Loppusijoituslaitoksen normaalikäytön. käyttöhäiriöiden ja onnettomuustilanteiden

Työraportti 99-17 Loppusijoituslaitoksen normaalikäytön. käyttöhäiriöiden ja onnettomuustilanteiden määritys päästö- ja annoslaskentaa varten Tapani Kukkola Maaliskuu 1999 POSIVA OY Mikonkatu 15 A, FIN-00100 HELSINKI, FINLAND Tel. +358-9-2280 30 Fax +358-9-2280 3719

Työraportti 99-1 7 Loppusijoituslaitoksen normaali käytön, käyttöhäiriöiden ja onnettomuustilanteiden määritys päästö- ja annoslaskentaa varten Tapani Kukkola Fortum Engineering Oy Maaliskuu 1999 Pasivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.

Ty ö r a p o r t t i 9 9-1 7 Loppusijoituslaitoksen normaalikäytön, käyttöhäiriöiden ja onnettomuustilanteiden määritys päästö- ja annoslaskentaa varten Tapani Kukkola Maaliskuu 1999

1 (1) Fortum 1JZ~ ENK/T Kukkola 7.4.1999 YDIN-A6-836 Jakelu: Tarkastaja, pvm \--- t- /,-Q <b lt' q 9 Korvaa Avainsanat LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN NORMAALIKÄ YTÖN, KÄYTTÖHÄIRIÖIDEN JA ONNETTOMUUSTILANTEIDEN MÄÄRITYS PÄÄSTÖ- JA ANNOSLASKENTAA VARTEN TIIVISTEL MÄ Loppusijoituslaitoksessa säteilynalaista työtä tehdään kapselointilaitoksessa sekä kapseleiden loppusijoituksessa. Säteileviä kappaleita käsitellään kapselointilaitoksessa ja loppusijoitustiloissa kauko-ohjatusti säteilysuojatuissa tiloissa. Normaalikäytössä polttoaineen kuljetussäiliöiden vastaanotto aiheuttaa suurimmat henkilöstön säteilyannokset. Kuumakammion laitteiden huollot ja siivous aiheuttavat myös henkilöstön säteilyannoksia kapselointilaitoksen normaalikäytössä. Käytetyn polttoaineen normaalissa kuljetuksessa loppusijoituslaitokseen ja käsittelyssä kuumakammiossa saattaa pieni määrä polttoainesauvoja menettää tiiveytensä ja alkaa vuotaa. Pieni määrä polttoainesauvoja on menettänyt tiiveytensä jo ennen kuljetusta. Polttoainenippujen ja kanavien ulkopinnoilta voi myös irrota pinnoille kiinnittyneitä radioaktiivisia aineita, crudia. Häiriöistä todennäköisimpiä ovat erilaiset polttoainenippujen kolhimiset kuumakammiossa. Pahin onnettomuustilanne on polttoaineen kuljetussäiliön putoaminen kuljetussäiliön siirtokäytävään. Tilanteen korjaaminen vaatii erikoistoimenpiteitä. F ortum Engineering Oy Rajatorp<mtie 8, Vantaa 01019 IVO Puhelin(09) 856 1567 Faksi (09) 85614451,566 8204 http://ivope.ivo.fi Ly 0477940-2 kmro 299 406 Kotipaikka Helsinki

FINAL DISPOSAL PLANT, NORMAL OPERATION, DISTURBANCES AND ACCIDENT CASES FOR RELEASE AND DOSE CALCULATIONS ABSTRACT The radiation dose risks in the final disposal plant are involved with the works in the encapsulation plant and in disposal of the fuel canister at the final repository. Radioactive materials are handled remote controlled. The personnel will work in shielded places protected from radioactivity. The main parts of the personnel doses are caused in normal operation in the receiving of the spent fuel canisters. Also maintenance and repair work of the hot cell equipment and cleaning of the hot cell are also causing personnel doses in normal operation. During the spent fuel transport to the final disposal plant and during fuel handling in the hot cell the fuel pins could loose their tightness and the fuel pins could start to leak. The small amounts of the fuel pins have already loosed their tightness before the transport. On the outer surfaces fixed radioactive materia!, crud can also be loosed from the fuel pins and from the fuel channels. Most probable disturbances are dealing with the fuel handling errors in the hot cell. The fuel assemblies could be collided by different ways when handled in the hot cell. The most serious accident is the spent fuel cask drop accident in the spent fuel cask transfer corridor. Special arrangements are needed in the accident management. Keywords: spent fuel disposal, encapsulation facility, final disposal facility

LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN NORMAALIKÄ YTÖN, KÄYTTÖHÄIRIÖIDEN JA ONNETTOMUUSTILANTEIDEN MÄÄRITYS PÄÄSTÖ- JA ANNOS LASKENTAA VARTEN TIIVISTEL MÄ Loppusijoituslaitoksessa säteilynalaista työtä tehdään kapselointilaitoksessa sekä kapseleiden loppusijoituksessa. Säteileviä kappaleita käsitellään kapselointilaitoksessa ja loppusijoitustiloissa kauko-ohjatusti säteilysuojatuissa tiloissa. Normaalikäytössä polttoaineen kuljetussäiliöiden vastaanotto aiheuttaa suurimmat henkilöstön säteilyannokset. Kuumakammion laitteiden huollot ja siivous aiheuttavat myös henkilöstön säteilyannoksia kapselointilaitoksen normaalikäytössä. Käytetyn polttoaineen normaalissa kuljetuksessa loppusijoituslaitokseen ja käsittelyssä kuumakammiossa saattaa pieni määrä polttoainesauvoja menettää tiiveytensä ja alkaa vuotaa. Pieni määrä polttoainesauvoja on menettänyt tiiveytensä jo ennen kuljetusta. Polttoainenippujen ja kanavien ulkopinnoilta voi myös irrota pinnoille kiinnittyneitä radioaktiivisia aineita, crudia. Häiriöistä todennäköisimpiä ovat erilaiset polttoainenippujen kolhimiset kuumakammiossa. Pahin onnettomuustilanne on polttoaineen kuljetussäiliön putoaminen kuljetussäiliön siirtokäytävään. Tilanteen korjaaminen vaatii erikoistoimenpiteitä. Avainsanat: käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus, kapselointilaitos, loppusijoituslaitos

1 LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN NORMAALIKÄ YTÖN, KÄYTTÖHÄIRIÖIDEN JA ONNETTOMUUSTILANTEIDEN MÄÄRITYS PÄÄSTÖ- JA ANNOSLAS KENTAA VARTEN SISÄLLYSLUETTELO 1 YLEISTÄ... 2 1.1 Loppusijoituksen säteilyturvallisuuden suunnitteluperusteet... 2 1.2 Tarkastelun rajaus... 2 1.3 Tapausten määrittely... 3 1.4 Tarkastelutapa... 3 2 NORMAALIKÄYTTÖ... 5 2.1 Polttoaineen vastaanotto... 5 2.2 Toimenpiteet kuumakammiossa... 6 2.3 Kapselin kannen hitsaus, tarkastukset ja välivarastointi... 8 2.4 Kapselin siirto loppusijoitustilaan ja kapselin loppusijoitus... 8 2.5 Määräaikaishuollot, normaali kunnossapito ja siivous... 8 3 KÄYTTÖHÄIRIÖT... 9 3.1 Välittömästi annoksia synnyttävät käyttöhäiriöt... 9 3.1.1 Virheellinen toiminta... 9 3.1.2 Laiteviat... 10 3.2 Muut käyttöhäiriöt... 11 3.2.1 Kapselointi- ja loppusijoitusprosessin häiriöt... 11 3.2.2 Viallisen polttoaineen kapselointi... 12 3.2.3 Tehonmenetys rajoitetuksi ajaksi... 13 3.2.4 Tulipalot... 13 3.2.5 Tulvat ja vesivuodet... 14 4 ONNETTOMUUSTILANTEET... 15 4.1 Polttoaineen käsittelyonnettomuudet... 15 4.1.1 Polttoaineen kuljetussäiliön putoaminen... 15 4.1.2 Kuljetussäiliön kannen putoaminen kuumakammiossa... 15 4.1.3 Polttoainenipun putoaminen kuumakammiossa... 15 4.1.4 Loppusijoituskapselin putoaminen... 16 4.1.5 Kapselihissin pettäminen... 16 4.1.6 Kapselin putoaminen loppusijoitusreikään... 17 4.2 Ulkoiset tapahtumat... 17 4.2.1 Pienlentokoneen törmäys... 17 4.2.2 Maanjäristys... 18 4.3 Putkien ja säiliöiden rikkoutuminen... 18 4.4 Polttoaineen lämmönsiirron menetys ja ylikuumeneminen... 18 4.5 Räjähdysonnettomuudet loppusijoitustilassa... 19 4.6 Loppusijoitustunnelin sortuma... 19 4. 7 Kriittisyysonnettomuus... 19 5 VIITTEET... 20 6 LIITETAULUKOT... 21

2 1 YLEISTÄ Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen suunnittelussa varaudutaan normaalin käyttötoiminnan lisäksi käyttöhäiriöihin ja onnettomuustilanteisiin. Raportin tarkoituksena on identifioida ja kuvata loppusijoituksen riskialttiit kohdat. Raportti on tarkoitettu loppusijoituslaitoksen säteilyannostarkastelujen perustaksi VTT/ENE:lle. Raportti on myös osa loppusijoituslaitoksen esisuunnitelmaa. 1.1 Loppusijoituksen säteilyturvallisuuden suunnitteluperusteet Loppusijoituslaitoksen suunnittelussa lähdetään luonnollisesti siitä, että henkilöstön ja ympäristön säteilyaltistus pidetään niin alhaisena kuin käytännöllisin toimenpitein on mahdollista. Viitteessä [ 1] esitetään: "Loppusijoituslaitoksen käytöstä ei saa aiheutua työntekijöiden tai väestön terveyttä vaarantavia säteilyhaittoja, eikä vahinkoa ympäristölle ja omaisuudelle". "Laitoksen käytön ollessa häiriötöntä, radioaktiivisten aineiden päästöt ympäristöön jäävät merkityksettämän pieniksi". "Odotettavissa olevien käyttöhäiriöiden seurauksena väestön eniten altistuville yksilöille aiheutuva efektiivinen vuosiannos ei ylitä arvoa 0,1 millisievertiä (msv)". "Oletetun onnettomuuden seurauksena väestön eniten altistuville yksilöille aiheutuva efektiivinen vuosiannos ei ylitä arvoa 1 msv". Samassa viitteessä [1] käsitteet määritellään seuraavasti: "Odotettavissa olevalla käyttöhäiriönä tarkoitetaan käyttövaiheen aikaista turvallisuuteen vaikuttavaa tapahtumaa, joka sattuu keskimäärin harvemmin kuin kerran vuodessa, mutta jolla on huomattava todennäköisyys sattua ainakin kerran käyttöjakson aikana". "Oletetulla onnettomuudella tarkoitetaan käyttövaiheen aikaista turvallisuuteen vaikuttavaa tapahtumaa, jolla on vain vähäinen todennäköisyys sattua käyttöjakson aikana". 1.2 Tarkastelun rajaus Raportissa tarkastellaan loppusijoituslaitoksen normaalia käyttöä, käyttöhäiriöitä ja onnettomuustilanteita siltä osin kuin ne liittyvät säteilyturvallisuuteen. Tämä rajaa tarkastelun kapselointilaitokseen ja käytetyn polttoaineen loppusijoitustiloihin. Tässä yhteydessä ei tarkastella tarkemmin sellaisia käyttöhäiriöitä ja onnettomuustilanteita, joissa ei synny aktiivisuuspäästöjä tai henkilöstö ei saa ylimääräisiä säteilyannok Sla.

3 Normaalikäytössä säteilynalaisinta työtä on polttoaineen kuljetussäiliöiden vastaanotto. Myös kuumakammion laitteiden huolto ja korjaus sekä siivous aiheuttavat henkilöstön säteilyannoksia normaalikäytössä. Normaalikäytössä laitoksesta ei pääse merkittävässä määrin radioaktiivisia aineita ympäristöön. Käyttöhäiriöissä ja onnettomuustilanteissa radionuklideja voi päästä enemmän ympäristöön. Päästöt aiheuttavat säteilyannoksia laitoksen ulkopuolella. Laitoksen käyttöhenkilökunta voi saada suunnittelemattornia säteilyannoksia käyttöhäiriöiden ja onnettomuuksien seurauksena. Polttoainetta kapselointilaitokselle tuovan kuljettajan vastuuraja ulottuu kapselointilaitoksen käytetyn polttoaineen vastaanottotilan ulko-oveen. Oven sisäpuolella polttoaineen käsittelyvastuu kuuluu kapselointilaitoksen henkilöstölle. Loppusijoituslaitoksen turvajärjestelyjä ei käsitellä tässä yhteydessä. 1.3 Tapausten määrittely Käyttöhenkilöstölie sallitaan samanlaiset vuosiannokset kuin ydinvoimalaitoksen käyttöhenkilöstölle. Käyttöhäiriössä ei oletetatapahtuvan suuria polttoainevaurioita ja aktiivisuuspäästöjä. Käyttöhäiriö voidaan palauttaa lyhyessä ajassa normaaliksi käyttötilanteeksi. Palautuksen yhteydessä laitoksen käyttöhenkilökunta voi saada säteilyannoksia, mutta laitoksen ulkopuolelle ei vuoda merkittäviä määriä aktiivisuutta. Käyttöhäiriöt jaetaan kahteen kategoriaan sen mukaan, miten akuutit häiriön seurausvaikutukset ovat. Käyttöhäiriöt voivat aiheutua virheellisestä, ohjeitten vastaisesta toiminnasta tai sitten erilaisista laitevioista. Tässä tarkastelussa myös tulipalot katsotaan käyttöhäiriöiksi. Käyttöhäiriönä ei tarkastella tilannetta, jossa polttoainesauva alkaa vuotaa polttoainetta kapselointilaitokselle normaalisti kuljetettaessa tai polttoainetta kapselointilaitoksella normaalisti käsiteltäessä. Polttoaineen poikkeuksellinen kolhiminen ohjeiden vastaisen toiminnan tai laitevikojen seurauksena katsotaan kuitenkin käyttöhäiriöksi. Onnettomuudet aiheutuvat vakavista laitevioista tai poikkeuksellisista ulkoisista tapahtumista. Joissain tilanteissa virheellinen suunnitelma voi aiheuttaa onnettomuuden. Onnettomuustilanteiden seurauksena saattaa syntyä suuria polttoainevaurioita ja aktiivisuuspäästöjä. Aktiivisuutta voi päästä myös laitoksen ulkopuolelle merkittäviä määriä. Laitoksen ulkopuolella ihmiset voivat saada säteilyannoksia. Onnettomuuden jälkeen laitoksen toiminta seisahtuu lyhyemmäksi tai pidemmäksi aikaa. Laitos pyritään suunnittelemaan siten, että käyttövirhe ei aiheuta onnettomuutta. 1.4 Tarkastelutapa Seuraavassa kuvataan lyhyesti loppusijoituslaitoksen normaalikäytön säteilynalaista

4 työtä sekä arvioidaan ja kuvataan ne käyttöhäiriöt ja onnettomuustilanteet, joissa käyttöhenkilöstö voi saada ylimääräisiä säteilyannoksia tai joissa voi syntyä päästöjä laitoksen ulkopuolelle. Normaalikäyttö, käyttöhäiriöt ja onnettomuustilanteet pyritään erittelemään polttoaineen käsittelyjärjestyksessä. Tarkastelussa on otettu huomioon viite [2] sekä kapselin että kapselointiprosessin muuttuneet suunnitelmat.

5 2 NORMAALIKÄYTTÖ 2.1 Polttoaineen vastaanotto Polttoaineen kuljetussäiliöt tuodaan kapselointilaitokselle sääsuojatuissa kuljetusajoneuvoissa. Kuljetussäiliöiden vastaanottotilassa sääsuoja pestään ja avataan. Sääsuoja pestään painepesurilla, jossa on roiskeveden kerääjä. Vastaanottotilassa huuhteluvesi voidaan johtaa normaaliin lattiaviemäröintiin. Tämän jälkeen kuljetussäiliön iskunvaimentimet poistetaan ja kuljetussäiliö nostetaan joko väli varastoitavaksi kuljetussäiliöiden vastaanottotilaan tai sitten kuljetussäiliö lasketaan tasolle -7,20 kuljetussäiliön siirtokäytävään. Polttoainenipuista saattaa karista crudia (aktiivista metallikarstaa) kuljetussäiliöön. Kuljetussäiliön sisäpinta pestään tarvittaessa KP A-varastossa, jossa on valmiit pesulaitteet ja jätteen käsittelyjärjestelmät Kuljetussäiliö palautetaan siihen KP A-varastoon, josta kuljetussäiliö on lähetetty. Kapselointilaitokseen tehdään varaus kuljetussäiliön sisäpinnan pesulaitteille. Vastaanottotilassa kuljetussäiliölle tehdään säteilytaso-ja pintakontaminaatiomittaukset. Kuljetussäiliön pintakontaminaation ylittäessä sallitut rajat kuljetussäiliö lasketaan kuljetussäiliön siirtokäytävään pestäväksi. Kuljetussäiliön siirtokäytävä on valvonta-aluetta ja huuhteluvesi käsitellään aktiivisena vetenä. Jos osoittautuu, että kuljetusajoneuvon kuljetusalusta on myös kontaminoitunut matkan aikana, niin tällöin kuljetusalusta pestään ennen kuljetusajoneuvon takaisin lähettämistä. Kuljetussäiliön vastaanottotilan viemäröinti kytketään tällöin valvonta-alueen viemäröintiin kuljetusalustan pesun ajaksi. Kuljetussäiliön siirtokäytävässä kuljetussäiliön sisätilan kaasusta otetaan näytteet, jotta voidaan todeta, ovatko polttoainesauvat säilyneet ehjänä kuljetuksen aikana. Samassa yhteydessä kuljetussäiliön ylipaine tasataan. Polttoainetta kuljetetaan kuivana kuljetussäiliöissä. Kuivakuljetuksessa kuljetussäiliön ulkopinnan lämpötila on noin 60-70 C ja säiliön sisällä polttoaineen ja tukikorin lämpötila on korkeintaan noin 370 C. Kuljetussäiliössä olevan polttoaineen ja tukikorin yhteinen massa on enimmillään noin 50 tonniaja lämmöntuotto 10,5 kw. Ilmalla (tai typellä) ei kuljetussäiliötä voida käytännössä jäähdyttää, koska säiliöön varastoitunut lämpömäärä ja polttoaineen lämmöntuotto ovat liian suuria. Kuljetussäiliöön ei voida tehdä riittävän suuria aukkoja ilmajäähdytystä varten. Suljetun kuljetussäiliön sisätila voidaan jäähdyttää käytännössä vain nesteellä. Jos osoittautuu, että kuljetussäiliötä ei voida avata kuumana, niin tällöin polttoaine on syytä kuljettaa KP A-varastosta märkäsiirtona, jolloin lämpötila kuljetussäiliössä ei missään vaiheessa nouse yli 100 asteen. Kapselointilaitoksella tarvitaan tällöin teknisiä vesi prosesseja, joille tehdään varaus.

6 Kuljetussäiliön siirtokäytävässä kuljetussäiliön ulomman suojakannen pultit irrotetaan ja suojakansi poistetaan. Kuljetussäiliön säteilysuojakannen pultit irrotetaan ja kuljetussäiliö nostetaan kuumakammion telakointiasemaan. Kuljetussäiliö telakoidaan tiiviisti kuumakammioon. Kuumakammiossa telakointiaseman suojakansi avataan ja kuljetussäiliön säteilysuojakansi nostetaan pois. Suojakansi nostetaan säteilysuojakannen päälle estämään mahdollista kontaminoitumista. Polttoaineniput poistetaan kuljetussäiliöstä kapselointiprosessiin. Kun kaikki polttoaineniput on poistettu kuljetussäiliöstä, niin kuljetussäiliö voidaan irrottaa telakoinnista. Telakointiaseman suojakansi nostetaan pois kuljetussäiliön säteilysuojakannen päältä ja kuljetussäiliön säteilysuojakansi asetetaan paikalleen kuljetussäiliön päälle. Kuumakammio suljetaan nostamalla telakointiaseman suojakansi paikoilleen. Kuljetussäiliö voidaan irrottaa kuumakammion telakoinnista. Kuumakammiossa kuljetussäiliön säteilysuojakansi saattaa lievästi kontaminoitua, vaikka kuumakammiossa säteilysuojakannen päällä on ollut suojakansi. Kuljetussäiliön säteilysuojakannen kontaminaatio mitataan. Jos kontaminaatiota havaitaan, niin kuljetussäiliön kansi dekontaminoidaan huuhtelemaila säiliö päältäpäin vedellä. Pesujärjestelmä luokitellaan aktiiviseksi järjestelmäksi. Samaa pesujärjestelmää käytetään myös kuljetussäiliön pesuun, jos säiliö on matkalla kapselointilaitokseen kontaminoitunut. Kuljetussäiliön säteilysuojakannen pultit asennetaan paikoilleen ja pultit kiristetään. Kuljetussäiliön ulompi suojakansi asetetaan paikoilleen ja pultit kiristetään. Kuljetussäiliö siirretään takaisin kuljetussäiliön vastaanottotilaan. Kuljetussäiliö nostetaan kuljetusalustalle, iskunvaimentimet kiinnitetään ja sääsuoja asetetaan paikoilleen. Kuljetussäiliö palautetaan KP A-varastoon, joko Loviisaan tai Olkiluotoon. 2.2 Toimenpiteet kuumakammiossa Kaikki kuumakammion työvaiheet tehdään kauko-ohjatusti säteilysuojatusta tilasta, jolloin henkilöstö ei altistu suoralle säteilylle. Telakointiaseman suojakansi avataan ja siirretään sivuun. Kuljetussäiliön säteilysuojakansi nostetaan kuumakammioon. Kuumakammiossa säteilysuojakannen päälle nostetaan telakointiaseman suojakansi, jotta kuumakammiossa mahdollisesti leijuva pöly ei kontaminoi kuljetussäiliön säteilysuojakantta. Kuljetussäiliöstä polttoaineniput siirretään joko suoraan loppusijoituskapseliin tai sitten autoklaaviin. Kuljetussäiliö on kytkettynä telakointiasemaan niin kauan kuin säiliössä riittää polttoainenippuja kapseloitavaksi. Kun kuljetussäiliö on tyhjä polttoaineesta, niin telakointiaseman suojakansi poistetaan kuljetussäiliön säteilysuojakannen päältä, säteilysuojakansi nostetaan kuljetussäiliön päälle paikalleen ja telakointiaseman suojakansi suljetaan. Kuljetussäiliö voidaan irrottaa telakoinnista ja laskea alas siirto käytävään. Avatussa kuljetussäiliössä polttoaineniput jäähtyvät nopeasti luonnonkierron vaikutuksesta. Polttoainenippujen annetaan jäähtyä vuorokauden verran ennen nippujen poistamista kuljetussäiliöstä. Jäähtymisvaiheessa todennäköisimmin crudi karisee voimakkaimmin polttoainenipuista, joten kuumia nippu ja ei ole syytä nostaa välittömästi kulje-

7 tussäiliöstä kuumakammioon ja näin kontaminoida kuumakammiota tarpeettomasti. Polttoaineniput nostetaan kuljetussäiliöstä autoklaaviin. Autoklaaviin sopii 12 polttoainenippua. Autoklaavista polttoaineniput nostetaan loppusijoituskapseliin. Kuumakammiossa on siis kaksi autoklaavia, yksi Loviisan laitoksen polttoaineelle ja toinen Olkiluodon laitoksen polttoaineelle. Kun polttoaine kuljetetaan kuivana, niin polttoaine lämpiää kuljetussäiliössä yli 300 asteeseen, jolloin kuivausta ei enää välttämättä tarvita. Autoklaavit toimivat tässä tilanteessa pelkästään polttoainenippujen varastopositioina. Jos joudutaan siirtymään jostain syystä märkäkuljetukseen tai jos kapselointilaitos tehdään KP A-varaston yhteyteen, niin tällöin autoklaaveja tarvitaan polttoainenippujen kuivaukseen. Polttoainenippujen kuivaus autoklaavissa tapahtuu nostamalla lämpötila autoklaavissa noin 120 asteeseen sekä pumppaamaila hetkeksi tyhjiö autoklaaviin. Kun ilma palautetaan autoklaaviin, niin lämpötila alkaa laskea välittömästi. Lämpötilan nosto voidaan järjestää joko ilman kierrätyksellä ja sähkölämmittimillä tai sitten polttoainenippujen jälkilämpötehoa voidaan käyttää lämpötilan nostoon. Tällöin autoklaavi on lämpöeristettävä ja autoklaavin sisäpinta on varustettava lämmön heijastimilla. Jälkilämmön hyväksikäyttö eliminoi häiriötilanteen, jossa autoklaavi kuumenee liikaa. Loppusijoituskapseli telakoidaan tiiviisti yläosan lieriöpinnasta kuumakammioon. Kapselin telakointiaseman erotuskansi kuumakammioon avataan. Kapselin sisäosat ovat nyt avoinna kuumakammioon. Kaasunvaihtokupu asennetaan kapselin päälle. Kaasunvaihtokuvun sisässä ovat ruuvin kiertimet, joilla kapselin sisäkannen ruuvit avataan ja kapselin sisäkansi nostetaan kaasunvaihtokuvun sisään magneettitarraimella. Kaasunvaihtokupu nostetaan ylös ja käännetään sivuun, kapselin sisäkansi on edelleen kaasunvaihtokuvun sisässä. Suojakartio, eräänlainen keskeltä avoin kaulusrakenne asennetaan kapselin päälle kuparikapselin hitsipinnan ja sisäkannen pulttien suojaksi. Autoklaavi avataan siinä tapauksessa, jos se on suljettu. Polttoaineniput siirretään autoklaavista kapseliin. Mahdollisesti suojakartioon nippujen siirrossa karissut crudi pyyhitään loppusijoituskapseliin manipulaattorinja harjan avulla. Kapselin suojakartio nostetaan ylös ja käännetään sivuun. Kaasunvaihtokupu käännetään kapselin telakointiasemaan ja tiivistetään loppusijoituskapseliin. Loppusijoituskapselin kaasuatmosfääri vaihdetaan. Loppusijoituskapselin sisäkansi asetetaan paikoilleen kaasukuvun sisältä ja sisäkapselin kannen pultit kiristetään. Sisäkapselin tiiveys tarkistetaan tarkastetaan pumppaamaha tyhjiö kaasunvaihtokupuun ja mittaamalla mahdolliset kaasuvuodot. Kaasunvaihtokupu nostetaan ylös ja käännetään sivuun kapselin telakointiasemasta. Kapselin sisäkansi tarkastetaan visuaalisesti TV -kameran avulla ja kansi imuroidaan crudin imurointijärjestelmällä manipulaattoria hyväksikäyttäen. Kapselin telakointiaseman erotuskansi kiinnitetään paikoilleen ja loppusijoituskapseli irrotetaan kuumakammion telakoinnista. Kuumakammio on läpivuorattu ruostumattomalla teräsverhouksella. Kuumakammio varustetaan erillisellä crudin imurointijärjestelmällä normaalin imurointijärjestelmän lisäksi sekä dekontaminointijärjestelmällä. Nämä luokitellaan aktiivisiksi järjestelmiksi. Imurointijärjestelmän keräämät jätteet pakataan terässäiliöön tai sitten lasketaan loppusijoituskapselin vapaisiin positioihin ennen nippujen asennusta.

8 2.3 Kapselin kannen hitsaus, tarkastukset ja välivarastointi Kuparikansi asennetaan loppusijoituskapselin päälle erillisellä nostimella kapselin siirtokäytävässä. Loppusijoituskapseli siirretään hitsausasemaan, jossa kapselin telakoidaan hitsauskammioon. Kuparikansi hitsataan kiinni elektronisuihkuhitsaamalla. Kapseli irrotetaan hitsauskammion telakoinnista. Hitsauksen jälkeen hitsin pinta koneistetaan kapselin siirtokäytävässä. Kapselin yläpinta puhdistetaan lastuista imuroimalla. Kapselin ultraääni tarkastuslaite asennetaan kapselin yläpään ympärille ja kuparikannen hitsille tehdään ultraääni tarkastus. Ultraäänitarkastuslaite poistetaan kapselin päältä. Kapseli siirretään puhdistusasemaan jossa kapselin pestään. Kapseli siirretään tomografiatarkastusasemaan. Hitsi kuvataan tomografiakuvauslaitteella. Hyväksyttyjen tarkastusten jälkeen loppusijoituskapseli siirretään puskurivarastoon odottamaan siirtoa loppusijoitustilaan. Kapselia siirretään kiskoilla liikkuvalla vaunulla kapselin siirtokäytävässä. Tomografiatarkastukseen, puhdistukseen sekä puskurivarastoon loppusijoituskapseli siirretään siltanosturilla. 2.4 Kapselin siirto loppusijoitustilaan ja kapselin loppusijoitus Loppusijoituskapseli siirretään puskurivarastosta siltanosturilla siirtovaunuun, joka ajetaan kapselihissiin. Loppusijoituskapseli lasketaan kapselihissillä loppusijoitustasolle, jossa siirtovaunulla loppusijoituskapseli ajetaan hissistä ulos. Kapselin siirtoajoneuvolla loppusijoituskapseli nostetaan kapselin siirtoajoneuvon säteilysuojan sisään erityisessä kapselin lastausasemassa. Siirtovaunu ajetaan takaisin kapselihissiin ja nostetaan ylös. Loppusijoituskapseli siirretään kapselin siirtoajoneuvolla loppusijoitustunneliin, siirtoajoneuvo asemoidaan loppusijoitusreiän kohdalle ja loppusijoituskapseli lasketaan loppusijoitusreikään. Loppusijoitusreikään kapselin päälle lasketaan bentoniittilohkot, jotka toimivat myös säteilysuojana. 2.5 Määräaikaishuollot, normaali kunnossapito ja siivous Valvonta-alueella määräaikaishuollot, kunnossapito ja siivous eivät normaalisti aiheuta henkilöstölle säteilyannoksia poikkeuksena kuumakammion ja kuumakammioon liittyvä aktiivinen korjaamo. Kapselin siirto käytävän, kapselin puhdistusaseman ja kapselin tarkastusaseman laitteet huolletaan silloin, kun siirtokäytävässä ei ole säteilevää polttoainekapselia. Kapselin puskurivaraston nosturi huolletaan kapselin siirtokäytävän kohdalla, joka on puskurivaraston säteilysuojalabyrintin takana. Kuumakammion laitteita huolletaan määräajoin. Laitteet korjataan ennen kuin ne rikkotuvat. Tiloja siivotaan määräajoin. Nämä työt aiheuttavat normaaleja säteilyannoksia kapselointilaitoksen käyttöhenkilöstölle. Toimilaitteita ei sijoiteta kuumakammioon, jos muita mahdollisuuksia on tarjolla. Kuumakammiossa olevat laitteet pyritään korjaamaan aktiivisessa korjaamossa, jossa työskentelyolosuhteet ovat suotuisammat.

9 3 KÄ VTTÖHÄIRIÖT Käyttöhäiriöt voidaan jakaa kahteen kategoriaan seurausten välittömyyden mukaan; sellaisiin, joista aiheutuu välittömästi säteilyannoksia ja jotka vaativat välitöntä toimintaa ja muihin käyttöhäiriöihin, joista annoksia ei aiheudu välittömästi- on aikaa harkita mitä tehdä. Häiriötilanteen korjaaminen voi ehkä myöhemmin aiheuttaa annoksia. Edelliseen kategoriaan kuuluvat esimerkiksi erilaiset vuodot, jälkimmäiseen, muihin käyttöhäiriöihin, esimerkiksi vialliset hitsaukset ja myös tulipalot. 3.1 Välittömästi annoksia synnyttävät käyttöhäiriöt Välittömästi annoksia synnyttävät käyttöhäiriöt johtuvat joko virheellisestä toiminnasta tai sitten erilaisista laitevioista. Toiminta on virheellistä, kun polttoaineen vastaanotossa, kapseloinnissa ja loppusijoituksessa poiketaan annetuista ohjeista ja määräyksistä. Laitevikojen seurauksena prosessin toiminta yleensä pysähtyy. Järjestelmä voi alkaa vuotaa kaasua tai nestettä tai molempia. Polttoaineen käsittelylaitteiden viat yleensä keskeyttävät polttoaineen käsittelyn. Ei ole poissuljettu, etteikö polttoaine saattaisi myös vaurioitua laitevian seurauksena. 3.1.1 Virheellinen toiminta Käytetyn polttoaineen vastaanotossa kuljetussäiliön näytteenotto-ja paineenalennusputkiyhteet voidaan kytkeä väärin siten, että kuljetussäiliö vuotaa aktiivista kaasua suoraan polttoaineen kuljetussäiliön siirtokäytävään. Oletetaan, että yhdessä prosentissa kuljetetuista polttoainenipuista on vuoto. Siirtokäytävä on valvonta-aluetta, joten aktiivisia kaasuja tai hiukkasia ei johdu suodattamattomana poistoilmastointiin. Kapselointilaitoksen kapselointiosassa voidaan periaatteessa astua tilaan, jossa on käytettyä polttoainetta suojaamattomanaja näin altistua suoralle säteilylle. Tällaisia tiloja ovat kuumakammio, kapselin siirtokäytävä, valmiitten kapseleitten puskurivarasto sekä kapselihissi. Kapselihissiin voidaan astua virheellisesti myös loppusijoitustilan tasolla. Hälytyksillä ja ovien lukituksilla voidaan estää, että erehdyksessä ei mennä tilaan, jossa polttoainetta on suojaamattomana. Polttoainetta voidaan käsitellä virheellisesti. Pahimmassa tapauksessa kaksi polttoainenippua voi vaurioitua, jos esimerkiksi autoklaavin samaan positioon yritetään asettaa väkipakoin kahta polttoainenippua. Polttoaineen virheellistä käsittelyä ei voida käytännössä lukituksilla ja suojauksilla täysin estää. Loppusijoitustilassa loppusijoituskapselin siirtoajoneuvon säteilysuoja voidaan avata väärällä hetkellä siten, että henkilöstö altistuu loppusijoituskapselin suoralle säteilylle. Tämä voidaan eliminoida lukituksella, joka estää siirtoajoneuvon säteilysuojakannen avauksen säteilysuojan ollessa vaaka-asennossa. Loppusijoituskapselin vinosyöttö voi aiheutua siitä, että esimerkiksi kapselin siirtoajoneuvo asemoidaan väärään paikkaan. Kapselin siirtoajoneuvon automatiikalla voidaan

10 asemointi varmistaa. Loppusijoitustilassa joku voi virheellisesti mennä tarkastelemaan loppusijoituskapselia, kun kapseli on loppusijoitettu, mutta bentoniittilohkoja ei ole vielä asennettu kapselin päälle. Tämä voidaan ehkäistä varoituskylteillä, niin että kukaan ei vahingossa mene avoimen loppusijoitusreiän läheisyyteen. 3.1.2 Laiteviat Kuljetussäiliöitten vastaanottotilassa polttoaineen kuljetussäiliön kannen tiivisteet voivat rikkautua ja kuljetussäiliön sisällä olevat aerosolit vuotavat vastaanottotilaan. Tällaisen tilanteen todennäköisyys on äärimmäisen pieni. Polttoaineen kuljetussäiliön pesujärjestelmä kuljetussäiliön siirtokäytävässä voi vioittua ja aiheuttaa vuodon järjestelmän laitetilassa. Tilat ovat valvonta-aluetta, joten tämä ei aiheuta ongelmia. Polttoaineniput voivat kolhiintua, jos polttoaineen käsittelylaitteet vikaantuvat tai suojaukset pettävät. Jos polttoainetta kuljetetaan märkänä, niin polttoaineniput joudutaan kuivaamaan autoklaavissa. Autoklaaviin saattaa tulla toimintahäiriö, joka vaurioittaa polttoainenippuja. Autoklaavin lämmitysjärjestelmä voi suojauksista huolimatta jäädä päälle ja polttoaineniput voivat ylikuumentua. Autoklaavi on valvonta-alueella, joten päästöt eivät joudu väärään paikkaan. On huomattava, että autoklaavit on kytketty aktiiviseen ilmastointiin. Jos autoklaavin lämmityksessä käytetään polttoainenippujen jälkilämpö tehoa, niin tällöin niput eivät voi merkittävästi ylikuumentua nippujen alhaisesta tehosta johtuen. Kuumakammion alipainejärjestelmä voi joutua epäkuntoon ja mahdolliset aktiivisuudet vuotavat väärään suuntaan. Kuumakammion alipainejärjestelmä on kaksinkertainen ja dieselvarmennettu, joten todennäköisyys järjestelmän epäkäytettävyyteen on pieni. Kuumakammion jäähdytys- ja suodatusjärjestelmä voi vioittua ja aiheuttaa aktiivisen kaasupäästön valvonta-alueelle. Järjestelmä on kaksinkertainen ja dieselvarmennettu, jotenjärjestelmän epäkäytettävyyden todennäköisyys on pieni. Lisäksi valvonta-alueella on oma suodatusjärjestelmä, joten yhden vian seurauksena päästöjä ympäristöön ei synny. Kuumakammion telakointiasemien tiiveys voidaan menettää, jos tiivisteet vikaantuvat. Telakointiasemissa on paineilmalla toimivat kaksoistiivisteet. Paineilmaa ei syötetä samasta lähteestä, joten tiivisteiden samanaikainen vioittuminen on epätodennäköistä. Imurointi- ja dekontaminointijärjestelmien vikaantuminen voi aiheuttaa sen, että aktiivisuutta vuotaa järjestelmästä ulos. Kyseiset järjestelmät ovat valvonta-alueella, joten suoraan ympäristöön aktiivisuutta ei vuoda. Loppusijoituskapselin sijoitus loppusijoitusreikään voi epäonnistua. Kapseli ei mene oikeaan asentoon tai syvyyteen loppusijoitusreiässä. Vinosyöttö voi tapahtua esimerkiksi syystä, että paikoituslaitteet näyttävät väärin. Loppusijoitusajoneuvon paikoituslaitteet voivat olla kaksinkertaiset ja eri periaatteella toimivat, joten paikoitusjärjestelmä voi-

11 daan tehdä luotettavaksi. 3.2 Muut käyttöhäiriöt 3.2.1 Kapselointi- ja loppusijoitusprosessin häiriöt Kuumakammiossa polttoainetta käsiteltäessä käsittelylaitteet saattavat jumiutua missä tahansa käsittelyvaiheessa. Pahin tilanne syntyy silloin, kun polttoaineen siirtomanipulaattorin tarraimessa on polttoainenippu ja manipulaattori vikaantuu. Polttoainenipun irrottaminen tarraimesta saattaa osoittautua ongelmalliseksi. Polttoainenippu voidaan irrottaa toisella huoltomanipulaattorilla ja siirtomanipulaattori voidaan nostaa tämän jälkeen huonettavaan tilaan erillisellä korjausnosturilla. Polttoainenippu ei saa päästä vahingossa putoamaan manipulaattorin tarraimesta, mutta toisaalta polttoainenippu tulee voida irrottaa huoltomanipulaattorilla siirtomanipulaattorin tarraimesta. Vaatimukset ovat siten osittain ristiriitaiset. Loppusijoituskapselin sisäkapselin kannen kiinnitys saattaa epäonnistua niin, että sisäkapselista ei tule tiivistä. Tällöin sisäkapselin kansi voidaan irrottaa ja asentaa varakansi sekä uudet tiivisteet paikoilleen. Kuumakammioon toimitetaan varakansi tätä varten kaasunvaihtokuvun toimialueelle. Hankalin tilanne syntyy silloin, kun polttoainenipuilla täytetty sisäkapseli todetaan epätiiviiksi ja sisäkapselin kansi juuttuu syystä tai toisesta kiinni niin, että kantta ei saada auki. Tällöin sisäkannen pultit voidaan esimerkiksi porata auki ja kapselin sisäkansi poistaa. On huomattava, että korjausprosessiin on aikaa käytettävissä- prosessia ei ohjaa aikataulullisesti mikään ulkopuolinen pakko. Kapselin siirtokäytävässä loppusijoituskapselin siirtovaunu voi jumittua kiinni joko kapselia kuumakammion telakoinnista laskettaessa tai kapselia käytävässä siirrettäessä tai kapselia nostettaessa tai laskettaessa hitsauskammioon. Pahin tilanne syntyy silloin, kun siirtovaunun laskumekanismi jumittuu valmista loppusijoituskapselia kuumakammion telakoinnista laskettaessa. Koska kuparikantta ei ole paikoillaan, niin kapselia ei myöskään voida nostaa siltanosturilla pois kuljetuskäytävästä. Jos kuparikantta ei ole hitsattu kiinni, niin tällöin periaatteena on, että kapseli telakoidaan uudestaan kuumakammioon, polttoaineniput poistetaan kapselista, jolloin siirtokäytävä on luoksepäästävä. Tämä edellyttää, että siirtovaunun nostomekanismilla on varmentava järjestelmä, esimerkiksi sähkömekaanisen nostosysteemin varalla on pneumaattinen tai hydraulinen nostomekanismi. Sähkömekaanisen nostomekanismin hammaspyörä tai ruuvi voidaan irrottaa kontaktista ja nostomekanismi korvataan pneumaattisella tai hydraulisella nostomekanismilla. Pneumatiikan tai hydrauliikan letkut voidaan tarvittaessa katkaista ja korvata mekanismi sähköisellä. Kun polttoainekapselin kuparikansi on hitsattu kiinni, niin tällöin häiriöt vaakasiirroissa siirtokäytävässä eivät aiheuta ongelmaa. Jos siirtovaunu jumittuu, niin se voidaan hinata vaijerilla esimerkiksi puskurivaraston siltanosturin toimialueelle ja loppusijoituskapseli voidaan nostaa pois siirtokäytävästä puskurivarastoon. Tämän jälkeen siirtokäytävään voidaan mennä vapaasti siirtovaunua korjaamaan. Loppusijoituskapselin kuparikansi voidaan hitsata väärillä hitsausparametreillä niin, että hitsistä tulee viallinen. Loppusijoituskapselin kuparikannen hitsaus voi epäonnistua myös hitsauslaitteen vikaantumisen johdosta. Jos korjaushitsaus ei tuota hyväksyttävää

12 lopputulosta, niin hitsi koneistetaan auki, kannet ja polttoaine poistetaan kuumakammiossa ja tyhjennetty kapseli romutetaan. Puhdistuskammion ja tarkastuskammion siltanostureihin voi tulla häiriö. Pahimmassa tapauksessa siltanosturin tarrainlaitteessa roikkuu valmis loppusijoituskapseli, kun nosturi vikaantuu. Nosturia ei päästä korjaamaan, kun koukussa riippuu säteilevä kapseli. Ratkaisuna ongelmaan on vetää nosturisilta vaijerilla kapselin siirtokäytävään kapselin siirtovaunun kohdalle. Nosturi vapautetaan taakasta ottamalla siirtovaunun nostolaitteella kapseli vastaan. Kun jännitys köydessä helpottaa voidaan tarrainlaite irrottaa. Tarrainlaitteen tulee olle kaksoisvarmennettu, tarrainlaite voi olla esimerkiksi sähkömekaaninen jossa on pneumaattinen toimilaite varalla. Kun puhdistusaseman ja tarkastusaseman loppusijoituskapselin säilytys- tai pyöritysalusta on korkeampi kuin kapselin siirtovaunun tukitaso, niin tällöin voidaan loppusijoituskapseli siirtää nosturisillan vaijerihinauksella kapselin siirtovaunuun ja edelleen puskurivarastoon säteilysuojattuun tilaan. Tämän jälkeen puhdistusaseman ja tarkastusaseman nosturit ovat luoksepäästävässä tilassa korjattavissa. Puskurivaraston siltanosturin toimintahäiriöt voidaan hoitaa nostamalla siltanosturi luoksepäästävään tilaan aktiivisen korjaamon huoltonosturilla. Puskurivaraston nosturin tarrain tulee olla saman tyyppinen kuin mitä puhdistus- ja tarkastusaseman siltanostureissa on. Loppusijoitustilassa kapselin siirtoajoneuvon monimutkaisiin mekanismeihin saattaa tulla vikoja. Kun loppusijoituskapseli on säteilysuojan sisässä ja säteilysuojakansi suljettuna, niin tällöin siirtoajoneuvoa päästään vaivatta korjaamaan. Jos kapseli jää päiväkausiksi kuljetusajoneuvon säteilysuojan sisään, on kapselin jäähdytys varmistettava puhaltamalla suojan sisälle jäähdytysilmaa. Loppusijoituskapselin asennus loppusijoitusreikään voi epäonnistua. Kapseli ei ehkä osu loppusijoitusreiän keskelle. Kapseli rikkoo bentoniittimuurauksen ja jumittuu puoliväliin. Kapselin vinosyöttö voi aiheutua myös siitä, että loppusijoitusreiän pohjalohko pettää ja kapseli kallistuu loppusijoitusreiässä. Tällaisissa tapauksissa loppusijoituskapseli pitää nostaa (väkipakolla) ylös ja loppusijoitusreiän muuraus pitää uusia. Kapselin palauttaminen loppusijoitusreiästä ja loppusijoituksen toistaminen aiheuttavat ylimääräistä työtä ja ylimääräisiä henkilöstön säteilyannoksia. Kapselin siirtoajoneuvon tarrainlaitteen jumittuminen kiinni kapseliin pitää estää kaksoisvarmentamalla tarrainlaitteen kiinnitys/irrotus mekanismi. Hentoniittilohkojen asennus loppusijoituskapselin päälle voi epäonnistua niin, että säteilysuojaus jää vajaaksi. Asennustyön laatu on tarkastettava esim. mittaamalla säteilytaso ennen kuin loppusijoitusreiän läheisyydessä sallitaan henkilöiden oleskelu. Tällaisen tapauksen todennäköisyys voidaan hallinnollisin menettelyin pitää pienenä. 3.2.2 Viallisen polttoaineen kapselointi KP A-varastosta lähtevät vuotavat niput tai vuotavien sauvojen telineet toimitetaan ilma-

r--------------------------~-- - 13 tiiviisti koteloituina ja kuivana kapselointilaitokselle. Kapselointilaitoksella vuotavia nippu ja tai sauvatelineitä ei enää kuivata autoklaavissa. Päästärajoitukset suosivat vuotavien nippujen ja sauvatelineiden kuivaamista KP A-varastossa. Normaalisti polttoaine ei vioitu kuljetuksessa kapselointilaitokselle tai käsittelyssä kapselointilaitoksella. Häiriötilanteeksi katsotaan tilanne, kun polttoaine rikkoutuu kuljetuksen aikana tai polttoaine alkaa vuotaa kapselointilaitoksen käsittelyprosesseissa virheellisen toiminnan tai laitevian seurauksena. Vioittuneesta polttoainesauvasta vapautuu radioaktiivisia aineita kuljetussäiliön näytteenotto-ja paineenalennusjärjestelmään, autoklaaviin tai kuumakammioon. Vioittunut polttoainesauva voi kontaminoida kapselointiprosessin. Oletusarvona käytetään sitä, että yksi polttoainesauva yhdestä prosentista polttoainenippu ja rikkoutuu joko kuljetuksen tai käsittelyn aikana kapselointilaitoksella. 3.2.3 Tehonmenetys rajoitetuksi ajaksi Tehonmenetys kapselointilaitoksella tai loppusijoitustilassa aiheuttaa prosessin pysähtymisen, mutta ei aiheuta ylimääräisiä päästöjä tai säteilyannoksia. Manipulaattorit lukittuvat paikoilleen siinä tapauksessa, että sähkönsyöttö katkeaa. Seuraavien järjestelmien sähkönsyöttö on dieselvarmennettu: Kuumakammion ja valvonta-alueen alipaineilmastointi, kuumakammion suodatus- ja jäähdytysilmastointi, valmiitten polttoainekapselien jäähdytysilmastointi sekä valvonta-alueen poistoilmastointi. Dieselaggregaatin teho on 300 kv A. Aggregaatti on sijoitettu kapselointilaitokseen. Kapselihissin koneisto on itsepidättävä, joten hissi ei ryntää, vaikka hissin sähkönsyöttö ja jarrut menetettäisiin. 3.2.4 Tulipalot Tulipalo saattaa sattua seuraavissa kohteissa: Polttoaineen kuljetusajoneuvon palaminen vastaanottotilassa Varmennetun vaihtosähköjärjestelmän dieselaggregaatin palaminen Kytkinlaitospalo tai jakokeskuksen muuntajapalo Siltanostureitten ja hissi en sähkömoottorien palaminen vaihteistoöljyineen Kaapelipalo oikosulun seurauksena Loppusijoituskapselin siirtoajoneuvon palaminen loppusijoitustilassa Tulipalon seurauksena ei arvioida syntyvän ylimääräisiä päästöjä tai säteilyannoksia.

14 Polttoaineen kuljetussäiliön pitää suunnitteluperusteidensa mukaisesti kestää puolen tunnin palo 800 asteen lämpötilassa ilman tiiveyden menetystä. Kuljetussäiliö kestää ajoneuvopalon polttoaineen kuljetussäiliön vastaanottotilassa. Polttoaineen kapselointiprosessin palokuorma on minimaalisen pieni. Kuumakammiossa toimilaitteet sijoitetaan tavanomaisesta tavasta poiketen kuumakammion ulkopuolelle luoksepäästävään tilaan. Näin myös palokuorma on pienempi kuin jos toimilaitteet olisivat kuumakammiossa. Valmis loppusijoituskapseli ei ole herkkä tulipalolle. Kapselointilaitoksella ja loppusijoitustilassa palovaaralliset kohdat osastoidaan ja varustetaan sammutus j ärj estelmillä. Kapselin siirtoajoneuvon palo loppusijoitustilassa saattaa olla seurauksiltaan vakava. Siirtoajoneuvossa on riittävästi palokuormaa nostamaan tulipalossa loppusijoituskapselin lämpötilan vaarallisen korkealle. Ajoneuvopalossa loppusijoituskapselin tiiveyttä ei voida taata. Siirtoajoneuvon paloturvallisuuteen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Siirtoajoneuvon palo tulee kyetä estämään. Siirtoajoneuvo on varustettava omalla automaattisella ja varmennetulla sammutusjärjestelmällä. 3.2.5 Tulvat ja vesivuodet Tulvat loppusijoitustilassa voivat aiheutua vuotovesipumppujen pitkäaikaisesta toimintahäiriöstä. Tämä ei kuitenkaan aiheuta päästäriskiä eikä välttämättä ylimääräisiä säteilyannoksia. Bentoniitin odottamaton paisuminen loppusijoitusreiässä on eräs häiriötilanne. Tämä voi aiheutua siitä, että loppusijoitusreikään tunkeutuu vettä ja hentoniitti paisuu ennen aikojaan. Kallioinjektoinnin pettäminen saattaisi olla eräs tällainen syy. Loppusijoituskapseli voidaan joutua poistamaan loppusijoitusreiästä ja loppusijoitusvalmistelut uusimaan.

15 4 ONNETTOMUUSTILANTEET 4.1 Polttoaineen käsittelyonnettomuudet Polttoaineen käsittelyonnettomuudet saattavat aiheutua polttoaineen käsittelylaitteiden totaalisesta rikkoutumisesta. Kapselointiprosessi pyritään suunnittelemaan siten, että virheellinen käsittely ei aiheuta onnettomuutta. 4.1.1 Polttoaineen kuljetussäiliön putoaminen Käytetyn polttoaineen kuljetussäiliö putoaa maanpinnan tasolta +0,00 kuljetussäiliön siirtokäytävän pohjalle tasolle -7,20 siltanosturin tai nostotarraimien pettäessä. Kuljetussäiliön tulee kestää 9 metrin pudotus kovalle alustalle ilman tiiveyden menetystä iskunvaimentimien kanssa. Koska kuljetussäiliöstä on tässä vaiheessa poistettu iskunvaimentimet, niin kuljetussäiliön siirtokäytävän lattia tulee konstruoida vaimentavaksi rakenteeksi. Kuljetussäiliön oletetaan kestävän pudotuksen tiiviinä, mutta kaikkien polttoainenippujen oletetaan rikkoutuvan säiliön sisällä. Koska kuljetussäiliössä polttoaineen lämpötila on jopa 3 70 C, niin todennäköisesti kesiumista suurin osa vapautuu hiukkasmatsena. Pudonneen kuljetussäiliön avaamiseen ei ole kiirettä. Pudonneen säiliön avaamista varten joudutaan todennäköisesti rakentamaan oma erillinen kuumakammio. Pudonneen kuljetussäiliön avaaminen ja puhdistaminen ei ole yksinkertainen eikä halpa operaatio. 4.1.2 Kuljetussäiliön kannen putoaminen kuumakammiossa Kuumakammion polttoainesäiliön telakointiasemassa polttoainesäiliön säteilysuojakantta nostettaessa nostolaite pettää juuri telakointiaseman reunalla. Polttoainesäiliön säteilysuojakansi putoaa reunan päälle, kansi kääntyy kyljelleen ja rikkoo polttoainenippu ja kulj etussäiliössä. Oletetaan, että 10% polttoainenipuista rikkoutuu. Tilanne korjataan sijoittamalla rikkoutuneet polttoaineniput loppusijoituskapseliin sekä keräämällä crudin imurointilaitteella mahdolliset pellettien kappaleet tai muut aktiiviset irto-osat talteen. Talteen otettu irtojäte sijoitetaan loppusijoituskapselin vapaisiin positioihin ja loppusijoitetaan muun polttoaineen mukana. 4.1.3 Polttoainenipun putoaminen kuumakammiossa Polttoainenippu putoaa kuumakammiossa nippua siirrettäessä kuljetussäiliöstä autoklaaviin tai autoklaavista loppusijoituskapseliin. Oletetaan, että polttoainenippu putoaa toisen polttoainenipun päälle ja että kummankin nipun kaikki sauvat rikkoutuvat. Tilanne korjataan sijoittamalla pudonnut polttoainenippu normaalisti loppusijoituskapseliin sekä keräämällä mahdolliset irto-osat talteen crudin imurointilaitteella. Talteen

...------------------------------------- - -- -- - 16 otettu irtojäte sijoitetaan loppusijoituskapselin vapaisiin positioihin ja loppusijoitetaan muun polttoaineen mukana. 4.1.4 Loppusijoituskapselin putoaminen Suljettu loppusijoituskapseli putoaa kapselin siirtokäytävässä, puhdistusasemassa, tarkastusasemassa tai puskurivarastossa. Pudotuskorkeus on suurimmillaan noin parikymmentä senttiä. Oletetaan, että kapseli kaatuu pudotuksen yhteydessä. Polttoainesauvat kapselin sisällä rikkoutuvat, mutta kapseli todennäköisesti säilyy tiiviinä. Kaatumisen jälkeen kapseli nostetaan pystyasentoon. Kapselin pystyyn nostamisessa voidaan käyttää joko puhdistusaseman, tarkastusaseman tai puskurivaraston siltanosturia kapselin putoamispaikasta riippuen. Kapseli voi pudota vain jonkun nosturin toimialueella. Tarrainlaitteena voidaan käyttää tukkisaksien kaltaista laitetta. Pystyynnostonjälkeen loppusijoituskapseli siirretään tarkastuskammioon, jossa loppusijoituskapselin kunto tarkastetaan perusteellisesti. Jos loppusijoituskapselin kuparivaipassa ei todeta säröjä ja jos kuparivaippa ei ole muokkaantunut liikaa sekä jos loppusijoituskapselin sisäkapseli on säilyttänyt lujuusominaisuutensa, niin tällöin kapseli loppusijoitetaan normaalilla tavalla. Muussa tapauksessa loppusijoituskapseli palautetaan takaisin kapselointilinjalle. Kapselin kuparikansi koneistetaan irti, samoin kapselin mahdollisesti vaurioitunut yläosa koneistetaan niin, että kapseli voidaan telakoida kuumakammioon. Sisäkapselin kansi avataan ja polttoaineniput poistetaan vioittuneesta kapselista autoklaavin telineeseen. Jos sisäkapseli ei ole säilynyt tiiviinä, niin kapselin kuparikantta auki koneistettaessa vapautuvat kapselin siirto käytävään, joka on valvonta-aluetta. Jos sisäkapseli on säilynyt tiiviinä, niin tällöin radioaktiiviset aineet vapautuvat kuumakammioon kapselin sisäkantta avattaessa. Sisäkapselin tiiveyden toteamiseksi kuparikapselin kanteen voidaan porata näytteenottoreikä, jonka kautta vuodot voidaan kerätä talteen. On huomattava, että avaustoimenpiteillä ei ole kiirettä. Vioittuneen kapselin pohjalle jääneet irto-osat poistetaan crudin imurointilaitteella. Imurin säiliöstä talteen otettu irtojäte sijoitetaan uuden loppusijoituskapselin vapaiden positioiden pohjalle ennen nippujen lataamista. Vioittuneen ja tyhjennetyn kapselin sisäkapselin kansi kiinnitetään uudelleen ja kapseli irrotetaan kuumakammion telakoinnista. Irtikoneistettu kuparikansi hitsataan kiinni. Hitsauksella ei ole muita laatuvaatimuksia kuin kestää kapselin oma paino nostettaessa. Kansi on välttämätön, jotta kapseliin voidaan tarttua nostimilla. Tyhjä vioittunut kapseli nostetaan uusien kapselien varastoon. Vioittunutta kapselia voi aikanaan käyttää es1m. kaikkein aktiivisimman käytöstäpoistojätteen jätepakkauksena. 4.1.5 Kapselihissin pettäminen Loppusijoituskapseli putoaa kapselihissin pettäessä yhdessä hissikorin kanssa kapselikuiluun. Pudotuskorkeus on suurimmillaan noin 500 metriä. Kapselikuilun pohjalle on suunniteltu poreallastyyppinen vaimennin, jonka avulla kapseli todennäköisesti pysyy tiiviinä, mutta kaikki kapselin sisällä olevat polttoaineniput vaurioituvat.

17 Seuraukset eivät ole vakavia, vaikka polttoainekapseli rikkoutuisi putoamisen seurauksena. Kapselikuilun pohjalla oleva vesi toimii hiukkassuodattimena. Kapselikuilun poistoilma voidaan johtaa kapselointilaitoksen valvonta-alueen ilmastointiin, jossa on suodatus. Pudonneen kapselin kunto tarkistetaan visuaalisesti laskemalla TV -kamera vaimenoinaltaan pohjalle, kun vesi on selkiytynyt. Kapselin ylösnostoon joudutaan järjestämään tilapäiset nosturit ja tarrainlaitteet. Tarrainlaite voi olla samanlainen kuin mitä kapselointilaitoksessa on ehdotettu käytettäväksi kaatuneen kapselin pystyynnostamiseen. Loppusijoituskapseli nostetaan ylös kapselointilaitokseen ja siirretään tarkastuskammioon. Jos loppusijoituskapselin ulkovaippa ja sisäkapseli ovat ehjät niin kapseli loppusijoitetaan normaalisti. Muussa tapauksessa kapseli palautetaan takaisin kapselointilinjalle. 4.1.6 Kapselin putoaminen loppusijoitusreikään Loppusijoitustilan hissin alatasanteella loppusijoituskapseli ajetaan kapselin siirtovaunulla hissistä ulos telakointiasemaan, josta kapselin siirtoajoneuvo kerrosta ylempää nostaa polttoainekapselin siirtoajoneuvon säteilysuojan sisään. Nostokorkeus on suurimmillaan noin 6 m. Nostovaiheessa loppusijoituskapselin putoaminen estetään kapselin siirtovaunun avulla. Siirtovaunussa on joko hydraulisesti tai sähkömekaanisesti nostettava tukialusta, joka seuraa kapselia koko nostovaiheen ajan ja estää loppusijoituskapselin vapaan putoamisen. Loppusijoituskapseli putoaa loppusijoitusreikään kapselin siirtoajoneuvon säteilysuojan sisältä. Pudotuskorkeus on suurimmillaan noin 7 metriä. Loppusijoituskapseli putoaa puristettujen hentoniittilohkojen päälle. Hentoniittilohkot rikkoutuvat, loppusijoituskapselin kuparivaippa deformoituu, mutta sisäkapseli todennäköisesti säilyy tiiviinä. Polttoaineniput kapselin sisällä saattavat vaurioitua. Kapseli nostetaan ylös ja viedään takaisin kapselointilaitokseen tarkastettavaksi. Kapselin kunto tarkastetaan. Jos kapseli todetaan ehjäksi tai kapseli voidaan korjata, niin kapseli loppusijoitetaan uudelleen vuorattuun loppusijoitusreikään. Muussa tapauksessa kapseli palautetaan takaisin kapselointilinjalle. Loppusijoituskapseli voi irrota kapselin siirtoajoneuvon säteilysuojan sisältä säteilysuojaa asennusvaiheessa kallistettaessa. Kapseli iskeytyy kulma edellä loppusijoitusreiän bentoniitilla vuoraamattomaan osaan, kallioon. Tämä estetään lukitsemalla loppusijoituskapseli säteilysuojan sisään kallistuksen ajaksi mekaanisilla rajoittimilla. Kapselin voi irrottaa säteilysuojasta vain kun säteilysuoja on pystyasennossa. 4.2 Ulkoiset tapahtumat 4.2.1 Pienlentokoneen törmäys Kapselointilaitoksen suunnittelussa varaudutaan pienlentokoneen törmäykseen. Lentokoneen törmäystå kuvataan mistä tahansa suunnasta iskeytyvällä kovalla sylinterimäisellä kappaleella, JOnka massa on 200 kg, halkaisija 0,45 m ja törmäysnopeus 50 m/s. Muita loppusijoituslaitoksen osia ei mitoiteta pienlentokoneen törmäykselle.

18 4.2.2 Maanjäristys Kapselointilaitoksen suunnittelussa varaudutaan maanjäristykseen, jossa suurin maanpinnan vaakakiihtyvyys on 0,1 g. Kalliotiloissa maanjäristyksen vaikutus on pienempi kuin kapselointilaitoksessa. Kalliotiloissa normaalimitoitus kattaa maanjäristyskuormitukset. 4.3 Putkien ja säiliöiden rikkoutuminen Kapselointilaitoksen järjestelmät suunnitellaan siten, että putkien ja säiliöiden rikkoutuessa aktiivinen vesi ei leviä kapselointilaitoksen ulkopuolelle. Vuotavien vesien aktiivisuustaso on alhainen. Kapselointilaitos varustetaan rakennuksen pohjan vesieristyksellä. 4.4 Polttoaineen lämmönsiirron menetys ja ylikuumeneminen Kapselointilaitoksella käsiteltävän polttoaineen lämmönsiirron menetys ja polttoaineen ylikuumentuminen ei ole mahdollista. Polttoaine kestää korkeita lämpötiloja. Suojakuoret kestävät noin 800 C lämpötilan, kun virumisaikarajoja ei ylitetä. Polttoaineen pitkäaikaisessa kuivavarastoinnissa lämpötilaksi sallitaan luokkaa 380-450 C olevia lämpötiloja. Vaikka polttoaine kestäisi korkeita lämpötiloja, niin huonetilojen lämpötilan nousua on syytä rajoittaa, jotta huoneissa olevat järjestelmät ja laitteet pysyisivät toimintakykyisinä. Kapseloiva polttoaine on jäähtynyt vähintään 20 vuotta. Enimmillään BWR polttoainenippu kehittää lämpöä noin 150 W ja 12 nipun loppusijoituskapseli 1800 W. BWRpolttoaineen 50 nipun kuljetussäiliö tuottaa lämpöä enimmillään 7,5 kw. VVER:n polttoainenippu tuottaa lämpöä 125 W ja 12 nipun kapseli 1500 W. Castor-VVER-84-kuljetussäiliön lämmöntuotto on enimmillään 10,5 kw. Valmiitten polttoainekapseleitten puskurivarastossa on enimmillään 12 kapselia. Näitten tuottama lämpöteho voi olla enintään noin 21/ kw. Kuumakammiossa mitoittava lämpökuorma on kuljetussäiliön polttoainenippujen tuottama lämpöteho, noin 10,5 kw. Jos kuumakammion ilmatilavuus on noin 1500 m 3, niin tällöin lämpötila nousee tunnissa noin 20 C, jos ilmastointi ei ole kytketty päälle ja kun oletetaan, että rakenteisiin ei siirry lämpöä. Parin tunnin sähkökatkosta ei ole vaaraa. Lämmön poistamista luonnonkierrolla suoraan ulos ei voida sallia ilmassa mahdollisesti olevien hiukkasaktiivisuuksien vuoksi. Tämän vuoksi kuumakammion alipaineilmastoinnin ja jäähdytyksen sähkönsyöttö dieselvarmistetaan ja laitteet kahdennetaan. Valmiitten polttoainekapseleitten puskurivarastossa on enimmillään 12 kapselia. Näitten tuottama suurin lämpöteho 21,6 kw lämmittää ilmaa noin 15 C tunnissa, jos jäähdytysilmastointi kytketään pois päältä. Muutaman tunnin sähkökatko ei ole vaarallinen. Lämpö voidaan poistaa myös luonnonkierrolla, jos ilmastointiaukot avataan. Tämän on mahdollista, koska tämän alueen ilmassa ei voi olla kaasumaisia aktiivisuuksia. Puskurivarasto varustetaan kuitenkin omalla kahdennetulla ja dieselvarmennetulla jäähdytysjärjestelmällä.