin tavoitteena on kehittää yhteistyönä turvallisia prototyyppireaktoreita, joilla luodaan pohja taloudellisesti kilpailukykyisille fuusiovoimaloille tulevaisuuden energiatarpeisiin. Osana EU:n ohjelmaa myös Suomen ohjelma tukee tämän yhteisen tavoitteen toteuttamista. Ohjelman teknologiavalinnoissa keskitytään panostusalueisiin, joilla on kiinnostavuutta myös fuusion ulkopuolisissa sovelluksissa. FFUSION2-ohjelman panostusalueita ovat plasmafysiikka, materiaalitutkimus, suprajohteet sekä kaukokäyttö- ja tarkastusjärjestelmät. Teollisuus osallistuu kaikkiin osa-alueisiin. FFUSION2-ohjelman kokonaisbudjetti vuosille 1999 2002 on noin 90 Mmk. Fuusioreaktoritutkimus käyttää paljolti samoja menetelmiä ja periaatteita kuin perinteinen ydinvoimatutkimus ja siten asiantuntijoiden siirtyminen näiden alojen välillä on suhteellisen helppoa. 1.3 Kansainvälinen yhteistyö 1.3.1 T&k-toiminta Ydinturvallisuustutkimuksen alueella voidaan kansainvälinen yhteistyö jakaa toimintojensa osalta kahteen osaan, konkreettisiin tutkimushankkeisiin osallistumisiin sekä olemassa olevan tiedon kokoamiseen ja levittämiseen. Suomelle tärkeim-

19 piä tutkimushankkeiden kansainvälisiä rahoittajia ovat EU:n t&k-ohjelmat sekä pohjoismaiden ydinturvallisuustutkimusorganisaatio, NKS. Lisäksi OECD:n ydinenergiajärjestön (NEA) puitteissa toteutetaan suuria ja kalliita koelaitteistoja vaativia tutkimusohjelmia. Muu kansainvälisten järjestöjen, kuten NEA:n ja Kansainvälinen ydinenergiajärjestön (IAEA), piirissä tehtävä työ on pääasiassa olemassa olevaan tietoon perustuvien yhteenvetojen laadintaa sekä tiedon levittämistä. EU Euroopan unionin vuonna 1999 alkaneen 5. tutkimuksen ja kehityksen (t&k) puiteohjelmassa on ydinvoimaloiden turvallisuustutkimuksella oma avaintoiminto Nuclear Fission. Tutkimus keskitetään neljään aiheeseen, nykyisten laitosten turvallisuus, polttoainekierron turvallisuus, tulevaisuuden järjestelmien turvallisuus ja tehokkuus sekä säteilysuojelu. Lisäksi osa rahoituksesta osoitetaan geneeriseen säteilysuojelututkimukseen. Avaintoimintoon kuuluu olennaisena osana myös tuki tutkijainvaihtoon sekä suurten tutkimuslaitteistojen avaamiseksi yhteisön tutkijoille. Ensimmäisellä hakukierroksella tähän osioon tuli erittäin vähän hakemuksia. NKS Yhteispohjoismainen ydinturvallisuustutkimus on organisoitu nelivuotisohjelmiksi, joista kuudes (1998 2001) on käynnissä. Ohjelma koostuu kahdesta laajahkosta alueesta turvallisuus ja säteilysuojelu (Säkerhet och Strålskydd, SOS) sekä valmiustoiminta ja seuraukset (Beredskab och Konsekvenser, BOK). Lisäksi ohjelmaan kuuluu horisontaalisena projektina turvallisuus- ja valmiustoiminnan tuki (Säkerhets- och Beredskabrelaterande Aktiviteter, SBA). Tutkimusohjelmaan ei kuulu tutkijainvaihtoa. NKS:n budjetti oli vuonna 1999 noin 6 miljoonaa markkaa, mistä Suomen osuus oli 1,8 miljoonaa markkaa. Tutkimusohjelman hankkeille on löydettävä rahoitusta muista lähteistä vähintään NKS-rahoituksen verran. OECD/NEA OECD:n ydinenergiajärjestöllä NEA:lla on edelleen tärkeä asema kansainvälisen yhteistyön koordinoinnissa. Ydinvoimalaitosten turvallisuustutkimukseen liitty-

20 västä työstä pääosa tehdään ydinlaitosten turvallisuuskomitean (CSNI), tiedekomitean (NSC) ja ydinturvaviranomaisten yhteistyökomitean (CNRA) alaisuudessa. Ydinjätehuoltoon ja loppusijoitukseen sekä ydinlaitosten käytöstäpoistoon liittyvää ydin- ja säteilyturvallisuustyötä tehdään ydinjätekomitean (RWMC) ja säteilysuojelukomitean (CRPPH) alaisuudessa. Lisäksi NEA:n Data Bank tarjoaa OECD:n jäsenmaiden tutkijoille ydinenergiatutkimukseen liittyviä laskentaohjelmistoja ja niiden käytössä tarvittavia laajoja tietokantoja. Samoin Data Bank säilyttää arvokkaita reaktorifysikaalisten ja termohydraulisten kokeiden tutkimusaineistoja. Data Bank varmistaa jakamiensa ohjelmistojen toimivuuden ja järjestää koulutusta niiden käytöstä. NSC järjestää säännöllisesti reaktorifysiikan kesäkoulun nuorille tutkijoille. Suomi on aktiivisesti osallistunut kansainvälisten standardiprobleemojen laskentaan ja tulosten vertailuun sekä erilaisia turvallisuuskysymyksiä tarkastelevien tilannearvioraporttien laadintaan. Koordinointityön lisäksi NEA organisoi myös sellaisia tutkimushankkeita, joiden toteuttaminen olisi yksittäisille jäsenmaille taloudellisesti vaikeaa. Tällä hetkellä Suomi osallistuu OECD:n Haldenja RASPLAV-projekteihin. On myös päätetty osallistua korkea palamaisen polttoaineen käyttäytymistä selvittelevään Cabri-hankkeeseen sekä termohydraulisia kokeita tekevään hankkeeseen. Halden-projekti on organisoitu kolme vuotta kestävinä ohjelmina. Nykyiseen vuonna 2000 alkaneeseen ohjelmaan kuuluu kolme aluetta, polttoaine-, materiaalija ihminen kone-järjestelmien tutkimus. Tähän mennessä suomalaisia tutkijoita on projektissa työskennellyt lähes 30. Jo pitkään jatkuneen käytännön mukaisesti Suomella on ollut kahden tutkijan kiintiö. Lähetettävät tutkijat ovat yleensä nuoria usein jatko-opintoja suorittavia henkilöitä. Halden-projektin osallistumiskustannukset, noin 2,5 miljoonaa markkaa vuodessa, on maksettu KTM:n kansainvälisten järjestöjen jäsenmaksujen momentilta. RASPLAV-projektissa tutkitaan vakavan reaktorionnettomuuden yhteydessä mahdollisesti syntyvän sydänsulan käyttäytymistä reaktoriastian pohjalla. Projekti käynnistettiin vuonna 1994 ja se päättyy vuonna 2000. Suomen osallistumisen ovat maksaneet voimayhtiöt. Tähän projektiin ei ole liittynyt tutkijoiden vaihtoa. RASPLAV-projektille ollaan käynnistämässä jatkohanketta nimeltään MASCA. Keskustelut vakavien reaktorionnettomuuksien ja termohydrauliikan kokeellisen tutkimisen organisoinnista NEA:n siipien suojassa toteutettavien ohjelmien muodossa ovat edenneet pitkälle. Kolme termohydrauliikka koelaitteistoa käsittävä ohjelma käynnistynee talvella 2000 2001. Ohjelmaan mukaan tulevien vakavien reaktorionnettomuuksien koelaitteistojen valinta on vielä syksyllä 2000 kesken.

21 IAEA Vaikka Kansainvälisen atomienergiajärjestön, IAEA:n merkitys Suomelle ydinlaitosten turvallisuustutkimuksen tiedonlähteenä on viime vuosina pienentynyt, on suomalaisia osallistunut sen eri työryhmiin sekä sen koordinoimiin tutkimusohjelmiin. Aktiivisimmin Suomi on osallistunut VVER-laitoksia käyttävien maiden yhteistyöhön. Toimintamuotoina ovat olleet laskennalliset testitehtävät, työryhmät ja vuosittainen tiedonvaihtosymposiumi. Kahdenvälinen yhteistyö Tärkeimmät kahdenväliset yhteistyökumppanit ovat Yhdysvaltain ydinturvallisuusviranomainen, USNRC, Ranskan ydinenergiakomissio, CEA, sekä Saksan ydinturvallisuusviranomainen, GRS. Perinteisesti USNRC on ollut merkittävä yhteistyökumppani, jonka kanssa tehtävän yhteistyön tuloksena on saatu käyttöön keskeisiä turvallisuustutkimuksen tietokoneohjelmia. Viime aikoina yhteistyö on kuitenkin EU-tutkimusohjelmiin osallistumisen ja USA:n pienentyneen panostuksen takia painottunut enemmän eurooppalaisten yhteistyökumppaneiden suuntaan. Kahdenvälisen yhteistyön ehkä merkittävin osa on ollut mahdollisuus lähettää nuoria tutkijoita työskentelemään laajoja tietokoneohjelmia kehittäviin tai suuria koelaitteistoja käyttäviin tutkimusryhmiin. Useissa tapauksissa vastaanottava organisaatio on osallistunut tutkijan palkkauskustannuksien kattamiseen. 1990-luvun alussa yli vuoden mittaisiin oleskelujaksoihin osallistui 2 3 nuorta tutkijaa vuosittain. Viime vuosina on kuitenkin ollut vaikeuksia löytää halukkaita lähtijöitä. 1.3.2 Muu kansainvälinen yhteistyö Suomalaiset voimayhtiöt ovat osallistuneet eurooppalaisten voimayhtiöiden European Utility Requirements (EUR) -yhteistyöhankkeeseen, jossa pyritään määrittelemään yhteiset uusien ydinvoimalaitoksien suunnitteluvaatimukset. Vaatimuksien yhtenäistämisellä tavoitellaan laitosten hankintaprosessin yksinkertaistamista ja sitä kautta kustannusten alentamista. Yhtenä hankkeeseen osallistumisen motiivina on ollut tarjota voimayhtiöiden asiantuntijoille haastavia tehtäviä sekä kouluttaa uusia asiantuntijoita. Ydinvoimalaitosten käyttäjien järjestö, WANO (World Assosiation of Nuclear Operators) perustettiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen ydinturvallisuuden

22 edistämiseksi. Maailman kaikki ydinvoimatuottajat kuuluvat omien aluekeskustensa kautta WANO:on, Loviisa Moskovan keskukseen ja Olkiluoto Pariisin keskukseen. WANO:n tavoitteena on levittää käyttökokemuksia ja sitä kautta parantaa laitosten turvallisuutta. Toiminta on organisoitu ohjelmiksi, joita ovat esimerkiksi käyttökokemus-, arviointi-, ammatillisen ja teknisen kehityksen sekä teknisen avun ohjelmat.

23 2 Tarvekartoitus Tarvekartoituksen lähtökohtana on selvittää kotimaisten ydinlaitosten turvallisen käytön vaatiman tietämyksen tarve. Selvityksen pääpaino on ydinvoimaspesifisten sektoreiden kartoituksessa. Ydinlaitosten suunnittelu ja turvallinen käyttö vaativat korkeatasoista osaamista muillakin sektoreilla, mutta niiden osalta riittävän tietämyksen tason säilyminen ei riipu yksinomaan ydinturvallisuusyhteisön toimenpiteistä. Tarkastelu kattaa tutkimuslaitosten, voimayhtiöiden ja viranomaisten tarpeet. Kartoituksessa on käytetty mahdollisimman paljon jo olemassa olevaa kotimaista ja kansainvälistä aineistoa. Tätä aineistoa on päivitetty ja muokattu Suomen tilannetta vastaavaksi eri toimijoiden edustajista koostuvissa pienryhmissä. Tarvekartoituksen tulokset on seuraavassa jaettu neljään kappaleeseen. Jaottelun tarkoituksena on jakaa aihepiiri kappaleisiin ja niiden alakappaleisiin siten, että jokainen alakappale voitaisiin hahmottaa asiantuntijuussektorina. 2.1 Voimalaitostekniikka Voimalaitosturvallisuuden osalta tarvekatsaus perustuu lähinnä kotimaisen julkisrahoitteisen FINNUS-ohjelman valmistelun yhteydessä koottuun materiaaliin sekä kesällä 1999 pidetyn strategiaseminaarin tuloksiin. Lisäksi on soveltuvin osin käytetty hyväksi kansainvälisiä tutkimustarveselvityksiä, joista merkittävin on OECD/ NEA:n valmisteilla oleva selvitys tutkimustarpeista OECD-maissa. Seuraavassa on voimalaitosturvallisuus jaettu kolmeen sektoriin; reaktorin toiminta, rakenteiden kestävyys ja laitoksen käyttö. 2.1.1 Reaktorin toiminta Tässä luvussa tarkastellaan reaktorin käytön kannalta tärkeitä tietoja ja taitoja normaalin käytön, käyttöhäiriöiden ja erilaisten onnettomuuksien aikana. Normaaliin käyttöön luetaan tässä yhteydessä kuuluvaksi käyttöiän hallintaan liittyviä toimia, kuten polttoaineen käytön tehostaminen ja kehittäminen. Normaaliin käyttöön ja varsinkin käyttöhäiriöihin olennaisesti kuuluva omista ja naapureiden virheistä oppiminen käsitellään laitoksen käyttö -luvussa. Erilaisten onnettomuustilanteiden

24 osalta tarkastelu keskittyy analyysi- ja suunnitteluvalmiuksien riittävyyden arviointiin. Reaktori ei säily käytön aikana ennallaan, vaan sen ominaisuudet muuttuvat jopa olennaisesti vuosittaisten vaihtolatausten yhteydessä ja myös käyttöjakson aikana polttoaineen palaessa. Käytäntö on osoittanut, että ydinvoimalaitosten taloudellisuutta pyritään jatkuvasti parantamaan polttoaineen palamaa lisäämällä eli ottamalla tietystä uraanimäärästä aiempaa enemmän energiaa. Tämä edellyttää polttoaineeseen rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia. Reaktorin turvallisuuden varmistaminen muutoksista huolimatta vaatii säännöllisesti toistettavia turvallisuusanalyysejä ja siis monipuolista eri tieteenalojen tietämyksen kattavaa osaamista. Reaktorin käytön kannalta tärkeimmät tieteenalat ovat reaktorifysiikka ja -dynamiikka, kokeellinen ja laskennallinen termohydrauliikka, polttoainetekniikka sekä vakaviin reaktorionnettomuuksiin liittyvä laitoksen fysikaalis-kemiallinen käyttäytyminen ja materiaalitekniikka. Keskeisinä työkaluina ovat tietokoneohjelmat, joiden mallien kelpoistamiseen tarvitaan suuret määrät kokeellista havaintoaineistoa. Ohjelmien laajuuden ja kelpoistamiseen tarvittavien koelaitteistojen kalleuden takia merkittävä osa kokeista ja ohjelmien kehitystyöstä tehdään kansainvälisenä yhteistyönä. Reaktorifysiikkaa ja -dynamiikkaa tarvitaan normaalikäytön aikana polttoaineen tehokkaan ja turvallisen käytön varmistamiseen. Korkeatasoisella tietämyksellä voidaan parantaa merkittävästi voimalaitosten polttoainetaloutta ja sitä kautta laskea tuotantokustannuksia. Reaktorifysiikalla ja -dynamiikalla on merkittävä rooli myös analysoitaessa voimalaitosten käyttäytymistä erilaisissa onnettomuustilanteissa. Reaktorifysiikan osaamista tarvitaan lisäksi laskettaessa rakenteiden kestävyyteen vaikuttavia säteilyannoksia sekä arvioitaessa polttoaineen kuljetuksien ja varastoinnin säteilysuojausta ja kriittisyysturvallisuutta. Nykyisin Suomessa oleva tietämys on tällä teoreettisesti vaativalla alalla hyvällä kansainvälisellä tasolla sekä palveluja on riittävästi tarjolla niin voimayhtiöiden kuin viranomaisten tarpeisiin. Triga-tutkimusreaktorilla on merkittävä rooli uusien asiantuntijoiden koulutuksessa. Asiantuntijoiden ikäjakauman takia saattaa 5 10 vuoden aikajänteellä tulla eteen tilanne, ettei tällä sektorilla ole ilman ennakoivia erityistoimenpiteitä riittävästi asiantuntijoita. Kokeellista ja laskennallista termohydrauliikkaa tarvitaan voimalaitoksen turvallisuusanalyysien laatimiseen sekä käytön aikana ilmenneiden ongelmien, kuten put-

25 kien säröytymisen, syiden selvittämiseen. Lisäksi termohydrauliikka muodostaa pohjan esimerkiksi vakavien reaktorionnettomuuksien aikana tapahtuvien ilmiöiden ymmärtämiselle. Laajan kansainvälisen yhteistyön tuloksena tämä sektori on saavuttanut sellaisen tietämyksen tason, ettei tällä hetkellä ole näköpiirissä akuutteja turvallisuuden parantamiseen liittyviä erityistarpeita. Kokeellinen tutkimustoiminta ja tietokonemallien kehittäminen on kuitenkin olennaista uusia asiantuntijoita koulutettaessa sekä edelleen parannettaessa laitosten turvallisuutta. Edistyneiden reaktoreiden uudentyyppisten turvajärjestelmien analysoinnissa on nähtävissä menetelmien kehitystarvetta. Lisäksi tutkimus- ja selvitysvalmiuksia tarvitaan yllättävien ongelmien varalle. Tällä hetkellä Suomessa tehtävän kokeellisen termohydrauliikan tutkimuksen laajuus yhdessä kansainvälisen yhteistyön kanssa on riittävä tyydyttämään niin tietokonemallien kehittäjien kuin myös voimayhtiöiden ja viranomaisten tarpeet. Samoin koelaitteistojen, kuten PACTEL, ympärille luodut koulutusjärjestelyt ovat riittäviä joskin täysin riippuvaisia tutkimustoiminnan jatkumisesta. Sama tilanne koskee laskennallisen termohydrauliikan tietämystä ja palvelujen saatavuutta. Tulevaisuudessa 5 10 vuoden aikajänteellä on kuitenkin nähtävissä merkittäviä uhkia, koska merkittävä osa ulkomaisia koelaitteistoja ollaan poistamassa käytöstä eikä uusien rakentamisesta ole suunnitelmia. Polttoainetekniikkaa tarvitaan tehostettaessa ja kehitettäessä polttoaineen käyttöä turvallisuusvaatimukset täyttävällä tavalla. Korkeapalamaisen polttoaineen ominaisuudet kuitenkin poikkeavat olennaisesti tuoreen polttoaineen ominaisuuksista. Tällä hetkellä Suomessa saatavilla olevaa tietämystä pyritään täydentämään kansainvälisen kokeellisen ja tietokoneohjelmien kehitystyön kautta. 5 10 vuoden kuluessa tällä sektorilla näyttäisi olevan tarvetta sekä tietämyksen että palvelujen määrän saatavuuden lievään lisäämiseen. Vakavissa onnettomuuksissa termohydrauliikan ja reaktorifysiikan osaamisen lisäksi tarvitaan mm. kemian ja aerosolitekniikan tietämystä arvioitaessa radioaktiivisten päästöjen määrää sekä analysoitaessa mahdollisen reaktorisulan koostumusta ja käyttäytymistä. Materiaali- ja lujuustekniikan tietämystä tarvitaan analysoitaessa vakavan reaktorionnettomuuden kulkua. Suomessa ei ole riittävästi joidenkin vakavien onnettomuuksien erityiskysymysten (esim. höyryräjähdykset) vaatimaa syvällistä asiantuntemusta. Tietämystason ja määrän voidaan arvioida olevan tyydyttävällä tasolla mahdollisista aukoista huolimatta. Vakavien onnettomuuksien harvinaisuudesta huolimatta niiden merkitys riskien kannalta voi olla merkittävä ja aihepiirin tietämyksen säilyttäminen on tärkeää. Suuri osa tutkimuksesta tehdään kansainvälisenä yhteistyönä. Ilman erityistoimia saattaa 5 10 vuoden kuluessa tämän sektorin palvelujen laadun ja määrän osalta ilmetä puutteita.

26 2.1.2 Rakenteiden kestävyys Tässä luvussa tarkastellaan rakenteiden kestävyyden kannalta tärkeitä tietoja ja taitoja lähtien siitä, että nykyisten laitosten käyttö jatkuu vielä useita vuosikymmeniä. Ydinvoimalaitoksen turvallisen ja taloudellisen käytön kannalta oleellista on, että käytettävyyttä rajoittavat tekijät tunnetaan ja että niiden vaikutukset turvallisuuteen voidaan luotettavasti ennakoida. Tähän tarvitaan erityisesti materiaali-, lujuus-, kunnonseuranta- ja tarkastustekniikoiden tuntemusta. Materiaali- ja lujuustekniikan tuntemus on keskeisessä asemassa pyrittäessä optimoimaan laitoksen turvallista ja taloudellista käyttöä. Tarvitaan tietämystä materiaalien ominaisuuksista ja ikääntymisestä käyttöolosuhteissa sekä todellisista kuormituksista. Esimerkiksi edellisessä kappaleessa kuvattua termohydrauliikan osaamista tarvitaan lämpötila- ja painevaihteluiden ja vastaavasti reaktorifysiikan hallintaa säteilyolosuhteiden arvioimiseksi. Materiaali- ja lujuustekniikkaa tarvitaan painetta kantavien ja erilaisten, myös teräsbetonisten, tukirakenteiden kestävyyden arvioinnin varmistamiseen. Tällä hetkellä metallien materiaalitekniikan tuntemus on Suomessa kansainvälistä huippuluokkaa, mutta säteilyn aiheuttaman (uudelleen) haurastumisen ja jännityskorroosion mekanismeja ei vielä kokonaan tunneta. Erilaisten palvelujen, niin laskennallisten analyysien kuin kokeellisten tutkimusten, saatavuus on tällä hetkellä riittävä. On kuitenkin nähtävissä, ettei kotimainen kysyntä pysty takaamaan palvelujen tason ja laajuuden säilymistä. Tiedollisten ja kokeellisten valmiuksien säilyminen on kotimaisen rahoituksen lisäksi osittain ulkomaisten toimeksiantojen varassa, mikä saattaa myös vääristää resurssien suuntaamista pitkällä tähtäimellä. Rikkomattomilla tarkastusmenetelmillä (NDT) on hyvin merkittävä rooli laitoksen turvallisessa käytössä. Keskeinen ongelma on menetelmien luotettavuus. Luotettavuutta voidaan parantaa olennaisesti kehittämällä tarkastajien ammattitaitoa ja käytettäviä menetelmiä, erityisesti automaatiota ja tiedonkäsittelyä. Suuri osa kehitystyöstä ja menetelmien luotettavuuden ja käyttökelpoisuuden varmistamisesta tehdään kansainvälisenä yhteistyönä. Tällä hetkellä tämän sektorin osaaminen on korkeatasoista ja palveluja on riittävästi saatavilla. 2.1.3 Laitoksen käyttö Tässä luvussa tarkastellaan laitosten käytön kannalta tärkeitä tietoja ja taitoja lähtien siitä, että laitosten käyttövarmuus pidetään nykyisellä korkealla tasolla niiden

27 käyttöiän loppuun asti. Tarkasteltavia alueita ovat paloturvallisuus, inhimilliset tekijät ja organisaatio, ohjelmoitava automaatio, riskianalyysimenetelmien kehitys. Tulipalot edustavat merkittävää osaa vakavien onnettomuuksien syistä. Paloturvallisuustutkimusta tarvitaan ensinnäkin tulipalojen ja niiden vaikutusten vähentämiseksi, mutta myös todennäköisyyspohjaisten turvallisuusanalyysien laadun parantamiseen. Tulevaisuudessa syntyy myös uusia tutkimustarpeita esimerkiksi uusien automaatiojärjestelmien käyttöönoton myötä. Tällä hetkellä tutkimuspalvelujen saatavuus ei vastaa tarpeita. Samoin tulevaisuudessa on nähtävissä palvelujen saatavuusongelmia ilman erityistoimenpiteitä. Alan osaaminen on erittäin keskittynyttä, jolloin pienetkin henkilövaihdokset voivat romahduttaa osaamisen. Turvallisuuden ja käyttövarmuuden turvaamiseksi on tärkeää, että henkilöstön pätevyyttä ja organisaation toimintatapoja kehitetään jatkuvasti. Ensimmäisiä sovelluksia ovat esimerkiksi olleet operaattoreiden pätevyyden arviointi ja parantaminen sekä heidän työympäristönsä kehittäminen. Tällä hetkellä tutkimuspalvelujen saatavuus vastaa tarpeita. Tulevaisuudessa tämän alueen palvelujen kysyntä saattaa nousta. Kehityshankkeet ovat pitkäjänteisiä, joten palvelujen saatavuuteen voidaan tarvittaessa erityistoimenpitein vaikuttaa. Alan osaaminen on tällä hetkellä keskittynyttä, jolloin pienetkin henkilövaihdokset voivat romahduttaa osaamisen. Nykyisten laitosten automaatiojärjestelmät perustuvat analogiseen teknologiaan, jonka käytöstä muu teollisuus on jo lähes luopunut. Lähitulevaisuudessa voimayhtiöiden on teknisistä syistä siirryttävä käyttämään ohjelmoitavaa automaatiota myös turvallisuuden kannalta tärkeissä järjestelmissä. Vaikka ohjelmoitavaa automaatiota käytetään laajasti muussa teollisuudessa ei tätä tietämystä tiukempien turvallisuusvaatimusten takia voida ilman merkittäviä lisätarkasteluja suoraan soveltaa ydinvoimalaitoksiin. Palvelujen saatavuudessa on vaikeita ongelmia, koska alan tietäjistä on suuri pula. Tulevaisuudessa alue vaatii erityistoimenpiteitä, jotta tarvittavia palveluja olisi niin viranomaisten kuin voimayhtiöiden saatavilla. Luotettavuus- ja riskianalyysimenetelmiä (PSA) käytetään laajasti ydinvoimalaitosten turvallisuutta uhkaavien alkutapahtumien ja mahdollisten laitevikojen kartoitukseen sekä sydänvaurioiden todennäköisyyden arviointiin. Tällä hetkellä sovellukset kuitenkin kattavat vain osan tavoitelluista käyttöalueista. PSA:n käytön laajentamisella katsotaan saavutettavan parannusta niin voimalaitoksen turvallisuuteen kuin talouteenkin. PSA-menetelmien käyttö (ns. tason 1 ja 2 PSA) pohjautuu edellisissä reaktorin toiminta ja rakenteiden kestävyys -kappaleissa esitettyyn tietämykseen. Tällä hetkellä luotettavuus ja riskianalyysin palveluja on yleisesti ot-

28 taen riittävästi saatavilla. Tulevaisuuden haasteena voidaan pitää miten onnistutaan yhdistämään ydinenergiasektorin ja muun teollisuuden tarpeet tällä alueella, sillä muuten palvelujen riittävässä saatavuudessa kotimaasta voi tulla ongelmia. 2.2 Ydinjätehuolto Ydinjätehuollon tietämystarpeiden tarkastelu rajoitetaan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen liittyviin turvallisuuskysymyksiin, koska matala- ja keskiaktiivisen jätteen käsittely, varastointi ja loppusijoittaminen ovat jo vakiintunutta toimintaa. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen varsinaisen käytön osalta tietämys on pitkälti olemassa käytetyn ydinpolttoaineen välivarastoinnin ansiosta ainakin niin kauan kuin ydinvoimalaitoksia on käytössä. Tämän tietämyksen säilyminen voi kyseenalaistua noin 10 20 vuoden kuluttua ydinvoiman käytön mahdollisesta loppumisesta. Osaksi ydinjätehuoltoa lasketaan yleensä myös käytöstäpoisto ja se tulee aikanaan edellyttämään osin sellaista tekniikkaa, josta Suomessa ei ole toistaiseksi kokemuksia. Toisaalta tekniikkaa ja osaamista on saatavissa muualta Euroopasta ja aikaa lisävalmiuksien kehittämiseen on verraten runsaasti. Loppusijoitushanke on luonteeltaan poikkeuksellisen pitkäkestoinen ja tarvittavan tietämyksenkin painopisteet muuttuvat, joskin turvallisuuden arvioinnilla on kaikissa suunnitteluvaiheissa keskeinen osuus. Kokonaiskäsitys loppusijoituksen turvallisuudesta saadaan monitieteellisten turvallisuusanalyysien kautta. Monialainen ja vaativa turvallisuusanalyysi edellyttää eri aloja edustavien kokeneiden asiantuntijoiden pitkäjänteistä yhteistyötä. Insinöörigeologian ja kalliorakentamisen rooli kasvaa tulevaisuudessa. Geofysiikan käyttö tulee olemaan entistä merkittävämmässä asemassa mm. loppusijoitustilojen tarkkailussa. Lisäksi voivat nousta entistä tärkeämmiksi myös jo loppusijoitetun ydinpolttoaineen palautettavuuden ja pitkäaikaisvalvonnan vaatimukset ja näiden vaatimusten heijastuminen monipuolisen mittaustekniikan hallintaan. Tulevaisuudessa geotieteissä osaamisen taso, alan tutkimus ja koulutus sekä palvelujen riittävyys näyttävät pääpiirteissään tyydyttävän loppusijoitushankkeen tarpeet. Toisaalta insinöörigeologian ja kalliorakentamisen koulutusjärjestelyt ja koulutuksen sisältö luontaisesti muotoutuvat merkittävässä määrin siviilirakentamisen, kaivostoiminnan ja ympäristötekniikan tarpeiden pohjalta. Tällöin näiden tausta-alojen kehityssuunnista johtuvat mahdolliset muutokset varsinkin jatkokou-

29 lutuksen sisällössä ja resursseissa voivat tulevaisuudessa vaikeuttaa kansallisten tutkimus- ja kehityspalvelujen saatavuutta. Kansainvälinen yhteistyö ja toimivat yhteistyöverkostot ovat näin ollen tulevaisuudessakin tärkeitä. Loppusijoituksen turvallisuudelle on ratkaisevaa geologisten olosuhteiden lisäksi teknisten vapautumisesteiden (mm. rauta-kuparikapseli ja bentoniittisavi) toimivuus. Vapautumisesteiden toimintakyvystä varmistuminen edellyttää vielä syvällisen tiedon hankkimista niiden materiaaliominaisuuksista ja käyttäytymisestä loppusijoitusolosuhteissa. Tähän tarvitaan vaativia laboratoriokokeita ja luonnonanalogiatutkimuksia ja tutkimus tapahtuu suurelta osin kansainvälisinä yhteishankkeina. Kaiken kaikkiaan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitushankkeessa tarvittavassa asiantuntemuksessa ja palvelujen saatavuudessa ei tällä hetkellä ole merkittäviä puutteita, joskin resurssipohja on varsin ohut. Jatkossa loppusijoitushankkeen eri osa-alueiden vaatimaa perusosaamista tullee olemaan käytettävissä. Loppusijoittamisen kokonaishallinnan ja turvallisuuden vaatima kokonaisnäkemys ja kokemus edellyttävät säilyäkseen kuitenkin jatkuvuutta. Ainakin osittain osaamista voidaan ylläpitää kansainvälisten tutkimushankkeiden kautta ja asiantuntijapalveluita hankkia ulkomailta, mm. Ruotsista. Toisaalta osaamisen hankittavuus ulkomailta luonnollisesti edellyttää ulkomaisten ydinjätehuollon ohjelmien etenemistä ja osaamisen säilymistä. Joka tapauksessa asiantuntemuksen olemassa olon takaamiseksi monialainen kansainvälinen yhteistyö lienee kaikkien osapuolten etujen mukaista. 2.3 Säteilysuojelu ja onnettomuusvalmius Säteilysuojeluosaamista tarvitaan ydinlaitosten käytön yhteydessä turvallisten työskentelyolosuhteiden järjestämiseen ja radioaktiivisten aineiden pidättämiseen niille tarkoitetuissa ympäristöstä erotetuissa paikoissa. Tähän sisältyy myös kyky mitata luotettavasti ihmisten saamia säteilyannoksia sekä radioaktiivisten aineiden pitoisuuksia ja säteilyn voimakkuutta. Lisäksi tarvitaan tietoa tilojen ja laitteiden puhdistusmenetelmistä, säteilysuojauksen suunnittelusta ja tietoa siitä, miten ympäristöön päässeet radioaktiiviset aineet kulkeutuvat ilmakehässä, vesistöissä, maaperässä ja biosfäärissä. Päästöjen ja niistä ympäristölle ja ihmisille aiheutuvan haitan välisen yhteyden selvittämiseksi on osattava laatia ja käyttää matemaattisia malleja, joilla tutkitaan radioaktiivisten aineiden kulkeutumista ja eri altistusreittien kautta aiheutuvia säteilyannoksia. Ydinjätehuollossa puolestaan korostuu radioaktiivisten aineiden pidättymistä ja kallio- ja maaperässä kulkeutumista kos-