Kapselin kuljetus ajotunnelissa

Työraportti 2005-54 Kapselin kuljetus ajotunnelissa Tila-, järjestelmä- ja toimintakuvaus Timo Kirkkomäki Heikki Raiko Joulukuu 2005 POSIVA OY FI-27160 OLKILUOTO, FINLAND Tel +358-2-8372 31 Fax +358-2-8372 3709

Työraportti 2005-54 Kapselin kuljetus ajotunnelissa Tila-, järjestelmä- ja toimintakuvaus Timo Kirkkomäki Saanio & Riekkola Oy Heikki Raiko VTT Prosessit Joulukuu 2005 Posivan 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.

KAPSELIN KULJETUS AJOTUNNELISSA Tila-, järjestelmä- ja toimintakuvaus TIIVISTELMÄ Tässä raportissa tarkastellaan loppusijoituskapselin ajoneuvokuljetusvaihtoehtoa, esitetään sen periaate sekä suunnitelmat niiltä osin kuin ne poikkeavat kuiluvaihtoehdosta. Ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa polttoainekapselit kuljetetaan ajoneuvolla maan pinnalta 400 500 m maan pinnan alapuolella sijaitsevaan loppusijoitustilaan. Kapselin kuljetuksessa käytetään tela-alustaista kuljetusajoneuvoa. Loppusijoituskapselit lastataan kuljetusajoneuvon suojasäiliöön kapselointilaitoksessa. Kapselit siirretään kapselointilaitoksesta maanpintakuljetuksena loppusijoitustiloihin johtavan ajotunnelin suuaukolle, tämän jälkeen ajotunnelia pitkin loppusijoitustasolle ja lopuksi keskustunneleita pitkin loppusijoitustunneliin sijoituspaikalle. Maanpintakuljetuksen havaittavat säteilyvaikutukset rajoittuvat vain kuljetusajoneuvon välittömään läheisyyteen. Kuljetusreitti kannattaa kuitenkin valita siten, että mahdollisuuksien mukaan liikutaan vain vähän liikennöidyillä alueilla ja käytetään tasaisia sekä helppokulkuisia reittejä. Maan alla kapselin kuljetus etenee aina valvonta-alueella. Ajotunneli liitetään kuljetuksen edetessä vaiheittain neljässä osassa valvonta-alueeseen. Valvonta-aluetta olevassa ajotunnelin osassa ei ole ilmanvaihtoa kuljetuksen aikana. Kapselinkuljetusajoneuvon siirtyminen ajotunnelista loppusijoitustasolle häiritsemättä valvomattoman alueen toimintoja edellyttää niin sanotun ohitustunnelin rakentamista ajotunnelista suoraan valvonta-alueen teknisiin tiloihin. Kaksikerrosvaihtoehdossa ohitustunneli tarvitaan myös alemmalla loppusijoitustasolla. Kapseleiden ajoneuvokuljetus ei muuta sijoitustunneleiden loppusijoitusjärjestystä tai edellytä muutoksia loppusijoitustasolla valvonta- ja valvomattoman alueen järjestelyihin yksikerrosvaihtoehdossa. Kaksikerrosvaihtoehdossa alemmalla tasolla muutamien sijoitustunneleiden loppusijoitusjärjestys vaihtuu. Avainsanat: loppusijoituskapselin ajoneuvokuljetus

CANISTER TRANSFER IN ACCESS TUNNEL Lay-out, system and operation description ABSTRACT In this report the alternative of canister transfer by a vehicle is examined, the principle and the plans are shown in those details that differ from the canister-transfer-throughshaft alternative. In vehicle-transfer alternative the disposal canisters are transferred with a freely steered motor vehicle from ground surface to the repository at level 400 to 500 m below ground surface. The vehicle is a crawler type heavy-load transfer vehicle. The disposal canisters are loaded into the shield cylinder of the vehicle at the encapsulation plant. Canisters are transferred with the vehicle from encapsulation plant to the mouth of the repository ramp, then through the ramp to the repository level underground and finally through central tunnels to the disposal tunnel and disposal hole. Radiation effects of the canister can be detected only in the close vicinity of the vehicle. Transfer route in the site area shall be selected in a way that heavy traffic areas are avoided and the roads used should be even and passable. Underground, the canister transfer proceeds always in the controlled area. The access ramp is declared to be controlled area temporarily in four sections as the transfer proceeds through the ramp. The ventilation is temporarily closed in the controlled area section during canister transfer. To transfer the vehicle from access ramp to the technical rooms of the controlled area of the repository level a construction of a by-pass tunnel is planned. This is made for avoiding disturbance of the simultaneous uncontrolled area operations on the repository level. In two-storey alternative, a by-pass tunnel access is needed also on the lower level of the repository. In case of one-storey repository alternative, the vehicle transfer of the disposal canister does not cause any changes in the order of use of the disposal tunnels or in the organization of controlled and uncontrolled area. In case of two-storey repository, the order of the use of some disposal tunnels is changed. Keywords: vehicle transfer of a disposal canister

1 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ ABSTRACT SISÄLLYSLUETTELO... 1 ALKUSANAT... 2 1 JOHDANTO... 3 2 LOPPUSIJOITUSTILAT 2.1 Ajotunneli... 4 2.2 Valvonta-alueen tekniset tilat... 7 3 TOIMINNAN KUVAUS 3.1 Kapselin siirto kuljetusajoneuvoon... 9 3.2 Kapselin kuljetus maan päällä... 10 3.3 Kapselin kuljetus maan alla... 11 3.4 Kapselin kuljetus maan alla kaksikerrosvaihtoehdossa... 16 3.5 Ydinmateriaalivalvonta ja säteilysuojelu... 19 3.6 Bentoniittilohkojen kuljetus... 20 4 ILMANVAIHTO AJOTUNNELISSA 4.1 Ilmanvaihdon periaate kapselin kuljetuksen aikana... 23 4.2 Kapselinkuljetusajoneuvon pakokaasupäästöt... 23 4.3 Radon... 26 4.4 Ilmanvaihto onnettomuustilanteessa... 28 5 YHTEENVETO... 31 LÄHDELUETTELO... 33

2 ALKUSANAT Tämä raportti on laadittu Posiva Oy:n tilauksesta. Posivan yhteyshenkilönä on ollut suunnittelupäällikkö TkL Jukka-Pekka Salo. Raportti on laadittu Saanio & Riekkola Oy:ssä sekä VTT Prosessit -yksikössä. DI Heikki Raiko VTT Prosesseista on laatinut maanpäällisten kuljetusten ja kapselin käsittelyn kuvauksen. DI Timo Kirkkomäki on vastannut muista raportin käsittelemistä aiheista sekä raportin yhtenäisyydestä. Ilmanvaihtojärjestelmään liittyen radonpitoisuuden ja kapselinkuljetusajoneuvon pakokaasupäästöjen pitoisuuksien arvioinnissa ovat avustaneet DI Juha Nieminen ja Leonardo Poli Fortum Nuclear Servicestä. Raportin laadintaa ja etenkin sen jäsentelyä on avustanut myös DI Tapani Kukkola Fortum Nuclear Servicestä.

3 1 JOHDANTO Loppusijoituslaitoksesta on vuonna 2003 valmistunut esisuunnitelma, jonka perustapauksessa oletetaan, että kapselointilaitos sijaitsee loppusijoitustilan yläpuolella ja polttoainekapselit siirretään maan pinnalta loppusijoitustasolle kuilua pitkin kapselihissillä. Loppusijoitustasolla kapselit siirretään hissistä tela-alustaiseen ajoneuvoon, jolla ne kuljetetaan loppusijoitustunneliin ja asennetaan loppusijoitusreikään. Kapselointilaitos voi kuitenkin vaihtoehtoisissa suunnittelutapauksissa sijaita myös käytetyn polttoaineen varaston yhteydessä ja kapselit voidaan kuljettaa loppusijoitustilaan ajoneuvolla vinoajotietä pitkin. Tällöin kapselihissiä ei tarvita. Kapselit lastataan kapselointilaitoksessa kuljetusajoneuvoon, jolla kapselit tämän jälkeen siirretään ensin maan pinnalla kapselointilaitokselta loppusijoitustilojen ajotunnelille, sen jälkeen ajotunnelia pitkin maan alle loppusijoitustasolle ja lopuksi keskustunneleita pitkin loppusijoitustunneliin. Tässä raportissa esitellään kapselin ajoneuvokuljetusvaihtoehdon periaate sekä suunnitelmat niiltä osin kuin ne poikkeavat kuiluvaihtoehdosta. Kapselin kuljetuksessa oletetaan käytettävän tela-alustaista kuljetusajoneuvoa (Pietikäinen 2003). Tällöin kapselin kuljetusajoneuvo ja kuljetussuojasäiliö ovat samat kuin asennusajoneuvo ja sen säteilysuoja. Tässä raportissa ei käsitellä vaihtoehtoa, jossa kapseli tuotaisiin loppusijoitustasolle ja asennettaisiin loppusijoitusreikään eri ajoneuvoilla. Tämä edellyttäisi muun muassa loppusijoitustasolla säteilysuojattua tilaa, jossa kapseli siirrettäisiin ajoneuvosta toiseen. Ajoneuvokuljetusvaihtoehto edellyttää merkittäviä muutoksia pääasiassa vain ajotunnelin ilmanvaihtoon. Muihin järjestelmiin ajoneuvokuljetusvaihtoehdolla ei ole juurikaan merkitystä ja tässä raportissa käsitellään järjestelmistä ainoastaan ajotunnelin ilmanvaihtoa. Loppusijoituskapselit voidaan sijoittaa joko kaikki samalle tasolle tai kahdelle eri tasolle. Loppusijoitustilojen yksikerrosvaihtoehdossa kaikki kapselit sijoitetaan tasolle -420. Loppusijoitustilojen kaksikerrosvaihtoehdossa osa käytetystä polttoaineesta sijoitetaan alemmalle -520-tasolle. Tässä raportissa kuvataan kapseleiden kuljetus ajotietä pitkin loppusijoitustasolle molemmissa vaihtoehdoissa.

4 2 LOPPUSIJOITUSTILAT 2.1 Ajotunneli Loppusijoitustilojen ajotunneli rakennetaan ONKALOn rakennusvaiheessa. Ajotunneli lähtee maan pinnalta noin +2,5-tasolta ja ulottuu tasolle -520. Ajotunnelista on yhteys ONKALOn henkilökuiluun tasoilta -11, -87, -178 ja -289 sekä ONKALOn teknisiin tiloihin tasoilta -420 ja -520 (kuva 2-1). Ajotunnelin leveys on suorilla 5,5 m ja vapaa ajokorkeus 4,5 m. Loppusijoitusta valmistelevan rakennusvaiheen aikana 2010-luvulla rakennetaan valvonta-alueen tekniset tilat sekä valvonta-alueen henkilökuilu ja poistoilmanousu. Valvonta-alueen raitisilmakanava voidaan sijoittaa joko omaan nousuun (kuva 2-2) tai henkilöhissin kanssa samaan kuiluun. Kuilu ja nousu tai nousut rakennetaan vaiheittain ajotunneliin tehtyjen kuiluperien kautta. Ajotunnelista louhitaan ensin sopivilta tasoilta kuiluperät tulevien kuilujen kohdille. Tämän jälkeen kuilu ja nousut louhitaan kahden kuiluperän tai maanpinnan ja kuiluperän väliltä. Valvonta-alueen kuilun ja ilmanvaihtonousujen kuiluperät tulevat tasoille -125, -210 ja -365. Kuva 2-1. Ajotunneli ja kuiluperät ajotunnelista valvonta- ja valvomattoman alueen (ONKALOn) kuiluihin.

5 Kuva 2-2. Ajotunnelin ja valvonta-alueen henkilökuilun ja ilmanvaihtonousujen kuiluperä tasolla -125. Ilmanvaihtonousujen halkaisijaksi on oletettu 1,8 m ja kuilun 4,0 m. Raitisilmanousun sijaan raitisilmakanava voidaan sijoittaa myös henkilökuiluun. Ajotunnelista haarautuu tasolta -385 ohitustunneli valvonta-alueen teknisiin tiloihin (kuva 2-3). Ohitustunnelia pitkin kapselinkuljetusajoneuvon on mahdollista ajaa suoraan ajotunnelista valvonta-alueen teknisiin tiloihin häiritsemättä valvomattoman alueen toimintoja loppusijoitustasolla. Ilman ohitustunnelia kapselinkuljetusajoneuvon tulisi ajaa valvomattoman alueen teknisten tilojen vierestä, mikä häiritsisi ja keskeyttäisi joitakin valvomattoman alueen toimintoja. Esimerkiksi yhteys teknisistä tiloista tasolle -520 johtavaan ajotunneliin jouduttaisiin sulkemaan. Ilman ohitustunnelia myös eräissä loppusijoituksen vaiheissa osa valvomattomasta alueesta jäisi eristyksiin valvonta-alueen taakse. Tällöin näistä valvomattoman alueen osista jouduttaisiin kapselin kuljetuksen ajaksi katkaisemaan muun muassa ilmanvaihto ja sen myötä keskeyttämään kaikki työt ja evakuoimaan alue työntekijöistä. Ohitustunneli kääntyy ajotunnelista 180 astetta jatkuen ajotunnelin tavoin 1:10 kallistuksella. Ensimmäisen 180 asteen käännöksen lisäksi ohitustunnelissa on myös toinen noin 90 asteen käännös ennen kuin se päättyy valvonta-alueen teknisiin tiloihin tasolle -416. Ohitustunnelin kokonaispituus on noin 350 m. Ohitustunnelin vapaa ajokorkeus on 3,8 m. Ajotunnelissa se on 4,5 m. Kuvassa 2-4 on esitetty esimerkki ohitustunnelin poikkileikkauksista kaarteissa sekä suorilla. Poikkileikkaukset vastaavat ajotunnelin vastaavia poikkileikkauksia, mutta ovat 0,7 m näitä matalampia. Loppusijoitustilojen kaksikerrosvaihtoehdossa myös alemmalla loppusijoitustasolla tarvitaan ohitustunneli, jota pitkin kapselinkuljetusajoneuvo voi kulkea loppusijoitustasolle ajamatta valvomattoman alueen teknisten tilojen läpi. Ohitustunneli erkanee alemmalle tasolle johtavasta ajotunnelista tasolla -517 ja liittyy keskustunneliin ennen valvontaalueen teknisiä tiloja (kuva 2-5). Alemman tason ohitustunneli kaltevuus on 1:100, eli sama kuin keskustunneleissa. Ohitustunnelin kokonaispituus on noin 250 m ja poikkileikkaus suorilla sekä kaarteissa sama kuin tason -420 ohitustunnelissa (kuva 2-4).

6 Kuva 2-3. Tason -420 ohitustunneli (kokonaan punainen) johtaa ajotunnelista tasolta -385 suoraan valvonta-alueen teknisiin tiloihin. Kuva 2-4. Ohitustunnelin poikkileikkauksen profiili suorilla sekä kaarteissa.

7 Kuva 2-5. Tason -520 ohitustunneli. Ohitustunnelia pitkin ajaessaan kapselinkuljetusajoneuvon ei tarvitse ajaa valvomattoman alueen teknisten tilojen läpi. 2.2 Valvonta-alueen tekniset tilat Ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa kapselit tuodaan ajoneuvolla maan pinnalta loppusijoitustasolle. Kapselikuilua ja loppusijoitustason valvonta-alueen teknisissä tiloissa sijaitsevaa kapselin vastaanottoasemaa ei tällöin tarvita. Kuiluvaihtoehdossa on oletettu, että kapselointilaitoksen käyttö- ja käytöstäpoistojäte siirretään kapselikuilun hissillä loppusijoitustasolle, jossa se loppusijoitetaan matala- ja keskiaktiivisen jätteen halliin. Ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa kapselointilaitoksen käyttö- ja käytöstäpoistojäte tuodaan loppusijoitustiloihin ajotunnelia pitkin. Käyttö- ja käytöstäpoistojäte on matala- ja keskiaktiivista jätettä, jota ei tarvitse loppusijoittaa käytetyn polttoaineen tavoin yhtä syvälle. Matala- ja keskiaktiivisen jätteen halli voidaan sijoittaa jonnekin ajotunnelin varteen huomattavasti loppusijoitustasoa ylemmäs. Tässä raportissa ei oteta kantaa hallin uuteen sijaintiin. Valvonta-alueen teknisten tilojen tilaohjelma on ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa edellä esitettyjä muutoksia lukuun ottamatta yhtenevä kuiluvaihtoehdon suunnitelmien kanssa. Loppusijoitustasolla tarvitaan ajoneuvokuljetusvaihtoehdossakin pysäköintihalli valvonta-alueen henkilökuilun läheisyydessä valvonta-alueen ajoneuvoille. Valvonta-alueella tarvitaan myös sähkölaitetilat pääkeskukselle, akuille ja muuntamoille sekä tauko- ja turvatilat valvonta-alueen henkilökunnalle. Esimerkki valvonta-alueen teknisistä tiloista ja erillisistä ilmanvaihtonousuista on esitetty kuvassa 2-6.

8 Kuva 2-6. Valvonta-alueen tekniset tilat ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa mikäli raitis- ja poistoilmalle on omat ilmanvaihtonousut.

9 3 TOIMINNAN KUVAUS Ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa kapselikuljetukseen sisältyy seuraavat vaiheet: 1. Kapselin lastaus kuljetusajoneuvon suojasäiliöön kapselointilaitoksen säteilysuojatussa tilassa. 2. Kapselin kuljetus Olkiluodon laitosalueella maanpintakuljetuksena kapselointilaitoksesta ajotunnelin suulle. 3. Kapselin kuljetus ajotunnelia pitkin loppusijoitustilaan ja loppusijoitustasolle. 4. Kapselin siirto loppusijoitustasolla keskustunnelia pitkin loppusijoitustunneliin sijoituspaikalle. 5. Kapselin asennus loppusijoitusreikään. 3.1 Kapselin siirto kuljetusajoneuvoon Kapselointilaitoksessa kapseli voidaan melko yksinkertaisesti lastata kuljetusajoneuvon säteilysuojan sisään kuvien 3-1 ja 3-2 mukaisilla järjestelyillä. Kapselin säilytystilan yläpuolella katossa on avattava pyöreä luukku, johon kuljetusajoneuvon säteilysuoja telakoituu. Kapseli nostetaan ajoneuvon säteilysuojan sisään pystyasennossa vaijerinostimella ja tarraimella. Tämän jälkeen ajoneuvo kallistaa suojasäiliön vaakasuoraan asentoon, jolloin suojasäiliön päätykansi sulkeutuu. Kapseli siirretään tämän jälkeen kuljetusajoneuvolla kapselin suojasäiliössä maanpintakuljetuksena laitosalueen tiestöä pitkin määräpaikkaansa. Mikäli jossain poikkeuksellisessa tilanteessa on tarpeen palauttaa kapseli kapselointilaitokseen, se tapahtuu samalla ajoneuvolla toistamalla päinvastaisessa järjestyksessä kapselin lastauksessa suoritetut toimenpiteet. Kuva 3-1. Kapselin lastausjärjestely kuljetusajoneuvoon kapselointilaitoksessa. Tasokuva maan pinnan tasolta. (Kuva: PER/FNS)

10 Kuva 3-2. Kapselin lastausjärjestely kuljetusajoneuvoon kapselointilaitoksessa. Pitkittäisleikkaus A - A ja poikittaisleikkaus B - B. (Kuva: PER/FNS) 3.2 Kapselin kuljetus maan päällä Kapselin kuljetussuojasäiliö on mitoitettu siten, että säteilytaso suojan pinnalla on enintään 2 msv/h, mikä on sama kuin B(U)-kuljetussäiliöiden säteilytason suunnitteluarvo. Turvallisuusmääräysten mukaan julkisilla alueilla tapahtuvien kuljetusten annosnopeus 1 m etäisyydellä kuljetussäiliön pinnasta ei saa ylittää arvoa 0,1 msv/h. Käytännössä säteilyn annosnopeus kuljetussuojan ympäristössä alenee jyrkästi etäisyyden kasvaessa ja se alittaa luonnon taustasäteilyn tason noin 30 m etäisyydellä (Suolanen ja muut 2004). Tämä tarkoittaa, että kuljetuksen havaittavat säteilyvaikutukset rajoittuvat vain kuljetusajoneuvon välittömään läheisyyteen (muutaman metrin etäisyydelle). Niinpä esimerkiksi laitosalueen rakennuksissa olevan henkilöstön suhteen ei tarvita erityistoimenpiteitä, vaikka ajoneuvo jumiutuisi laitosten piha-alueelle. Henkilöiden tarpeeton oleskelu pitempiaikaisesti aivan kuljetusajoneuvon säteilysuojan pinnan läheisyydessä on kuitenkin estettävä hallinnollisin toimin. Kuljetusreitti kannattaa kuitenkin valita siten, että mahdollisuuksien mukaan liikutaan vain vähän liikennöidyillä alueilla ja käytetään tasaisia sekä helppokulkuisia reittejä.

11 Mikäli kapselointilaitos rakennetaan KPA-varaston yhteyteen, suuri osa reittiä voi olla nykyisten OL1-2 laitosyksikköjen voimalaitosaitojen sisäpuolella, joissa fyysinen suojaustaso on jo muutenkin korkea. Kulkureitti laitosaidan portilta loppusijoitustilan ajotunnelin suulle tapahtuu yksityisellä laitosalueella (ei-julkisella alueella), jossa riittävät eristys- ja suojaustoimenpiteet on helposti hoidettavissa siten, että kuljetukseen ei kohdistu liian korkeaa vahingoittumisriskiä. Mikäli kapselointilaitos sijaitsee loppusijoituspaikan yhteydessä ja sovelletaan ajoneuvokuljetusta, on maan pinnalla kuljettava matka vain muutama sata metriä kapselointilaitoksesta ajotunnelin suulle ja tämäkin voidaan suorittaa laitosalueeksi luokiteltavalla erityisreitillä. Kapselikuljetus saattaa aiheuttaa vaurioitumisriskejä kulkureitillään myös itse kulkuväylälle ja sen läheisyydessä olevalle infrastruktuurille. Kuljetusajoneuvon kokonaispaino on suuri, 70 90 t. Kulkureitin pinnoitteen tulee olla riittävän luja, ja sen on kestettävä kapselinkuljetusajoneuvon ollessa tela-alustainen myös ajoneuvon kääntymisestä pinnoitteeseen aiheutuvat suuret voimat. Tiessä olevien siltojen, putkisto- ja kaapelitunnelien yms. rakenteiden tulee kestää raskaan kuljetuksen aiheuttama paino. On myös huomioitava, että vuosien mittaan raskaskuljetuksia tulee laitosalueella tapahtumaan useita tuhansia ja kapselikuljetusajoneuvolle tulee ajokilometrejä jokaista kuljetustapahtumaa kohti noin 15 km. Kaiken kaikkiaan kuljetusajokilometrejä tulee siis laitosalueella ja loppusijoitustiloissa yhteensä kymmeniä tuhansia. Kapseleiden kuljetuksia loppusijoitustiloihin tapahtuu keskimäärin kerran viikossa. Mikäli sijoittaminen kuitenkin toteutetaan kampanjoina, voi sijoitustahti olla nopeimmillaan luokkaa kerran päivässä. Vuositasolla kuljetuksia on loppusijoitustoiminnan alkuvuosikymmeninä 40 kpl/a ja myöhemmin vain OL3-polttoainetta sijoitettaessa 15-20 kpl/a. 3.3 Kapselin kuljetus maan alla Polttoainekapselit siirretään kapselinkuljetusajoneuvolla maan pinnalta loppusijoitustasolle ajotunnelia pitkin. Kapselin kuljetuksen ajaksi ajotunneli liitetään vaiheittain neljässä eri osassa valvonta-alueeseen. Kapseli etenee ajotunnelissa aina valvonta-alueella. Kuljetuksen edetessä valvonta-aluetta laajennetaan alaspäin ja ne osat ajotunnelia, joista kapselinkuljetusajoneuvo on jo ajanut läpi, palautetaan takaisin valvomattomaksi alueeksi. Kapselin kuljetuksen aikana ajotunnelissa ei sallita muuta kuljetukseen liittymätöntä liikennettä. Ennen kapselinkuljetusajoneuvon saapumista niin sanottu etuauto tarkistaa tunnelin kunnon ja ettei tunnelissa ole muuta liikennettä. Tunnelin ollessa hyväksyttävässä kunnossa se muutetaan tarkastuksen jälkeen valvonta-alueeksi. Ajotunnelin ensimmäinen valvonta-aluetta oleva osasto on maan pinnan ja tason -125 välillä. Toinen osasto on tasojen -125 ja -210 välillä, kolmas tasojen -210 ja -365 välillä ja neljäs -365-tason ja loppusijoitustason välillä (kuva 3-3). Valvonta- ja valvomattoman alueen rajat sijaitsevat ajotunnelissa valvonta-alueen kuilujen kuiluperien kohdalla (kuva 3-4). Ajotunnelissa tulee olla kuiluperien kohdilla molemmin puolin kuiluperää osastoivat seinät ja ovet.

12 Jakamalla ajotunneli loppusijoituskapselin kuljetuksen ajaksi useampaan valvonta-aluetta olevaan osastoon voidaan onnettomuustilanteessa rajata mahdolliset päästöt pienemmälle alueelle. Myös ajotunnelin saattaminen takaisin valvomattoman alueen käyttöön nopeutuu, kun kapselinkuljetusajoneuvon pakokaasupäästöjen tuuletus voidaan aloittaa valvomattoman alueen ilmanvaihtojärjestelmän kautta ajotunnelin yläpäässä kapselin kuljetuksen vielä edetessä ajotunnelin alapäässä. Kuva 3-3. Ajotunneli muutetaan vaiheittain neljässä eri vaiheessa valvonta-alueeksi.

13 Kuva 3-4. Valvonta- ja valvomattoman alueen raja ajotunnelissa kuiluperien kohdilla.

14 Kapselinkuljetusajoneuvo siirtyy maanpinnalta ajotunneliin +2,5-tasolta ja ajotunnelin yläpäässä olevat ovet suljetaan tämän jälkeen. Ajotunnelin ensimmäinen osa on tällöin valvonta-aluetta (kuva 3-3a). Valvonta-alue päättyy tasolle -125 ensimmäisen valvontaalueen kuiluliittymän jälkeen. Ensimmäisen valvonta-aluetta olevan osaston pituus on 1350 m. Kapselinkuljetusajoneuvolta kuluu tämän osaston läpiajamiseen aikaa noin 10 minuuttia. Kapselinkuljetusajoneuvon nopeus suorilla on 2,7 m/s ja kaarteissa 1,2 m/s. Kapselinkuljetusajoneuvon lähestyessä tasoa -125 seuraava osa ajotunnelista liitetään valvonta-alueeseen. Ajotunnelin toinen valvonta-alueosasto ulottuu tason -125 kuiluliittymästä tason -210 kuiluliittymään (kuva 3-3b). Kapselin kuljetuksen siirryttyä toiseen osastoon ensimmäinen osasto lukuun ottamatta tason -125 kuiluliittymää liitetään takaisin valvomattomaan alueeseen. Ajotunnelin yläpäässä olevat ovet avataan ja kapselinkuljetusajoneuvon pakokaasut tuuletetaan ajotunnelista valvomattoman alueen ilmanvaihdon kautta. Ajotunnelin toisen valvonta-alueosaston pituus on noin 900 m. Sen läpiajamiseen kuluu kapselinkuljetusajoneuvolta aikaa noin 7 minuuttia. Kapselinkuljetusajoneuvon lähestyessä tasoa -210 ajotunnelin kolmas valvonta-alueosasto liitetään valvonta-alueeseen. Tasolta -210 alkava osasto ulottuu tason -365 valvonta-alueen kuiluliittymään asti (kuva 3-3c). Kapselinkuljetusajoneuvon siirryttyä kolmanteen osastoon edellinen liitetään tason -210 kuiluliittymää lukuun ottamatta takaisin valvomattomaan alueeseen. Kolmannen osaston pituus on noin 1630 m ja kapselinkuljetusajoneuvolta kuluu sen ajamiseen aikaa noin 12 minuuttia. Neljäs ja viimeinen ajotunnelin valvonta-alueosasto alkaa tasolta -365. Noin 350 m yhteensä 510 m pitkästä neljännestä osastosta on varsinaisesta ajotunnelista erkanevaa ja suoraan valvonta-alueen teknisiin tiloihin tasolle -416 johtavaa ohitustunnelia (kuvat 3-3d ja 3-5). Ohitustunneli alkaa tasolta -385. Neljäs ajotunnelin valvonta-alueosasto liitetään valvonta-alueeseen kapselinkuljetusajoneuvon lähestyessä tasoa -365. Kapselinkuljetusajoneuvon siirryttyä neljänteen osastoon kolmas osasto lukuun ottamatta tason -365 kuiluliittymää palautetaan takaisin valvomattomaksi alueeksi. Neljännen osaston ajamiseen kuluu kapselinkuljetusajoneuvolta aikaa noin 4 minuuttia. Kapselinkuljetusajoneuvon saavuttua valvonta-alueen teknisiin tiloihin tasolle -416 loput ajotunnelista sekä tason -365 kuiluliittymä liitetään takaisin valvomattomaan alueeseen. Ohitustunneli jää valvonta-alueeksi (kuva 3-6). Ajotunnelin kokonaispituus tasolta +2,5 valvonta-alueen teknisiin tiloihin tasolle -416 on noin 4380 m. Kapselinkuljetusajoneuvon kokonaisajoaika keskimääräisellä 2,2 m/s nopeudella on noin 33 minuuttia. Loppusijoitustasolla polttoainekapselit siirretään valvonta-alueen teknisistä tiloista kapselinkuljetusajoneuvolla sijoitustunneliin ja loppusijoitetaan kuten kuilukuljetusvaihtoehdossa on esitetty (Kirkkomäki 2003).

15 Kuva 3-5. Ajotunnelin neljännestä ja viimeisestä osasta suurin osa on ajotunnelista suoraan valvonta-alueen teknisiin tiloihin johtavaa ohitustunnelia. Kuva 3-6. Kapselin kuljetuksen siirryttyä loppusijoitustasolle ajotunneli palautetaan valvomattomaksi alueeksi. Ohitustunneli jää valvonta-alueeksi.

16 Kapselinkuljetusajoneuvo palaa polttoainekapselin loppusijoittamisen jälkeen ajotunnelia pitkin takaisin maan pinnalle. Ajotunneli on tällöin valvomatonta aluetta. Kapselinkuljetusajoneuvon tulee maan alla ylittää valvonta- ja valvomattoman alueen raja siirtyessään valvonta-alueelta ajotunneliin valvomattomalle alueelle. Rajan ylitys tapahtuu aina ohitustunnelin yläpäässä, jonne voidaan perustaa ylityksen edellyttämät toimenpiteet kattava raja-asema. Kapselin kuljetus ajotunnelissa aiheuttaa melko vähäisen häiriön muulle ajotunnelin liikenteelle. Kapselin kuljetuksen ajaksi muu liikenne ajotunnelissa pysäytetään, mutta tästä aiheutuvan häiriön kesto on keskimäärin noin yksi tunti viikossa. Ajotunnelilta itseltään kapselin kuljetus edellyttää ainoastaan, että ajotunnelin lattia kestää kapselinkuljetusajoneuvon painon sekä kääntymisen kaarteissa. Ajotunnelin puhtaudelle kapseleiden kuljetus ajotunnelia pitkin ei aiheuta poikkeuksellisia vaatimuksia. Mikäli ajotunneli on kurainen tai hiekkainen, on se muunkin liikenteen turvallisuuden takia puhdistettava. Tarvittaessa esimerkiksi loppusijoitustilojen louhintavaiheen aikana ajoneuvojen renkaat voidaan pestä ennen ajoneuvojen siirtymistä ajotunneliin. 3.4 Kapselin kuljetus maan alla kaksikerrosvaihtoehdossa Loppusijoitustilojen kaksikerrosvaihtoehdossa osa käytetystä polttoaineesta sijoitetaan alemmalle tasolle -520. Loppusijoitus aloitetaan kuten yksikerrosvaihtoehdossa tasolta -420. Alemmalle tasolle siirrytään vasta reilun 40 vuoden kuluttua loppusijoittamisen aloittamisesta. Kapselit kuljetetaan alemmalle loppusijoitustasolle ajotunnelia pitkin kapselinkuljetusajoneuvolla. Kapselit tuodaan tasolle -385 asti kuten yksikerrosvaihtoehdossa. Kaksikerrosvaihtoehdossa ohitustunneliin kääntymisen sijaan kapselinkuljetusajoneuvo jatkaa tasolta -385 ajotunnelia pitkin tasolle -420. Valvomattoman alueen tekniset tilat tasolla -420 ohitettuaan kapselinkuljetusajoneuvo jatkaa alemmalle tasolle johtavaa ajotunnelia pitkin tasolle -517 asti (kuva 3-7). Kapselinkuljetusajoneuvo kääntyy tasolla -517 alemman tason ohitustunneliin. Tason -365 valvonta-alueen kuiluperältä alkavan ja tason -520 teknisiin tiloihin ulottuvan valvonta-alueosaston (kuva 3-8) pituus on 2,0 km. Kapselinkuljetusajoneuvolta kuluu aikaa sen ajamiseen noin 15 min. Kokonaisajoaika maan pinnalta tasolle -520 on noin 44 min.

17 Kuva 3-7. Kaksikerrosvaihtoehdossa kapselinkuljetusajoneuvo ei käänny tasolta 385 ohitustunneliin, vaan jatkaa ajotunnelia pitkin tasolle 420. Tasolta 420 kapselinkuljetusajoneuvo siirtyy tasolle 520 johtavaan ajotunneliin. Kuva 3-8. Kaksikerrosvaihtoehdossa ajotunneli on valvonta-aluetta alemman loppusijoitustason teknisistä tiloista tason -365 kuiluperälle asti.

18 Alemmalla loppusijoitustasolla kapselinkuljetusajoneuvo siirtyy ohitustunnelista keskustunnelia pitkin joko valvonta-alueen teknisten tilojen kautta tai suoraan loppusijoitettavaan sijoitustunneliin. Kapseleiden loppusijoitus sijoitustunneleihin noudattaa kuiluvaihtoehdon mukaista järjestystä sijoitustunneliin 128 asti (kuva 3-9). Ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa sijoitustunneleiden loppusijoitusjärjestystä tulee muuttaa, jotta ohitustunnelin ja valvonta-alueen teknisten tilojen välinen keskustunneli voi olla aina valvonta-aluetta. Tästä syystä ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa valvonta-alueen teknisten tilojen pohjoispuolella kiertävän keskustunnelilenkin varrella sijaitsevien sijoitustunneleiden loppusijoitus aloitetaan teknisten tilojen pohjoispuolella sijaitsevista sijoitustunneleista ja loppusijoitus etenee keskustunnelia myötäpäivään kiertävässä järjestyksessä sijoitustunneliin 131 asti. Tämän jälkeen loppusijoitus siirtyy teknisten tilojen itäpuolelle sijoitustunneliin 132 (kuva 3-10). Loppusijoitus jatkuu sijoitustunnelin 135 jälkeen taas samassa järjestyksessä kuin kuiluvaihtoehdossa. Kuva 3-9. Valvonta-alueen teknisten tilojen pohjoispuolella olevien sijoitustunneleiden loppusijoitusjärjestys kuiluvaihtoehdossa (Kirkkomäki 2003).

19 Kuva 3-10. Valvonta-alueen teknisten tilojen pohjoispuolella olevien sijoitustunneleiden loppusijoitusjärjestys ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa. 3.5 Ydinmateriaalivalvonta ja säteilysuojelu Ydinmateriaalivalvonta Identifioidut polttoaineniput kapseloidaan kapselointilaitoksessa valvontajärjestelmien alaisuudessa kapseleihin, joiden pinnassa on omat tunnistetiedot. Kapseli suljetaan hitsaamalla. Nippujen poistaminen suljetuista ja tarkastetuista kapseleista ei ole mahdollista siten, että siitä ei jäisi havaittavaa muutosta (jälkeä) kapselirakenteeseen. Kuljetusajoneuvossa kapseli sijaitsee koko kuljetuksen ajan massiivisen säteilysuojalieriön sisällä. Säteilysuojan avattavat luukut voidaan tarvittaessa sinetöidä, jos muuten ei voida vakuuttua käytetyn polttoaineen säilymisestä ajoneuvon sisällä kuljetuksen aikana. Maan pinnalla laitosalueella kuljetusta joudutaan valvomaan ja suojaamaan vartiointihenkilöstön toimesta. Myös liikenteenohjaus kuljetuksen läheisyydessä on suoritettava siten, että muiden ajoneuvojen kohtaaminen ja asiattomien henkilöiden lähestyminen kuljetusajoneuvon läheisyyteen estetään. Kapseli poistetaan kuljetusajoneuvosta vain loppusijoitustilan valvonta-alueella suoraan loppusijoitusreikään tai poikkeustilanteissa kapseli voidaan kuljetusajoneuvosta palauttaa kapselointilaitokseen valvonta-alueelle. Kapseloidun ydinpolttoaineen ydinmateriaalivalvonta laitosalueen kuljetuksissa kohdistetaan kapselin tunnistamiseen ja sen säilymiseen koskemattomana kuljetuksen aikana. Yksittäinen kuljetustapahtuma kestää kerrallaan enintään noin tunnin ajan, mikäli häiriöitä ei tapahdu. Tällaisen lyhyen ajan kestävän tapahtuman valvonta on melko helppo järjestää vartijoiden avulla. Vartijoita tarvitaan myös liikenteen järjestelemiseksi mahdollisimman turvalliseksi kuljetusajoneuvon lähiympäristössä Olkiluodon laitosalueella.

20 Säteilysuojelu Käytetyllä polttoaineella täytetyn kapselin pinnan säteilytaso on paikallisesti enimmillään noin 350 msv/h, mutta keskimäärin säteilytasot kapselin pinnalla ovat kuitenkin alle 200 msv/h. Nämä säteilytasot ovat niin korkeita, että paljasta kapselia voidaan säilyttää tai käsitellä vain säteilysuojatuissa tiloissa tai laitteissa eikä ihmisillä saa olla missään olosuhteissa pääsyä paljaan kapselin läheisyyteen. Uusimmat säteilytasolaskelmat kapselille on raportoitu viitteessä (Anttila 2005). Kapselin käsittely valvonta-alueen tiloissa ja kuljetusajoneuvon säteilynsuojasylinterin sisällä tulee tapahtua aina koneellisesti ja kauko-ohjauksella. Myös häiriötilanteet on kyettävä hoitamaan ilman, että henkilöiden tarvitsisi lähestyä suojaamatonta kapselia. Nämä periaatteet ovat olleet kapselointilaitoksen, kapselin siirtoajoneuvojen ja -laitteiden suunnitteluperusteena. Kapselin siirtoajoneuvon säteilysuojasäiliön seinämän säteilynvaimennus on mitoitettu siten, että säteilytaso suojan pinnalla on korkeintaan 2 msv/h, mikä on sama kuin B(U)- vaatimusten mukaisen kuljetussäiliön eräs mitoitusvaatimus. Tämäkin säteilytaso on merkittävä, eikä kuljetussäiliön välittömässä läheisyydessä tule tarpeettomasti oleskella. Säiliön lähiympäristö on suoran säteilyn osalta luokiteltava oranssiksi alueeksi. Laitosalueella tapahtuvien kuljetusten osalta tällaisia säteilytasoja ja suojausmenettelyjä arvioidaan pidettävän hyväksyttävinä, vaikkakaan menettelyä ei ole viranomaiskäsitelty. Säiliön välittömässä läheisyydessä voidaan kuitenkin esimerkiksi häiriö- tai korjaustapauksessa oleskella valvotusti lyhyitä aikoja. Työntekijöiden sallittu vuosiannos on enintään 5 msv vuodessa ja enintään 20 msv liukuvan 5 vuoden keskiarvona. Kuitenkin esimerkiksi ajoneuvon kuljettajan työtila (ajoneuvon ohjaamo) on suojattava arviolta 4 cm paksuisella metalliseinämällä suojasäiliön suuntaan, jotta ohjaamo voidaan luokitella suoran säteilyn suhteen rajoituksetta oleskeltavaksi paikaksi. Piha-alueella suoritettavien kuljetusten yhteydessä säteilytaso ajoneuvon ulkopuolella vähenee etäisyyden kasvaessa likimain verrannollisena etäisyyden neliöön, joten jo muutaman metrin turvaetäisyys ajoneuvoon riittää säteilysuojauksena. IAEA:n kuljetusstandardi (IAEA 1996) antaa ohjeet ja määräykset radioaktiivisia aineita sisältävien kuljetusten suorittamisesta. Ohje kertoo myös suojelusäännökset ja pakkausten merkinnät. 3.6 Bentoniittilohkojen kuljetus Loppusijoituskapselin ympärille sijoitusreikään tulevat bentoniittilohkot kuljetetaan kapseleiden kuilukuljetusvaihtoehdossa kapselihissillä maan päältä loppusijoitustasolle. Kapseleiden ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa ei ole kapselihissiä. Bentoniittilohkoja ei voida myöskään kuljettaa henkilöhisseillä. Bentoniittilohkot on siirrettävä kapseleiden ajoneuvokuljetusvaihtoehdossa maan alle ajotunnelia pitkin kuljetukseen sopivalla ajoneuvolla.

21 Yhteen loppusijoitusreikään asennetaan 22 27 t bentoniittilohkoja riippuen kapselin pituudesta ja reiän syvyydestä. Bentoniittilohkojen lopullista kokoa ja muotoa ei ole vielä päätetty. Todennäköisesti bentoniitti asennetaan kuitenkin loppusijoitusreikään isoina lohkoina. Yksi iso bentoniittilohko voi muodostua myös useammasta pienemmästä yhteen sidotusta lohkosta. Yhden ison bentoniittilohkon korkeus tulee arviolta olemaan 1,5-2 metriä ja paino enintään noin 5 t. Tällöin ne ovat vielä käsiteltävissä sekä kuljetettavissa. Bentoniittilohkot voidaan kuljettaa maanpinnalta loppusijoitustasolle esimerkiksi raskaalla kuorma-autolla. Näiden kantavuus on yleensä noin 5000 15000 kg ja lavan pituus 5 10 m. Riippuen kuorma-autosta sillä voidaan kerrallaan kuljettaa 2 3 isoa bentoniittilohkoa. Yhden loppusijoitusreiän bentoniitin kuljettamiseen tarvitaan siis vähintään kaksi kuorma-autoa tai yhden kuorma-auton on tehtävä kaksi edestakaista matkaa. Kuljetuskapasiteettia voitaisiin nostaa kytkemällä kuorma-autoon perävaunu tai käyttämällä puoliperävaunullisia rekkoja, mutta niiden käsittely ja etenkin kääntäminen maan alla loppusijoitustiloissa saattaa olla hyvin hankalaa. Kuljetus- ja jakelukäyttöön tarkoitetuissa avolavaisissa raskaissa kuorma-autoissa on usein lavan ja hytin välissä nosturi rahdin lastaukseen ja purkuun. Tehokkaimpien nosturien kapasiteetti riittää bentoniittilohkojen nostamiseen, mutta maan alla tunnelissa vapaa tila nosturin ympärillä saattaa rajoittaa niiden käyttöä. Bentoniittilohkojen purkuun kuorma-autosta maan alla on syytä varata riittävän kapasiteetin omaava trukki. Bentoniittilohkot kuljetetaan kuorma-autolla maan alle loppusijoitustasolle ajotunnelia pitkin. Loppusijoitustasolla lohkot kuljetetaan keskustunneleita pitkin loppusijoitettavalle sijoitustunnelille. Bentoniittilohkot puretaan kuorma-autosta ja välivarastoidaan keskustunnelin reunalle (kuva 3-11). Loppusijoitustiloihin tuodaan kerralla vain seuraavan loppusijoitussyklin edellyttämä määrä bentoniittilohkoja. Yhdessä loppusijoitussyklissä sijoitetaan korkeintaan neljä kapselia, johon tarvitaan noin kahdeksan kuorma-autollista bentoniittilohkoja. Bentoniittilohkojen tuonti keskustunneliin ajoitetaan tapahtumaan joko samaan aikaan kun sijoitustunneleita täytetään edellisen loppusijoitussyklin kapseleiden osalta tai heti sen jälkeen. Keskustunneli ja sijoitustunneli ovat tällöin valvomatonta aluetta. Ajotunneli on myös valvomatonta aluetta, eli bentoniittilohkojen koko tuonti ja purku kuormaautoista loppusijoitustasolla tapahtuu valvomattomalla alueella. Bentoniittilohkojen asennus loppusijoitusreikään tapahtuu sen sijaan valvonta-alueella. Bentoniittilohkot siirtyvät valvomattomalta alueelta valvonta-alueelle alueiden rajojen siirron yhteydessä (kuva 3-12). Bentoniittilohkoja ei siis siirretä valvonta- ja valvomattoman alueen rajan yli, vaan rajaa siirtämällä bentoniittilohkot siirtyvät valvonta-alueelle. Tämän etuna on muun muassa, ettei bentoniittilohkoja loppusijoitustasolle tuotaessa rajaa maan alla tarvitse ylittää millään ajoneuvolla. Pelkät bentoniittilohkot voidaan tarvittaessa huomattavasti helpommin tarkistaa ennen rajan siirtoa kuin lohkoja sekä niitä kuljettavaa ajoneuvoa. Lisäksi tyhjän ajoneuvon olisi ylitettävä alueiden välinen raja uudelleen palatessa takaisin maan pinnalle.

22 Kuva 3-11. Bentoniittilohkot tuodaan maan pinnalta loppusijoitustasolle ajotunnelia pitkin kuorma-autolla. Lohkot puretaan kuorma-autosta ja välivarastoidaan keskustunnelin varteen ennen loppusijoitusreikään sijoittamista. A) B) Kuva 3-12. Bentoniittilohkot välivarastoidaan keskustunneliin esimerkiksi loppusijoitettavien sijoitustunneleiden väliin samalla kun sijoitustunneleita täytetään edellisten loppusijoituskapseleiden osalta (A). Bentoniittilohkot siirtyvät valvonta-alueelle samalla kun alueiden välistä rajaa siirretään ennen loppusijoituksen alkamista (B).

23 4 ILMANVAIHTO AJOTUNNELISSA 4.1 Ilmanvaihdon periaate kapselin kuljetuksen aikana Ajotunnelin ilmanvaihto on normaalitilanteissa kytketty valvomattoman alueen ilmanvaihtoon. Kapselin kuljetuksen ajaksi ajotunneli muutetaan vaiheittain neljässä osassa valvonta-alueeksi ja valvonta-aluetta olevat osat kytketään irti valvomattoman alueen ilmanvaihdosta. Tällä estetään onnettomuustilanteissa mahdollisesti vapautuvan aktiivisuuden leviäminen valvomattoman alueen ilmanvaihtojärjestelmään ja sitä kautta ilmakehään. Valvonta-aluetta olevissa ajotunnelin osissa ei ole ilmanvaihtoa lainkaan kapselin kuljetuksen aikana. Tällöin ajotunnelissa saa oleskella ainoastaan kapselinkuljetusajoneuvon kuljettaja. Muuta liikennettä ajotunnelissa ei sallita samaan aikaan kapselin kuljetuksen kanssa. Kuljetuksen siirryttyä valvonta-alueen osastosta seuraavaan edellinen muutetaan takaisin valvomattomaksi alueeksi. Kapselinkuljetusajoneuvon pakokaasut tuuletetaan tämän jälkeen pois valvomattoman alueen ilmanvaihdon kautta. 4.2 Kapselinkuljetusajoneuvon pakokaasupäästöt Kapselin kuljetuksen aikana ajotunnelin valvonta-aluetta olevissa osissa ei siis ole ilmanvaihtoa lainkaan. Tämän vaikutusta ajotunnelin ilman laatuun ja eri pitoisuuksiin voidaan arvioida työkoneissa käytettäville diesel-moottoreille olevien päästönormien avulla. EU:n alueella on tällä hetkellä voimassa direktiivi 97/68/EC Stage II tieliikenteen ulkopuolella käytettäville työkoneiden moottoreille (taulukko 4-1). Normeissa ilmoitetaan suurimmat sallitut päästömäärät, joita myös kapselinkuljetusajoneuvon tulee noudattaa. Olettamalla kapselinkuljetusajoneuvon moottorin tuottavan normien raja-arvojen mukaisen määrän päästöjä, voidaan normeista laskea ajotunnelin ilman suurimmat pitoisuusarvot. Taulukko 4-1. EU:n alueella voimassa oleva Direktiivin 97/68/EC Stage II mukaiset pakokaasupäästöjen raja-arvot 130 560 kw tehoisille työkoneiden moottoreille. Power category [kw] STAGE II 130 < P < 560 [g/kwh] CO 3,5 HC 1,0 NO x 6,0 PM 0,2

24 Taulukossa 4-2 on esitetty ajotunnelin eri valvonta-alueosastojen pituudet sekä kokonaistilavuudet. Tilavuudet ovat laskennallisia louhintatilavuuksia, joissa ei ole huomioitu tunnelin lattian täyttöä. Toisaalta, esitetyissä tilavuuksissa ei ole myöskään huomioitu ylilouhinnasta aiheutuvaa ajotunnelin todellisen tilavuuden kasvua. Näiden on oletettu kumoavan toisensa. Taulukossa 4-2 on esitetty myös kapselinkuljetusajoneuvon ajoajat eri valvonta-alueen osastoissa. Suorilla kapselinkuljetusajoneuvon nopeudeksi on arvioitu 2,7 m/s ja kaarteissa 1,2 m/s. Taulukossa 4-3 on esitetty kapselinkuljetusajoneuvon aiheuttamat ajotunnelin ilman pitoisuudet olettamalla kapselinkuljetusajoneuvon moottorin tehoksi 250 kw ja päästöjen vastaavan edellä mainitun direktiivin suurimpia sallittuja raja-arvoja. Taulukossa 4-4 on puolestaan esitetty Sosiaali- ja terveysministeriön vuonna 2005 julkaisemat haitalliseksi tunnettujen pitoisuuksien 8 tunnin raja-arvot hiilimonoksidille (CO) sekä typen oksideille (NO ja NO 2 ). Hiukkaspitoisuudelle (PM) ja hiilivedyille ei vastaavaa suomalaista raja-arvoa ole, mutta taulukossa on esitetty saksalaisen TRGS-määräyksien (Technische Regeln für Gefahrstoffe) mukainen raja-arvo hiukkaspitoisuudelle. Taulukoista 4-3 ja 4-4 voidaan todeta, että kapseliajoneuvon moottorin tuottama hiilimonoksidin määrä jää ajotunnelissa alle kymmenysosaan sallitusta. Typenoksideja (NO x ) ei ole eroteltu päästöjen määrässä käytetyssä direktiivissä kuten Sosiaali- ja terveysministeriö on tehnyt. Kapselinkuljetusajoneuvon tuottamien typen oksidien kokonaismäärä on kuitenkin niin pieni, että niiden kokonaispitoisuus ajotunnelissa jää alle jo yksistään typpidioksidille (NO 2 ) sallitun pitoisuuden. Hiukkaspäästöjen määrä sen sijaan ylittää selkeästi saksalaisen TRGS-määräyksen mukaisen pitoisuuden raja-arvon. Hiukkaspäästöjen määrää voidaan kuitenkin pienentää huomattavasti asentamalla kapselinkuljetusajoneuvoon hiukkassuodatin. Käytännössä näin tullaan tekemään joka tapauksessa, sillä direktiivin mukaiset päästömäärät tulevat tiukkenemaan ennen loppusijoittamisen aloittamista. Taulukossa 4-5 on esitetty vuonna 2011 2013 voimaan tulevat Stage III B - vaiheen mukaiset päästömäärät. Hiukkaspäästöjen määrää on niissä pienennetty yli 90 % nykyisen Stage II -vaiheen määrästä. Samalla typen oksidien määrää rajoitetaan kolmasosaan. Vuonna 2014 voimaan tulevassa Stage IV -vaiheessa typen oksidien määrää pienennetään vielä viidesosaan Stage III -normista (taulukko 4-5). Edellä esitettyjen laskelmien perusteella kapselinkuljetusajoneuvon tulisi pystyä huoletta ajamaan ajotunnelia pitkin alas loppusijoitustasolle vaikka ajotunnelin ilmanvaihto olisikin kytketty pois päältä. Laskelmat eivät kuitenkaan huomioi ajotunnelin ilman pitoisuuksien lähtötasoa ja suomalaiset määräykset saattavat vielä huomattavasti kiristyä ennen loppusijoittamisen aloittamista vuonna 2020. Mikäli syystä taikka toisesta ajotunnelin ilman haitallisten aineiden pitoisuudet nousisivat yli sallitun, niin aina on mahdollista eristää kapselinkuljetusajoneuvon kuljettajan hytti ympäröivästä ajotunnelin ilmasta ja varustaa se joko riittävän tehokkaalla raitisilmasuodatuksella taikka omalla raitisilmasäiliöllä.

25 Taulukko 4-2. Ajotunnelin valvonta-aluetta olevien osien pituudet ja kokonaistilavuudet sekä kapseliajoneuvolta kuluva läpiajoaika. Ajoaika on laskettu käyttäen suorilla nopeutta 2,7 m/s ja kaarteissa 1,2 m/s. Valvonta-alue Pituus Tilavuus Ajoaika (m) (m 3 ) (s) Osa 1, +2,5 - -125,5 1350 55 900 610 Osa 2, -125,5 - -210,4 900 37 600 420 Osa 3, -210,4 - -366,9 1630 64 900 720 Osa 4, -366,9 - -415,9 510 24 000 260 yhteensä 4 390 182 400 2000 Taulukko 4-3. Kapselinkuljetusajoneuvon pakokaasuista aiheutuvat päästöjen pitoisuusarvot ajotunnelin eri osissa. Pakokaasupäästöjen Osa 1 Osa 2 Osa 3 Osa 4 pitoisuudet [mg/m 3 ] CO 2,66 2,72 2,69 2,58 HC 0,76 0,78 0,77 0,74 NO x 4,56 4,66 4,61 4,42 PM 0,15 0,16 0,15 0,15 Taulukko 4-4. Hengitysilman raja-arvoja. Pitoisuus [g/m 3 ] CO 35,00* NO 31,00* NO 2 5,70* PM 0,10** * Sosiaali ja terveysministeriön vuonna 2005 julkaisemat haitallisiksi tunnettujen pitoisuuksien 8 tunnin raja-arvot. ** Technische Regeln für Gefahrstoffe TRGS 900.

26 Taulukko 4-5. Vuonna 2011 2013 voimaan tulevat Stage III B -vaiheen sekä vuonna 2014 voimaan tulevan Stage IV -vaiheen mukaiset päästömäärät. Power category [kw] STAGE III B STAGE IV 130 < P < 560 [g/kwh] [g/kwh] CO 3,5 3,5 HC 0,19 0,19 NO x 2,0 0,4 PM 0,025 0,025 4.3 Radon Ajotunnelin radonpitoisuuden nousua kapselin kuljetuksen aikana on arvioitu lähteen Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksesta ympäristöön pääsevän luonnon radonkaasun aiheuttamat säteilyannokset (Vesterbacka ja Arvela 1998) perusteella. Tässä lähteessä on laskettu Olkiluodon koko loppusijoitusluolaston radonpitoisuudet erilaisilla radonlähteiden kokonaisvoimakkuuksilla ja ilmanvaihtokertoimilla. Yksittäisille tunneleille ei ole laskettu erikseen radonin pitoisuuksia, mutta raportissa annettujen kaavojen avulla ne ovat määriteltävissä. Ajotunneliin vapautuu radonia kolmesta eri lähteestä, kallioseinämistä, vuotovedestä sekä tunnelin pohjalla olevasta murskekerroksesta. Kallioperästä tulevan radonin lähdevoimakkuutta G k voidaan arvioida kaavalla 4-1 G k = C Ra E n A, (4-1) missä C Ra = Kallion radonpitoisuus E n = Normituskerroin A = Kallioseinämän kokonaispinta-ala. Kallion radonpitoisuus Olkiluodossa on suurimmillaan 200 Bq/kg ja normituskerroin on suurimmillaan 1 Bq m -2 h -1 /Bq kg -1. Ajotunnelin pinta-ala on noin 23 m 2 tunnelimetriä kohden. Vuotovesistä vapautuvan radonin lähdevoimakkuutta G v voidaan arvioida kaavalla 4-2 G v = C v v, (4-2) missä C v = Veden radonpitoisuus v = Veden vuotonopeus. Veden radonpitoisuudeksi on suurimmillaan mitattu 300 kbq/m 3. Ajotunnelin vuotovesien määräksi on arvioitu 0,2 m 3 /h 100 tunnelimetriä kohden.

27 Murskeesta vapautuvan radonin lähdevoimakkuutta G m voidaan arvioida kaavalla 4-3 G m = C Ra E m ρ k (1-p) d A m, (4-3) missä C Ra = Kallion radonpitoisuus E m = Normituskerroin ρ k = Kiviaineksen kiintotiheys p = Murskeen huokoisuus d = Murskekerroksen paksuus A m = Murskekerroksen pinta-ala. Kallion radonpitoisuuden todettiin jo edellä olevan Olkiluodossa suurimmillaan 200 Bq/kg. Normituskerroin on suurimmillaan 0,0015. Kiviaineksen kiintotiheys on 2700 kg/m 3. Murskeen huokoisuus on 0,3. Murskekerroksen pinta-ala tunnelimetriä kohden 5,5 m 2 ja paksuus 0,4 m. Koska kapselin kuljetuksen aikana ajotunnelissa ei ole radonpitoisuutta laimentavaa ilmanvaihtoa ja radonin radioaktiivinen hajoaminen tarkasteltavana ajanjaksona on hyvin vähäistä, voidaan radonin pitoisuuden nousu ajotunnelin ilmassa laskea yksinkertaistetulla kaavalla 4-4 C = G kok t / V, (4-4) missä C = Radonpitoisuus G kok = Radonlähteiden voimakkuus t = Kapselinkuljetusajoneuvon ajoaika V = Ajotunnelin tilavuus. Radonin toimenpidearvo on Suomessa Säteilyturvakeskuksen ST-ohjeen 12.1 (STUK 2000) mukaan 400 Bq/m 3 työpaikalla, jossa työskennellään säännöllisesti noin 1600 tuntia vuodessa. Toimenpidearvo nousee huomattavasti työajan lyhentyessä. Vuotuisen työajan ollessa enintään 600 tuntia toimenpidearvo on 1000 Bq/m 3. Vuotuisen työajan ollessa enintään 300 tai 100 tuntia, vastaavat toimenpidearvot ovat 2000 Bq/m 3 ja 6000 Bq/m 3. Radonpitoisuuksien kasvu ilmanvaihdon katkoksen aikana ajotunnelin eri osissa on koottu taulukkoon 4-6. Taulukosta voidaan havaita, että pahimmassakin tapauksessa radonia ehtii kapselin kuljetuksen aikana kerääntyä eri tunneliosuuksiin hyvin vähäinen määrä. Vaikka ilmanvaihdon pysäyttämisessä ja takaisin päälle kytkemisessä olisi viive, jonka seurauksena tuulettamaton aika pitenisi yhteensä 30 minuutilla ja tuuletusta pysäytettäessä ilman radonpitoisuus olisi ennestään jo 200 Bq/m 3, ei ajotunnelin eri osien radonpitoisuus vieläkään nouse edes vuotuisen keskiarvon toimenpidearvoon. Ajotunneli tai jokin sen osa voi olla ilman ilmanvaihtoa lähes puolitoista tuntia ennen kuin ilman radonpitoisuus nousee esitetyillä olettamuksilla edes vuotuisen keskiarvon toimenpidearvoon.

28 Taulukko 4-6. Ilman radonpitoisuudet ajotunnelin eri osissa kapselin kuljetuksen aikana. Valvonta-alue Ajoaika Radonpitoisuuden kasvu t t = ajoaika t = ajoaika + 30 min (s) (Bq/m 3 ) (Bq/m 3 ) Osa 1, +2,5 - -125,5 610 24,7 97,3 Osa 2, -125,5 - -210,4 420 16,8 88,8 Osa 3, -210,4 - -366,9 720 30,3 105,8 Osa 4, -366,9 - -415,9 260 9,3 73,2 Koko ajotunneli 2000 80,5 152,6 4.4 Ilmanvaihto onnettomuustilanteessa Onnettomuuden riski kapselin maanalaisen kuljetuksen aikana on hyvin pieni. Mikäli kuitenkin kapselin kuljetuksen yhteydessä tapahtuisi jokin onnettomuus, niin oletettavasti kaikki muu toiminta loppusijoitustiloissa keskeytettäisiin välittömästi, loppusijoitustilat evakuoitaisiin henkilöstöstä ja keskityttäisiin ainoastaan onnettomuustilanteen selvittämiseen. Tällöin ilmanvaihto voidaan tarvittaessa katkaista kokonaan muista tiloista ja käyttää koko ilmanvaihdon kapasiteetti onnettomuusalueen tuulettamiseen. Kapselin kuljetuksen ajaksi ajotunneli liitetään vaiheittain neljässä osassa valvonta-alueeseen. Valvonta-aluetta olevat osat kytketään irti valvomattoman alueen ilmanvaihdosta ja normaalitilanteessa valvonta-aluetta olevissa ajotunnelin osissa ei ole kapselin kuljetuksen aikana ilmanvaihtoa lainkaan. Onnettomuustilanteen seurauksena ajotunnelin ilman eri pitoisuudet saattavat tällöin helposti ylittää haitallisen tason. Ajotunnelin ilmanvaihdon kannalta onnettomuustilanteet voidaan karkeasti jakaa kolmeen ryhmään; ajoneuvovika, ajoneuvo- tai muu tulipalo sekä onnettomuus, jonka seurauksena aktiivisuutta pääsee leviämään ajotunneliin. Ajoneuvovian seurauksena kapselinkuljetusajoneuvo joko pysähtyy tai se on pysäytettävä ajotunneliin. Tällöin kapselinkuljetusajoneuvon moottori tulee sammuttaa viipymättä. Ajoneuvo joko korjataan ajotunnelissa tai se hinataan tunnelista ulos. Mikäli työ kestää kokonaisuudessaan yli puolitoista tuntia, ajotunnelin ilman radonpitoisuutta on syytä seurata. Tarvittaessa ajotunnelia voidaan joko tuulettaa valvomattoman alueen ilmanvaihdon kautta tai tunnelissa työskentelevien on varauduttava käyttämään hengityssuojaimia. Kapselinkuljetusajoneuvon sytyttyä palamaan tai jonkin muun palaessa valvonta-aluetta olevassa ajotunnelin osassa valvonta-alueen rajat pidetään suljettuina kunnes palo on sammunut tai sammutettu. Tämän jälkeen mikäli aktiivisuutta ei ole päässyt vapautumaan savukaasut tuuletetaan tunnelista valvomattoman alueen ilmanvaihdon kautta. Kolmannessa vaihtoehdossa oletetaan, että ajotunnelissa tapahtuneen onnettomuuden seurauksena aktiivisuutta on päässyt vapautumaan ajotunneliin. Tällöin, mikäli kapselointilaitos sijaitsee loppusijoitustilojen päällä, ajotunnelin ilmanvaihto voidaan kytkeä

29 valvonta-alueen ilmanvaihtoon ja poistoilma suodattaa kapselointilaitoksen poistoilman suodattimilla. Onnettomuuspaikan sijaitessa ajotunnelin ensimmäisessä osassa poistoilma johdetaan tasolta -125 valvonta-alueen poistoilmakanavaan ja kapselointilaitoksen suodattimiin. Raitista ilmaa ajotunneliin puhalletaan valvomattoman alueen kuiluyhteyksistä tasoilta -11 ja -87 (kuva 4-1a). Tarvittaessa jopa ajotunnelin suuaukon poistoilmaritilän kautta ajotunnelin alkuosalle voidaan puhaltaa raitista ilmaa. a) b) c) d) Kuva 4-1. Ajotunnelin ilmanvaihto valvonta-alueen ilmanvaihtojärjestelmän kautta onnettomuustilanteessa maan pinnan ja tason -125 a), tasovälin -125 ja -210 b), tasovälin -210 - -365 c) sekä tason -365 ja loppusijoitustason d) välisen osan ajotunnelista ollessa valvonta-aluetta.