Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto Yhteenveto vuoden 2011 toiminnasta
Kansikuvissa esitellään loppusijoitusreikien porakonetta (Sannaa), Loviisan VLJ-luolan uutta huoltojätetilaa, Posivan IV- ja nostinlaiterakennusta sekä Olkiluodon KPA-varaston laajennustyömaata.
Tiivistelmä Tämä raportti on yhteenveto vuoden 2011 toiminnasta Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuollossa. Yhteenveto sisältää ydinenergialain ja -asetuksen mukaisen selvityksen voimayhtiöiden ydinjätehuollon tilanteesta ja toimenpiteistä vuonna 2011. Vuonna 2000 valtioneuvosto teki Posivan hakemuksesta periaatepäätöksen käytetyn polttoaineen loppusijoituksesta Eurajoen Olkiluotoon. Vuonna 2003 kauppa- ja teollisuusministeriö päätti, että kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamislupaa on haettava vuoden 2012 loppuun mennessä. Vuonna 2011 käytetyn polttoaineen loppusijoituksen valmistelu eteni TKS-2009-ohjelman mukaisesti. TKS- 2009-ohjelma sisältää selvityksen suunnitelluista toimenpiteistä ja niiden valmistelusta vuosina 2010 2012. Olkiluodon KPA-varaston laajennusprojekti aloitettiin vuonna 2009 ja vuonna 2011 tehtiin alue- ja rakennustöitä. Olkiluodon voimalaitoksella oli vuoden 2011 lopussa varastoituna käytettyä polttoainetta yhteensä 7 670 nippua, jotka sisältävät noin 1 290 tonnia uraania. Loviisan voimalaitoksella oli vastaavana aikana varastoituna käytettyä polttoainetta yhteensä 4 339 nippua, mikä vastaa noin 522 tonnia tuoretta uraania. ONKALOn ajotunnelia louhittiin vuoden 2011 loppuun mennessä paalulle 4913. ONKALOn pääpiirustukset ja rakennustapaselostus päivitettiin Säteilyturvakeskuksen (STUK) pyynnöstä toukokuussa 2011. ONKALOon rakennettavien demonstraatiotunnelien rakennus- ja kalliotekniset suunnitelmat valmistuivat alkuvuodesta 2011. Vuoden aikana saatiin louhittua toinen demonstraatiotunneli ja aloitettua toisen louhiminen. Maan pinnalla ONKALOn ilmanvaihto- ja nostinlaiterakennuksen 1. vaiheen rakennustyöt saatettiin päätökseen vuoden lopulla. STUK valvoi ONKALOn rakentamista sovittujen menettelyjen mukaisesti. Olkiluodon tutkimusalueen itäosaan kairattiin vuoden 2011 aikana kaksi syvää kairareikää. Reikätutkimusten avulla saadaan tietoa alueen kallioperän ja pohjavesien ominaisuuksista. Hydrogeologiset tutkimukset keskittyivät alueen itäisen osan virtausominaisuuksien mittauksiin. Geologiset kartoitukset keskittyivät maanalaisiin tiloihin. Pintaympäristön tutkimukset jatkuivat Olkiluodon monitorointiohjelman ja biosfääritutkimusten puitteissa. ONKALOssa tehtiin geologista kartoitusta edellisvuosien tapaan kuitenkin niin, että ensimmäisen vaiheen kartoitustakaan ei enää turvallisuussyistä tehdä lujittamattomalta alueelta. Erilaisia tutkimuksia tehtiin vuoden aikana sekä ONKALOn tutkimuskuprikoissa että demonstraatio- ja muissa tiloissa. Olkiluodon tutkimusalueen geotieteellistä mallinnusta koordinoi Olkiluoto Modelling Task Force -ryhmä, jonka työ käsittää eri tutkimusalojen (geologia, hydrogeologia, geokemia ja kalliomekaniikka) paikan ymmärtämiseen tähtäävän tulkinta- ja mallinnustyön. Vuoden 2011 aikana valmisteltiin paikan kuvauksen integroivaa ja kokoavaa raporttia Olkiluoto Site Description 2011. ONKALOn rakentamisen aiheuttamia mahdollisia pitkäaikaisia muutoksia seurataan tätä varten erikseen perustetun Olkiluodon monitorointiohjelman avulla. Ohjelman piiriin kuuluu kalliomekaaninen, hydrologinen, hydrogeokemiallinen sekä ympäristön ja vieraiden aineiden monitorointi. Monitorointitutkimuksista julkaistaan vuosittain tutkimusalakohtaiset tulosraportit. Sekä kapselointi- että loppusijoituslaitoksen suunnittelussa pääpaino oli vuoden 2011 aikana rakentamislupaaineiston laadinnassa. Kapselointilaitoksen suunnittelussa aloitettiin myös valmistelut laitoksen toteutussuunnitteluvaiheen käynnistämiseksi. Loppusijoituslaitokseen suunniteltiin uusi valmiiden loppusijoituskapselien välivarasto. Asennus- ja siirtotekniikoiden kehitystyössä valmistuivat kapselin asennusajoneuvon prototyyppilaitteen ensimmäisen vaiheen valmistussuunnitelmat. Bentoniittipuskurin asennuslaitteen prototyypin suunnittelu on niin ikään käynnistynyt. Posivassa on laadittu ydinsulkuvalvontakäsikirja, jossa kuvataan ONKALOn rakentamisen aikainen ydinsulkuvalvontatoiminta. Vuonna 2011 käsikirjaan tehtiin kaksi päivitystä. Vuoden 2011 aikana louhituissa demonstraatiotunneleissa testattiin vuoden lopussa työmaalle saatua loppusijoitusreikien porakonetta. Louhinnan aikana kehitettiin muun muassa tunnelin injektointia sekä tutkittiin louhinnan vauriovyöhykettä. Kapselin suunnitteludokumentti päivitettiin vuonna 2011. Toinen vaativa dokumentointi kapselien osalta oli kapselien suunnitelman, valmistuksen, kapseloinnin ja loppusijoituksen sekä kapselin alkutilaa kuvaavan tuotantolinjaraportin teko. Kapselin valmistustekniikan kehitystyötä jatkettiin vuoden 2011 aikana yhteistyössä Svensk Kärnbränslehantering AB:n (SKB) kanssa. Kapselin hitsauskehitystyössä on jatkettu optimointikokeissa käytettyjen koekappaleiden tutkimista ja tulosten analysointia. Bentoniittipuskurin suunnitelmaa tarkennettiin vuoden 2011 aikana. ON- KALOon rakennettiin 1/3-mittakaavan puskurikoe. Kokeen tavoitteena on antaa tietoa täyden mittakaavan puskurikokeen suunnittelua ja rakentamista varten. Puskurin valmistustekniikan kehitystyö jatkui kooltaan 3/4-mittakaavaisten lohkojen valmistuksella. Loppusijoitustunneleiden täyttötekniikan kehityksessä keskityttiin loppusijoitustunneleiden täyttösuun- 3
nitelman päivittämiseen. Myös loppusijoitustunnelin tulpan suunnitelmat päivitettiin. Tilojen sulkemisen vaatimuksia tarkennettiin ja niiden pohjalta suunniteltiin loppusijoituspaikan olosuhteet huomioonottava ratkaisu. Vuoden 2011 turvallisuusperustelun tuottamisen keskeisiä tehtäviä oli uuden, Safety Case -raporttisalkkuun sisällytetyn Performance Assessment -raportin kokoaminen. Raportti julkaistaan vuonna 2012. Vuoden loppuun mennessä saatiin valmiiksi myös Biosfäärin kuvaus -raportin ensimmäinen luonnos. Vuoden aikana koostettiin myös muita raportteja. Vapautumisesteiden toiminnan tutkimukseen liittyen Posiva on vuoden aikana tehnyt yhteistyötä suomalaisten ja ulkomaisten yritysten kanssa ja osallistunut useisiin kansainvälisiin projekteihin. Posivan referenssiratkaisuna olevan pystysijoitusratkaisun rinnalla on yhdessä SKB:n kanssa jatkettu vaakasijoitusratkaisun kehitystyötä. Vaakasijoitusratkaisun jatkokehitystyössä Täydentävä tutkimusvaihe -projektin loppuraportin viimeistelyä jatkettiin ja yhteisprojektin seuraavan vaiheen asiakirjojen valmistelu ja suunnittelu aloitettiin. Vuoden 2011 aikana tehtiin myös mallinnustyö kalliosiirroksen vaikutuksista vaakaratkaisun asennuspakkaukseen. Rakentamislupahakemuksen valmistelu on jatkunut vuonna 2011 sitä silmällä pitäen, että hakemus on jätettävissä vuoden 2012 aikana. Posiva sai vuonna 2011 Etelä-Suomen aluehallintovirastolta pyytämänsä selvityksen loppusijoituslaitoksen rakentamista tai käyttöä koskevan ympäristöluvan tarpeellisuudesta. Selvityksessä todetaan, että loppusijoituslaitoksen rakentaminen ja käyttö eivät edellytä ympäristölain tai vesilain tarkoittamia lupia. Posivan TTT-järjestelmälle myönnettiin vuonna 2011 OHSAS 18001 -standardin mukainen sertifi kaatti. Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosjätteiden osalta jatkettiin vakiintuneita käytännön toimenpiteitä sekä tutkimus- ja selvityshankkeita. Voimalaitosjätteitä oli Olkiluodon voimalaitoksella kertynyt vuoden 2011 loppuun mennessä noin 6 760 m 3. Olkiluodon jätteistä 5 502 m 3 on loppusijoitettu Olkiluodon voimalaitosjäteluolaan (VLJ-luola). Loviisan loppusijoitustilan käytönaikaisia tutkimuksia jatkettiin vuonna 2011 seurantaohjelman mukaisesti. Loviisan jätteistä 1 712 m 3 on sijoitettu Hästholmenin VLJ-luolaan. Loviisan huoltojätteiden tila 3:n sekä yhdystunnelin louhintatyöt valmistuivat vuonna 2011. Laajennuksella lisätään huoltojätetynnyrien välivarastointi- ja lajittelumahdollisuuksia. Olkiluodon ydinvoimalaitoksen käytöstäpoistosuunnitelma päivitettiin viimeksi vuonna 2008. Vuoden 2011 aikana aloitettiin selvitykset käyvien laitosten purkulaajuuden uudelleen arvioimisesta. Loviisan voimalaitosten seuraava käytöstäpoisto suun nitel ma tehdään vuo den 2012 loppuun mennessä. Tähän liittyen vuonna 2011 tehtiin muun muassa voimalaitoksen käytöstäpoiston alustava riskiarvio ja suunnitelma suojavarusteiden käytöstä voimalaitoksen purkutyövaiheissa. 4
Sisällysluettelo TIIVISTELMÄ JOHDANTO... 7 Vastuut ja velvollisuudet... 7 Loppusijoituksen aikataulut... 8 Nykytilanne varastoinnissa... 8 SKB-yhteistyö... 8 ONKALO... 10 Suunnittelu... 10 Rakentaminen... 11 LOPPUSIJOITUSPAIKAN OMINAISUUDET JA SOVELTUVUUS...12 Olkiluodon kallioperän ja pintaympäristön kuvaus...12 Kenttätutkimukset...12 ONKALOssa tehdyt tutkimukset...13 Mallinnus...14 Kallioluokittelu... 16 Olkiluodon monitorointiohjelma... 16 Kalliomekaniikka... 16 Hydrologia... 16 Hydrogeokemia...17 Ympäristö...18 Vieraat aineet...18 LAITOSSUUNNITTELU... 19 Kapselointilaitos... 19 Loppusijoituslaitos...20 Asennus- ja siirtotekniikat...20 YDINMATERIAALI- JA YDINSULKUVALVONTA...21 LOPPUSIJOITUSJÄRJESTELMÄ... 23 Kalliotilat... 23 Kapseli... 24 Kapselin suunnittelu... 24 Kapselin valmistus... 24 Kapselin sulkeminen... 24 Tarkastuksen suunnittelu ja tarkastustekniikan kehitys...25 Puskuri...26 Puskurilohkojen valmistus... 27 Puskurilohkojen asennus... 27 Tunnelien täyttö... 27 Täytön ja tulpan suunnittelu... 27 Täyttölohkojen valmistus... 28 Tilojen sulkeminen... 28 5
TURVALLISUUSPERUSTELUN PÄÄKOHDAT JA TUOTANTOPROSESSI...29 Suunnitelma turvallisuustodisteiden tuottamisesta...29 Vapautumisesteiden toiminta...29 Ulkoiset olosuhteet...29 Polttoaine... 30 Kapseli...30 Puskuri, loppusijoitustilan täyttö ja sulkeminen... 30 Kallioperä vapautumisesteenä...31 Biosfääri...31 VAAKASIJOITUSRATKAISUN KEHITYS... 32 LUVITTAMINEN JA MUU TOIMINTA...33 Rakentamislupaan vaadittavat valmiudet...33 Vaadittavat luvat ja päätökset...33 Kaavoitus...33 Ympäristövaikutusten arviointi...33 Ympäristölupa...33 Rakentamislupahakemuksen valmistelu...33 Laadun, ympäristön ja työturvallisuuden hallinta... 34 Toimintajärjestelmä... 34 Ympäristövaikutusten hallinta... 34 Työturvallisuus... 34 Tiedonhallinta...34 Tietämyksenhallinta... 34 Vaatimustenhallinta...35 Dokumenttienhallinta...35 Tutkimustietojärjestelmät...35 VOIMALAITOSJÄTTEIDEN HUOLTO... 36 Olkiluodon voimalaitos... 36 Toimintaperiaate... 36 Nykytilanne varastoinnissa ja loppusijoituksessa...37 VLJ-luolan käytönaikaiset tutkimukset... 38 Voimalaitos- ja käytöstäpoistojätetutkimukset...40 Loviisan voimalaitos... 42 Loppusijoitustila... 43 Kiinteytysmenetelmien tutkimukset...44 Loppusijoitustilan käytönaikaiset tutkimukset...44 Voimalaitosjätteen loppusijoituksen turvallisuusselvitykset... 45 KÄYTÖSTÄPOISTOSELVITYKSET...46 Olkiluodon voimalaitos...46 Loviisan voimalaitos...46 VARAUTUMINEN YDINJÄTEHUOLLON KUSTANNUKSIIN... 47 RAPORTTILUETTELO... 48 6
Johdanto Vastuut ja velvollisuudet Suomessa on kaksi ydinenergiaa sähköntuotantoon käyttävää yhtiötä, Teollisuuden Voima Oyj (jäljempänä TVO) ja Fortum Power and Heat Oy (jäljempänä Fortum). TVO:n ja Fortumin on ydinenergialain mukaisesti huolehdittava kaikista tuottamiensa ydinjätteiden huoltoon kuuluvista toimenpiteistä ja niiden asianmukaisesta valmistelemisesta sekä vastattava niiden kustannuksista. Ydinenergialain mukaan työ- ja elinkeinoministeriö (TEM) päättää niistä periaatteista, joita ydinjätehuollossa on noudatettava. Nämä periaat- teet kauppa- ja teollisuusministeriö (KTM, nykyisin tehtäviä hoitaa TEM) on esittänyt päätöksissään 19.3.1991, 26.9.1995, 23.10.2003 ja viimeiseksi Olkiluoto 3 -yksikön ydinjätehuoltojärjestelyistä 9.12.2011. Nämä päätökset ovat lähtökohtana sekä ydinjätehuollon käytännön toteutuksessa että tulevia toimenpiteitä koskevassa tutkimus- ja kehitystyössä. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen tähtäävästä tutkimus- ja kehitystyöstä sekä kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamisesta ja käytöstä huolehtii TVO:n ja Fortumin yhdessä omistama Posiva Oy (jäljempänä Posiva). Kaikista matala- ja keskiaktiivisten voimalaitosjätteiden käsittelyyn ja loppusijoitukseen sekä voimalaitosten käytöstäpoistoon ja käytetyn polttoaineen välivarastointiin liittyvistä toimenpiteistä TVO ja Fortum huolehtivat erikseen. Posiva vastaa myös vuosittain tehtävän Olkiluodon ja Loviisan ydinvoimaloiden ydinjätehuollon toimintakertomuksen laatimisesta. Käsillä on vuoden 2011 toimintakertomus, joka sisältää ydinenergialain ja -asetuksen mukaisen selvityksen kyseisten voimayhtiöiden ydinjätehuollon tilanteesta ja toimenpiteistä vuonna 2011. Teollisuuden Voima Oyj:llä on Eurajoen Olkiluodossa kaksi kiehutusvesireaktoria. Olkiluoto 1 (OL1) kytkettiin valtakunnan verkkoon ensimmäisen kerran syyskuussa 1978 ja Olkiluoto 2 (OL2) helmikuussa 1980. Vuonna 2011 OL1:n käyttökerroin oli 94,8 % ja OL2:n 90,9 %. OL1 ja OL2 -laitosyksiköiden sekä matala-aktiivisen jätteen välivaraston (MAJ-varasto), keskiaktiivisen jätteen välivaraston (KAJ-varasto) ja käytetyn polttoaineen välivaraston (KPA-varasto) käyttöluvat ovat voimassa vuoden 2018 loppuun. Olkiluodon voimalaitosjätteiden loppusijoitustilan (VLJ-luola) käyttölupa on voimassa vuoden 2051 loppuun asti. Olkiluotoon on rakenteilla myös TVO:n kolmas ydinvoimalaitosyksikkö Olkiluoto 3 (OL3) ja uuden laitoshankkeen Olkiluoto 4 (OL4) valmistelutyöt etenevät vuonna 2010 saadun periaatepäätöksen mukaisesti. Kertomusvuonna OL2:llä toteutettiin historian suurin vuosihuolto, jossa merkittävimpiä töitä olivat suuret modernisointityöt. OL1:lla vastaavat muutokset toteutettiin vuonna 2010 ja nyt oli vuorossa lyhyt polttoaineenvaihtoseisokki. OL1 ja OL2:n nimellistehoja nostettiin näillä modernisointitöillä 860 MWe tehosta 880 MWe:hen. Fortum Power and Heat Oy:n Loviisan voimalaitoksella on kaksi painevesireaktoria, kumpikin nimellisteholtaan 496 MWe (netto). Loviisa 1:n (LO1) kaupallinen käyttö alkoi toukokuussa 1977 ja Loviisa 2:n (LO2) tammikuussa 1981. Vuonna 2011 LO1:n käyttökerroin oli 94,7 % ja LO2:n 94,8 %. Kummallakin laitosyksiköllä toteutettiin lyhyt vuosihuolto. Laitosyksiköiden LO1 ja LO2 sekä niiden ydinpolttoaine- ja ydinjätehuoltoon liittyvien laitosten käyttöluvat ovat voimassa LO1:n käyttämiseksi vuoden 2027 ja LO2:n vuoden 2030 loppuun saakka. Voimalaitosjätteiden loppusijoitustilan (VLJ-luola) osalta käyttölupa on voimassa vuoden 2055 loppuun asti. Johdanto 7
Loppusijoituksen aikataulut Ydinenergialain ja KTM:n päätösten mukaisesti kaikki Olkiluodon ja Loviisan laitosten käytetty polttoaine valmistaudutaan loppusijoittamaan Suomen kallioperään. Päätöksessään 23.10.2003 KTM muutti käytetyn polttoaineen loppusijoituksen valmistelujen aikataulua siten, että kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamislupaa varten tarvittavat alustavat selvitykset ja suunnitelmat oli esitettävä vuonna 2009. Lopulliset selvitykset ja suunnitelmat on varauduttava esittämään vuoden 2012 loppuun mennessä. Tavoitteena on aloittaa loppusijoitus vuonna 2020. Tätä ennen käytettyä polttoainetta varastoidaan väliaikaisesti voimalaitosalueilla. Joulukuussa 2000 valtioneuvosto teki periaatepäätöksen Posivan hakemuksesta käytetyn polttoaineen loppusijoituksesta Eurajoen Olkiluotoon. Eduskunta vahvisti päätöksen lähes yksimielisesti toukokuussa 2001. Periaatepäätös on voimassa 17.5.2016 asti. Suomen viidennestä ydinvoimalaitosyksiköstä (OL3) tehtiin periaatepäätös vuonna 2002. Samassa yhteydessä tehtiin periaatepäätös käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen rakentamisesta laajennettuna siten, että myös OL3-laitosyksikön käytetty polttoaine voidaan sijoittaa sinne. OL3-laitosyksikön jätehuoltovelvoite alkaa vasta laitoksen käynnistyttyä. Sama koskee myös uusinta vuonna 2010 tehtyä periaatepäätöstä TVO:n OL4-laitosyksiköstä. Toimintakertomuksen lisäksi Posiva vastaa kolmen vuoden välein laadittavan ydinjätehuollon kokonaisohjelman tekemisestä. Käytetyn polttoaineen loppusijoituksen valmistelu eteni vuonna 2011 vuoden 2009 syyskuussa julkaistun TKS-2009-ohjelman mukaan. Kuvassa 1 on esitetty ydinjätehuollon kokonaisaikataulu. Nykytilanne varastoinnissa Olkiluodon käytettyä polttoainetta varastoidaan väliaikaisesti sekä voimalaitosyksiköillä että voimalaitosalueella olevassa KPA-varastossa. Olkiluodon KPA-varastoon mahtuu tällä hetkellä OL1 ja OL2 -laitosyksiköiden noin 30 vuoden toiminnasta kertyvä polttoainemäärä. Olkiluodon KPA-varaston laajennusprojekti aloitettiin vuonna 2009. Alue- ja rakennustyöt on tarkoitus suorittaa vuosina 2010 2013, jolloin laajennus voidaan ottaa käyttöön vuoden 2014 alussa. Laajennustyön lähtökohtina ovat olleet OL1 ja OL2 -laitosyksiköiden varastointikapasiteetin loppuminen sekä OL3:n tarpeet. Laajennuksessa rakennetaan kolme allasta. OL1 ja OL2 -laitosyksiköille tarvitaan uusi allas käyttöön vuonna 2014, OL3-yksikölle ensimmäinen allas noin vuonna 2020. Laajennusprojekti toteutetaan ydinlaitoksen rakenteellisena muutostyönä. OL1 ja OL2 -yksi köiden käyttöluvassa on riittävästi kapasiteettia niiden polttoaineen varastointiin. OL3:n tarpeisiin lupaa kapasiteetin laajennukselle ja polttoaineen varastoinnille haetaan OL3-käyttölupahakemuksen yhteydessä. Kertomusvuonna 2011 OL1:llä vaihdettiin polttoainetta 32. kerran ja OL2:lla 30. kerran. Vuoden lopussa käytettyä polttoainetta oli varastoituna yhteensä 7 670 nippua, jotka sisältävät noin 1 290 tonnia uraania. Varastoiduista nipuista 6 556 oli KPAvarastossa, 570 OL1:n vesialtaissa ja 544 OL2:lla. Lisäksi OL1:n reaktorissa oli 500 ja OL2:n reaktorissa samoin 500 nippua käytössä. Luvuissa ovat mukana myös sauvatelineet (1 kpl/ laitos), joissa säilytetään vaurioituneita polttoainesauvoja (vuoden 2011 lopussa yhteensä 38 kpl). Myös Loviisassa käytettyä polttoainetta varastoidaan voimalaitosyksiköillä ja käytetyn polttoaineen varastoissa. Loviisan käytetyn polttoaineen varastoaltaiden määrää on viimeksi lisätty vuonna 2000. Nykyiset altaat on päätetty varustaa tiheillä telineillä. Näin saadaan lisäkapasiteettia vuoteen 2020 saakka, jolloin käytetyn polttoaineen kuljetukset loppusijoitusta varten on määrä aloittaa. Vuonna 2007 Loviisan käytetyn polttoaineen varastoon hankittiin kaksi uutta tiheää telinettä, samoin vuosina 2009 ja 2011. Vuoden 2011 lopussa Loviisan voimalaitoksella oli varastoituna yhteensä 4 339 käytettyä polttoainenippua, mikä vastaa noin 522 tonnia tuoretta uraania. Polttoainenipuista oli LO1:llä 360 kpl ja LO2:lla 293 kpl. Käytetyn polttoaineen varastoissa 1 ja 2 oli 480 ja 3 206 nippua vastaavasti. Lisäksi LO1:n reaktorissa oli 313 ja LO2:n reaktorissa samoin 313 nippua käytössä. SKB-yhteistyö Posiva tutkii ja kehittää loppusijoituskonseptia yhteistyössä ruotsalaisen ydinjäteyhtiön, Svensk Kärnbränslehantering AB:n (SKB), kanssa. Posiva ja SKB allekirjoittivat vuonna 2001 viisivuotisen sopimuksen yhteistyöstä, jonka avulla yhtiöt pyrkivät välttämään päällekkäisen työn tekemistä, tehostamaan resurssien käyttöä sekä edistämään loppusijoituksen yhteiskunnallista hyväksyttävyyttä. Sopimus mahdollistaa yhteisten projektien toteuttamisen ja näiden kustannusten jakamisen. Hyvien kokemusten perusteella sopimusta jatkettiin vuonna 2006 viidellä vuodella ja uudelleen vuonna 2011 kolmella vuodella eli vuoden 2014 loppuun saakka. Vuodesta 2001 lähtien on sopimuksen puitteissa toteutettu lähes 160 yhteisprojektia. 8
Kuva 1. Ydinjätehuollon kokonaisaikataulu vuonna 2011. Johdanto 9
ONKALO Maanalaisesta kallioperän tutkimustilasta ONKA- LOsta hankitaan tarkkaa tietoa loppusijoitustilojen yksityiskohtaista suunnittelua sekä turvallisuuden ja rakennusteknisten ratkaisujen arviointia varten. ONKALO tekee mahdolliseksi loppusijoitustekniikan testauksen ja demonstraatiot aidoissa olosuhteissa. ONKALOn rakennuslupahakemus jätettiin Eurajoen kunnalle toukokuussa 2003 ja rakentaminen aloitettiin kesäkuussa 2004. ONKALOn rakentamisessa on vuonna 2011 edetty loppusijoitussyvyydelle (-420 m). Tälle syvyydelle on vuoden 2011 aikana louhittu valmiiksi yksi demonstraatiotunneli ja toinen tunneli valmistuu vuoden 2012 alussa. Demonstraatiotunneleissa selvitetään ja testataan varsinaista loppusijoitusta sekä siihen liittyviä menettelytapoja. Loppusijoituksessa tarvittavat tekniset aputilat tulevat sijaitsemaan tasolla -437 m, joka on osittain louhittu vuoden 2011 aikana. Tutkimuksia ONKALOssa on tehty rakentamisen alusta lähtien. Suunnittelu ONKALOn pääpiirustukset ja rakennustapaselostus päivitettiin Säteilyturvakeskuksen (STUK) pyynnöstä toukokuussa 2011. ONKALOn rakennusteknisten töiden ajoitusvaihtoehdot selvitettiin osana loppusijoituslaitoksen niin sanotun valmistelevan vaiheen toteutustapaselvitystä. Demonstraatiotunnelien (DEMOtunnelien) rakennus- ja kalliotekniset suunnitelmat valmistuivat alkuvuodesta. Koska louhinnan työmaaurakka 5 (TU5) -urakka näytti valmistuvan hyvissä ajoin, päätettiin suunnittelua ja toteutusta jatkaa TU5A-urakalla. Urakka käsittää muun muassa toisen kahdesta teknisen tason pysäköintihalleista, ajotunnelin jatkon tasolle -455 m siihen liittyvine kuiluperineen sekä selkeytysaltaat pumppaamoineen (Kuva 2). Kaikki suunnitelmat valmistuivat vuoden 2011 loppuun mennessä. Kuilujen tasovälille -290...-437 laadittiin injektointisuunnitelmat vuoden Kuva 2. Vuoden 2011 suunnitelma ONKALOn teknisistä ja DEMO-tiloista, TU5A-urakka. 2011 aikana. Poistoilmakuilussa (PK1) todetun vuodon takia injektoinnit tehtiin yhdeksään kertaan, mikä viivästytti kuilun nousuporausta. TU1 TU4-urakoiden osalta laadittiin toteuma-ainestot (louhinta, lujitus ja tiivistys). TU5:n osalta on laadittu myös kuivatussuunnitelmat, TU1 TU4 osalta laadinta on ollut keskeytyksissä. ONKALOn teknisten tilojen rakennusurakan hankintasuunnitelmat laadittiin vuoden aikana valmiiksi. Erillisselvityksiä tehtiin muun muassa louhinnan räjähdyspaineeseen, savukaasujen tuuletukseen, ajoneuvojen pesupaikkaan, mahdolliseen lisäyhteyteen pumppaamon ja tason -455 m välille sekä poistoilman reittiin tasolta -11 m poistoilmakuiluihin 1 ja 2 liittyen. Ilmanvaihto (IV) - ja nostinlaite- 10
rakennuksen 1. vaiheen rakennustyöt saatettiin päätökseen vuoden 2011 aikana. Rakentamisen aikana tehtiin vielä vähäisessä määrin täydentävää suunnittelua. Nostinlaiterakennuksen 2. vaiheen suunnittelu käynnistettiin vuoden 2011 alussa. Suunnittelun tavoitteena on saada louhintasuunnitelmat käsittäen myös PK1:n yläpään rakenteet valmiiksi vuoden 2012 alussa. Rakentaminen ONKALOn ajotunnelia on vuoden 2011 loppuun mennessä louhittu paalulle 4913, joka vastaa myös ajotunnelin pituutta metreinä. Tämän lisäksi vuonna 2011 louhittiin seuraavat kohteet: DEMO-tunneleiden yhteydessä olevia ajoneuvoyhteys- ja keskus tunneleita yhteensä 130 m DEMO1-tunneli, 52 m alkupää DEMO2-tunnelista, 65 m (suunnittelupituus 120 m) ajoneuvoyhteys 1, 2 ja 3, yhteensä 350 m turvakeskus, 60 m huoltohalli, 125 m selkeytysaltaat, 90 m Kokonaislouhintamäärä vuonna 2011 oli noin 78 000 kiintokuutiometriä. Poistoilmakuilu on porattu tasolle -437 m ja henkilökuilun ja tuloilmakuilun porauksia on valmisteltu tasolle -437 m. Vuoden lopussa aloitettiin demonstraatioihin liittyen ensimmäisen kapselireiän poraus DEMO1- tunnelissa. ONKALOssa on jatkettu betoniseinien ja -lattioiden sekä holvirakenteiden rakentamista. Maan pinnalle valmistui loppuvuonna IV- ja nostinlaiterakennuksen 1. vaihe (Kuva 3). Kallion laatu ei ole tuottanut yllätyksiä, se on ollut edelleen varsin hyvää ja tiivistystarve vähäistä. Kalliotiloja lujitettiin systemaattisesti sekä pultituksella että kuidulla vahvistetulla ruiskubetonilla. Rakentamisesta tiedottamista viranomaisille on jatkettu sovittujen tiedotusohjelmien mukaisesti. Kuva 3. IV- ja nostinlaiterakennus. Käytetyn polttoaineen huolto 11
Loppusijoituspaikan ominaisuudet ja soveltuvuus Olkiluodon kallioperän ja pintaympäristön kuvaus KENTTÄTUTKIMUKSET Vuonna 2011 Olkiluodon tutkimusalueelle kairattiin kaksi syvää kairareikää OL-KR56 ja OL-KR57 (Kuva 4). Reiät kairattiin tutkimusalueen itäosaan. Reikien syvyydet ovat noin 1 200 ja 400 metriä. Reikätutkimusten avulla saadaan tietoa alueen kallioperän ja pohjavesien ominaisuuksista. Syvemmästä reiästä otettiin 14 kairasydännäytettä matriksihuokosvesitutkimuksia Kuva 4. Olkiluodon tutkimusalue ja kairareikien sijainnit. Vuoden 2011 aikana kairatut reiät OL-KR56 ja OL-KR57 noin kohdassa 1527000, 6791500. ja 9 näytettä kaasututkimuksia varten (Kuva 5). Kairarei istä saatavaa tutkimusaineistoa käytetään mallien lähtötietona ja loppusijoitustilojen suunnittelussa. Reikien geofysiikan mittaukset ja reikien kuvaus jatkuvat vuonna 2012. Pohjavesiseurantaa ja tutkimuksia varten asennettiin lokakuussa pohjaveden seurantaputkia kolmeen uuteen paikkaan. Siiviläputkia asennettiin maapeitteen paksuuden mukaan kahden metrin syvyysvälein siten, että kohteella OL-PVP36 on yksi, OL-PVP37 kolme ja kohteella OL-PVP38 neljä siiviläputkea pohjaveden seurantaa varten. Itäiselle alueelle kairattiin kaksi noin 20 metrin reikää kalliopohjaveden seurantaa varten, OL-PP70 ja -71. Kapselointilaitoksen pohjatutkimuksia varten kairattiin loka-marraskuun vaihteessa ONKALO-portin ympäristöön 18 kappaletta noin 8 metriä syvää pystyreikää (OL-PP72 89). Rei illä selvitettiin maapeitteen paksuutta ja laatua sekä kallion pintaosan laatua. Hydrogeologiset tutkimukset keskittyivät alueen itäisen osan virtausominaisuuksien mittauksiin Posiva Flow Log (PFL DIFF) - ja Hydraulic Testing Unit (HTU) -laitteistoilla. PFL DIFF -laitteistolla tarkennettiin OL-KR54:n ja OL-KR55:n matalan transmissiviteetin (vedenjohtavuuden) omaavien rakojen sijaintia sekä otettiin niistä laitteistoon kehitetyllä näytteenottimella pohjavesinäytteitä. HTU-mittauksia tehtiin syvyysvälillä 300 700 metriä. PFL DIFF -laitteistolla mitattiin myös suotautumiskoealueella matalissa kalliorei issä OL-PP66 OL-PP69. Näissä rei issä tehtiin myös poikkivirtausmittauksia (PFL TRANS). Su otautumiskoealueen hydraulisten mittausten tavoitteena on selvittää pumppauksen vaikutusta alueen luonnontilaiseen virtauskenttään. Koealueen pumppausreiästä (OL- KR14), matalista kalliorei istä ja pohjavesiputkista otettiin neljään otteeseen myös pohjavesinäytteet. PFL TRANS -mittauksia tehtiin lisäksi alueen syvissä kairarei issä sekä maakerrokseen asennetuissa pohjavesiputkissa. Hydrogeologisista tutkimuksista saatuja tuloksia käytetään hydrogeologisessa mallinnuksessa, hydrogeologisen rakennemallin ja virtausmallien taustatietona sekä muiden tutkimusten kuten vesinäytteenotto-ohjelman suunnittelussa. Pohjavesinäytteenottoa suoritettiin kentällä myös monitorointi- ja karakterisointiohjelman mukaisesti. Pääpaino oli ONKALOn aiheuttami- 12
en hydrogeologisten vyöhykkeiden potentiaalisten suolaisuusmuutosten seurannassa sekä karakterisoinnin yhteydessä tehtyjen sulfi dihavaintojen jatkomonitoroinnissa. Geologiset kartoitukset keskittyivät maanalaisiin tiloihin. Kartoituskohteita oli kuitenkin myös maan pinnalla. Kohteet olivat kahden viime vuoden aikana puhdistettuja tai laajennettuja kalliopaljastumia, joiden tutkimuksessa keskityttiin rakennegeologisiin kysymyksiin. Lisäksi tehtiin tarkistuskartoituksia, joiden tarkoituksena on varmistaa Olkiluodon kallioperäkartan yhtenäisyys kalliosta tehdyn 3D-kuvauksen kanssa. Pintaympäristön tutkimukset jatkuivat Olkiluodon monitorointiohjelman ja biosfääritutkimusten puitteissa. Vuosittaiseen tutkimustoimintaan kuuluivat metsien tilan seuranta, pintavesien näytteenotto-ohjelma ja riistaeläinkantojen seuraaminen. Lisäksi otettiin kampanjaluoteisesti vesikasvillisuusnäytteitä ruovikoista ja ympäröivältä vesialueelta sekä maaperänäytteitä kahdesta kaivinkonekuopasta. Vuoden 2011 aikana päättyi kaksivuotinen tutkimus Eurajoen sedimentaatioolosuhteiden selvittämiseksi. ONKALOSSA TEHDYT TUTKIMUKSET ONKALOn ajotunnelia oli vuoden 2011 loppuun mennessä louhittu 4 913 metriä ja systemaattinen geologinen kartoitus oli edennyt 4 750 metriin. Geologisen kartoituksen toteutukseen tehtiin muutoksia turvallisuussyistä. Aikaisemmasta poiketen ensimmäisen vaiheen kartoitustakaan ei enää kesän 2011 jälkeen tehty lujittamattomalta alueelta, vaan uusimman louhitun tunneliosuuden (katkon) kartoitus tehtiin edellisen jo lujitetun katkon alta. Tähän yhteyteen lisättiin myös pitkien rakojen ja rakovyöhykkeiden mittaus, jotta lujitustyöt eivät haittaa mittaustyötä. Kartoitus kuitenkin eteni louhinnan etenemisen tahdissa, koska kartoitusaineistoa tarvitaan lopullisen lujituksen suunnitteluun. Toisen vaiheen tarkka geologinen kartoitus tehtiin vähän myöhemmin louhinnan jäljessä. Näiden lisäksi rakoiluvyöhykkeiden kuvaaminen, systemaattinen Kuva 5. Huokoskaasunäytteenottoa kairareiällä OL-KR56. valokuvaus ja kivinäytteenotto tehtiin ennen lopullista lujitusta. Kairaukset Syyskuun alussa valmistui ONKA- LOon 125 metriä pitkä pilottireikä ONK-PH18 teknisen tason (-437 m) eteläiseen halliin. Tutkimusten jälkeen louhintatyöt jatkuivat myös hallin alueella. Loppusijoitustason geotieteellisiä tutkimuksia varten kairattiin karakterisointireiät ONK-KR14 ja -15 helmi-maaliskuussa. Näistä ONK-KR14 (75 m) on tutkimustilassa 5 (PL4219) ja ONK-KR15 (80 m) lastauskuprikassa (PL4080). Pohjavesiasemia kairattiin maaliskuussa paalulla 4366 teknisen tason tunneliin (ONK-PVA9, 16 m) ja kesä kuussa ajotunnelin paalun 3850 kaarteeseen (ONK-PVA10, 20 m). DEMO1-tunnelissa kairattiin elokuussa kolme RSC-ohjelman mukaista kapselikoereikien paikan valintaan vaikuttavaa pystypilottia ONK-PP315 317 (à 8 m). REPRO-tutkimusten kairaukset toteutettiin tutkimustilassa 5 kolmessa vaiheessa loka-joulukuussa. Yhteensä yhdeksän reiän (ONK-PP318 324, ONK-PP326 327) pituudet vaihtelivat 13 21 metrin välillä. Tutkimus-, demonstraatio- ja muissa tiloissa tehdyt tutkimukset Kalliomekaniikan tutkimuskuprikassa (tutkimustila 3) paalulla 3620 tutkittiin kiven lujuutta ja kallion jännitystilaa yksityiskohtaisen POSE in situ -kokeen avulla. Kokeessa kahden lähekkäisen 1,5 metriä halkaisijaltaan olevan tutkimusreiän välistä pilaria lämmitettiin murtumispisteeseen asti ja pilarin muodonmuutoksia seurattiin tutkimuksen aikana venymäliuskoilla. Tutkimuksien tulkinta on kesken ja tutkimuksia jatketaan kolmannen tutkimusreiän lämmityskokeella vuoden 2012 aikana. Lisäksi ONKALOssa tehtiin jännitystilamittauksia uudella LVDTkennolla ja menetelmää kehitettiin. Hydrogeologian tutkimuskuprikassa (tutkimustila 4) paalulla 3748 jatkettiin vuonna 2010 alkanutta yksityiskohtaista hydrogeologista tutkimusta (HYDCO). Tutkimuksen tavoitteena on saada tietoa loppusijoitussyvyyttä vastaavan kallion pienen mittakaavan hydrogeologisista ominaisuuksista, kuten vettäjohtavien rakojen yhteyksistä. Tutkimustilaan kairatuista kahdesta lyhyestä tutkimusreiästä tehtiin yksireikämittauksia ja vuorovaikutusko- Käytetyn polttoaineen huolto 13
keita sekä kerättiin painetietoa reikien välisten hydraulisten yhteyksien selvittämiseksi. Lisäksi hydrogeologista tietoa kerätti in ONKALOsta tekemällä virtausmittauksia (PFL DIFF) tunnustelu-, pilotti- ja karakterisointirei issä sekä kuilujen injektointirei issä ja pohjavesiasemissa. Tutkimustila 5 viimeisteltiin vuoden 2011 aikana tutkimuskäyttöön ja tilassa tehtiin system aattinen kartoitus. REPRO-kokeita varten tehdyt yhdeksän lyhyttä kairareikää valmistuivat tutkimustilaan loppuvuodesta 2011 ja laitteistojen asentaminen aloitettiin. REPRO-tutkimuksilla tutkitaan radionuklidien pidättäytymistä kalliomassaan. Vuotovesikartoitusta ja vuotovesimittauksia tehtiin tunnelin edetessä säännöllisin väliajoin. Vuotovesimittauksissa käytettiin apuna mittapatoja, joilla mitataan niille kertyvän veden määrää sekä kemiallisia ominaisuuksia (ph, johtokyky). Erikseen mitattiin myös kuilujen vuotovesiä kuiluosuuksien alapäässä sijaitsevien keräysurien avulla. Uudesta poistoilmakuilun nousuporatusta osuudesta (-290...-437) alustava vuotovesimittaus tehtiin ns. pressumittauksena, jotta vuodon suu- ruusluokka saatiin nopeasti selville. Maanalaisten tilojen louhinnan edetessä tunneliprofi ilin sisään porataan noin 20 metrin välein tunnustelureikiä. Rei issä tehdään erillisten suunnitelmien mukaan vuotovesi-, vesimenekki- ja virtausmittauksia sekä vesinäytteenottoja. Manuaalinen virtausmittaus tehdään tunnustelureiässä aina, jos reiän tuotto ylittää 30 ml/min. Kaikkia ONKALOssa tehtyjä virtausmittaustuloksia käytetään apuna Olkiluodon kallioperän yksityiskohtaisemmassa hydrogeologisessa mallinnuksessa. Demonstraatiotiloissa tehtiin useita rakentamiseen ja kallion soveltuvuusluokitteluun (RSC) liittyviä tutkimuksia. DEMO1 ja 2 -tunneleissa suoritettiin louhinnan edetessä ensimmäisen vaiheen geologinen kartoitus, jonka yhteydessä muun muassa mitattiin tunneliprofi ilia leikkaavien rakojen ja rikkonaisuusvyöhykkeiden tarkat paikat takymetrillä sekä valokuvattiin kalliopinta systemaattisesti ennen tunnelin verkotusta. Toisen vaiheen tarkka geologinen kartoitus suoritettiin hieman myöhemmin verkkojen läpi. DEMO1-tunnelissa tehtiin tunnelin valmistuttua maatutkatutkimuksia sekä louhinnan vauriovyöhykkeen (EDZ) että rakojen ja rikkonaisuusvyöhykkeiden jatkuvuuden havainnoimiseksi, sekä mitattiin rikkonaisuusvyöhykkeeseen liittyvää vesivuotoa keräimien avulla (Kuva 6). DEMO1-tunnelin lattiaan kairatuissa pystyissä pilottirei issä (3 kpl) suoritettiin vakiokäytännön mukaiset geofysikaaliset ja hydrauliset pilottireikämittaukset, sekä VRP-tutkaus (vertical radar profi ling), joilla kerättiin tietoa tunnelin lattian alapuolisesta kalliotilavuudesta soveltuvuusluokittelun käyttöön. DEMO2-tunneliprofi iliin kairatuissa tunnustelurei issä tehdyillä vesimenekkikokeilla ja reikien optisella kuvauksella kerättiin lisätietoa alueelle mallinnetuista vettä johtavista rakenteista injektoinnin suunnittelua varten. Sulfaatin pelkistyskokeen (SURE) ensimmäinen osa käynnistettiin loppuvuodesta 2010 kytkemällä ONK- PVA6:een virtauskennostot, joihin istutettiin reiän olosuhteita vastaava mikrobikanta kierrättämällä reiän pohjavettä kennostossa. Vajaan neljän kuukauden istutusvaiheen jälkeen virtauskennostot siirrettiin laboratoriotiloihin, jossa koetta jatkettiin aktivoimalla sellien mikrobikantoja CH 4 - ja H 2 -kaasujen avulla 106 päivää. Kokeen aikana seurattiin mikrobikantojen ja veden kemiallisen koostumuksen muutoksia. Ensimmäinen vaihe raportoidaan kevään 2012 aikana. Koetta jatketaan ONK-KR15:ssa edellisestä vaiheesta poikkeavissa pohjavesiolosuhteissa. Reiän karakterisointiin liittyvät näytteenotot (kemia ja mikrobit) on suoritettu ja koe käynnistyy alkuvuodesta 2012. ONKALOn pohjavesikemiallisten olosuhteiden monitorointia on jatkettu ottamalla säännöllisesti vesinäytteitä pohjavesiasemista (9 kpl), injektointisementin monitorointirei istä (4 kpl), karakterisointirei istä (3 kpl) ja uusista pilottirei istä. Kuva 6. Tunnelin seinälle asennetaan kouru yksittäisen raon vesivuodon mittaamista varten. MALLINNUS Vuoden 2011 aikana valmisteltiin paikan kuvauksen integroivaa ja kokoavaa paikankuvausraporttia (Olkiluoto Site Description 2011). Kyseessä on neljäs versio Olkiluodon paikankuvauksesta. Olkiluodon tutkimusalueen geotieteellistä mallinnusta koordinoi Olkiluoto 14
Modelling Task Force -ryhmä (OMTF). OMTF:n työn tarkoituksena on tuottaa Olkiluodosta geologinen, hydrogeologinen, geokemiallinen ja kalliomekaaninen kuvaus. Jokaisella tutkimusalalla on oma mallinnusryhmänsä, joka toimii OMTF-ryhmän alaisuudessa. Vuoden 2011 aikana ja paikankuvausraportin valmistuessa mallinnusryhmän työ on keskittynyt turvallisuusperustelun taustaraportointien tekemiseen ja yksittäisten avoimien kysymysten selvittämiseen. Geologian ja geofysiikan mallinnus Vuoden 2011 aikana valmistui Olkiluodon geologisen mallin versio 2.1 osana Olkiluodon paikankuvausraporttia. Kallioperän 3D-kuvausta päivitettiin edelleen versioksi 2.2 hauraiden rikkonaisuusvyöhykkeiden ja kivilajien osalta, mutta tätä päivitystä ei raportoitu erikseen. Geologisen mallin päivitys sisälsi pääasiassa uuden aineiston ja tulkintojen perusteella tehtyjä muutoksia. Kivilajimallin ja duktiilin deformaation 3D-kuvaukset on nykyversiossa kehitetty yhteneväksi kallioperäkartan kanssa uusien tutkimuskaivantojen, kartoitusten ja kairausten avulla. Duktiilin deformaation historia sekä kivessä tapahtuneet kemialliset ja mineralogiset muutokset ymmärretään nyt aikaisempaa paremmin ja ne on raportoitu kattavammin. Käsitys hauraan deformaation historiasta on tarkentunut siirrosten tutkimisen myötä. Geologista rakoverkkomallia on päivitetty versioon 2.0, mutta sen raportointi oli vielä vuoden 2011 lopulla kesken. Geologinen mallinnustyö sisälsi vuonna 2011 myös ns. pienen mittakaavan mallinnusta, jota on tehty ONKA- LOn demonstraatiotilojen alueelta pääasiassa kallion soveltuvuusluokittelun (Rock Suitability Criteria, RSC) tarpeisiin. Pienen mittakaavan mallinnus on keskittynyt kallion soveltuvuuden kannalta merkittäviin ominaisuuksiin, kuten laajoihin ja vettä johtaviin rakoihin sekä rikkonaisuusvyöhykkeisiin, joiden sijainti ja asema on pyritty kuvaamaan mahdollisimman tarkasti rakennettavien tilojen läheisyydessä. Mallia ja siihen perustuvaa tilojen soveltuvuusarviota päivitettiin useaan otteeseen demonstraatiotilojen rakentamisen ja tutkimusten edetessä, viimeisimmäksi DEMO1-tunnelin lattiaan kairattujen pilottireikien tutkimuksista saatujen tulosten perusteella. Mallinnusmenetelmien ja tulosten kattava raportointi on suunniteltu tehtävän vuonna 2013. Hydrogeologinen mallinnus Vuonna 2010 alkanut hydrogeologisen rakennemallin päivitys valmistui vuoden 2011 alkupuolella ja se julkaistiin myöhemmin työraporttina. Rakennemallin päivityksessä otettiin huomioon geologisen mallin päivitys (versio 2) sekä edellisen mallipäivityksen jälkeen kairattujen tutkimusreikien tutkimustieto edelleen kertyneen Olkiluodon monitorointiaineiston lisäksi. Työn tulokset hyödynnettiin välittömästi Olkiluodon rakoverkkopohjaisessa virtausmallinnuksessa, joka niin ikään valmistui vuoden 2011 aikana ja jonka työraportti julkaistaan vuoden 2012 alkupuolella. Virtausmallinnus käsitti harvaan rakoilleen kallion rakenteen kuvauksen, vedenjohtavuus- ja kulkeutumisominaisuuksien kuvauksen tilastollisin menetelmin sekä Olkiluodon hydrogeologisen kehityskulun kuvauksen viimeisen 8 000 vuoden ajalta. Olkiluodon hydrogeologinen paikkamalli on myös keskeinen lähtökohta vuoden 2012 loppuun mennessä valmistuvaan turvallisuusperusteluun. Turvallisuusperustelua varten käynnistettiin vuoden 2011 aikana radionuklidien kulkeutumismallinnuksia sekä hydrogeologian pitkän ajanjakson kehityskulun mallinnusta. Olkiluodon pintahydrologian mallinnus keskittyi vuonna 2011 ONKA- LOn vaikutusten arviointiin ja lyhyen aikavälin ennusteiden laatimiseen sekä suotautumiskokeen vaikutusten mallinnukseen. Lisäksi mallia kehitettiin vuoden aikana muun muassa lisäämällä malliin suolaisuus, mikä edesauttaa ONKALOn vuotovesien vaikutusten aiempaa tarkempaa arviointia ja mallin hyödyntämistä vuotovesiraja-arvojen laadinnassa. Hydrogeokemiallinen mallinnus Hydrogeokemian osalta valmisteltiin vuonna 2011 Olkiluodon paikkakuvauksen (Site Description 2011) hydrogeokemian mallinnusosuu tta. Malli kuvaa mennyttä hydrogeokemiallista kehitystä, pohjavesityyppien alkuperää ja viipymää, suolaisuusjakaumaa, pohjavesisysteemin kemiallista puskurikykyä ja ONKALOn aiheuttamia muutoksia pohjavesiolosuhteissa. Paleohydrogeokemiallisen mallin avulla tulkitaan myös pohjaveden virtauskäyttäytymistä menneiden ympäristömuutosten seurauksena. Mallin tueksi tehtiin virtaussimulointeja, joilla tarkasteltiin kallion rakopohjaveden ja kiven matriksihuokos veden välistä diffuusiota, suolaisuuden kehitystä ja vuorovaikutusaikoja. Suolaisuusmalli kuvaa pohjaveden suolaisuuden nykyistä jakautumista kallion rakoverkossa. Malli perustuu pohjavesikemian näytteiden lisäksi kairarei istä mitattuihin rakokohtaisen pohjaveden sähkönjohtavuusmittauksiin, joista lasketaan veden kokonaissuolaisuus. Olkiluodon pohjaveden mikrobiologisista olosuhteista valmistui yhteenvetoraportti, jonka tulokset ovat osa hydrogeokemiallista mallia ja kuvaavat erityisesti hapetus-pelkistysprosesseja. Suotautumiskokeen tuloksia on simuloitu reaktiivisen kulkeutumismallinnuksen avulla. Laskentatulosten ja pohjavesikemian monitorointitulosten avulla arvioidaan paikkaraportissa hydrogeokemiallisen systeemin puskurikykyä neutraloida suotautuva pohjavesi ja säilyttää kemialliset olosuhteet pelkistävinä. Kalliomekaaninen mallinnus Kalliomekaanista tietoa alettiin vuonna 2009 kerätä kalliomekaaniseen malliin. Mallinnusta jatkettiin vuoden 2011 aikana lisäämällä malliin edelleen uutta tutkimustietoa sekä kehittämällä mallia laajemman käyttöönoton mahdollistamiseksi. Vuonna 2010 aloitettu jännitystilan ja geologisten rakenteiden yhteismallinnus valmistui. Mallinnuksen tarkoituksena on tarkastella muun muassa rikkonaisuusvyöhykkeiden vaikutusta jännityskentän suuntaan tai suuruuteen. Mallinnukset raportoidaan erillisinä raportteina ja Site Description 2011 -raportissa. Käytetyn polttoaineen huolto 15
KALLIOLUOKITTELU Rock Suitability Criteria (RSC) -prosessi määrittelee kriteerit, joiden avulla kallio luokitellaan loppusijoitukseen soveltuviin ja soveltumattomiin tilavuuksiin. Ensimmäinen versio kallion soveltuvuuskriteereistä julkaistiin vuonna 2009. Vuoden 2011 aikana kriteereiden kehittämistä jatkettiin ja päivitetyt kriteerit hyväksyttiin vuoden lopulla. Myös kriteereiden varmentamisessa käytettyjen tutkimusmenetelmien kehittämistä ja toimivuuden arviointia jatkettiin testauksin ja analysoimalla jo olemassa olevaa aineistoa. Osana kallion soveltuvuuskriteerien kehitystyötä vuonna 2011 pohdittiin muun muassa laajojen rakojen merkitystä loppusijoitustilojen pitkäaikaisturvallisuuden kannalta sekä käytännön soveltuvuusarviotyössä ja arvioitiin uudelleenmuotoillun laajarakokriteerin toimivuutta. Asiaan liittyen muun muassa tarkasteltiin numeerisen mallinnuksen keinoin Olkiluodossa havaitun kaltaisten laajojen rakojen siirrostumista mahdollisten postglasiaalisten maanjäristysten yhteydessä. RSC-työssä paneuduttiin myös soveltuvuuskriteereiden käytännön soveltamiseen ja varmentamiseen sekä kallion luokittelussa käytettävän prosessin kehittämiseen loppusijoitussyvyydelle louhittavien demonstraatiotilojen rakentamisen yhteydessä. DEMO1-tunnelille laadittiin tunnelin louhinnan valmistumista seuranneiden tutkimusten ja pienen mittakaavan mallin päivityksen jälkeen tarkennettu soveltuvuusarvio, jossa määritettiin testikapselireikien sijoittamiseen soveltuvat ja soveltumattomat tunnelijaksot (Kuva 7). Testikapselirei ille valittujen paikkojen soveltuvuus arvioitiin uudelleen tunnelin lattiaan kairatuissa pystyissä pilottirei issä tehtyjen tutkimusten perusteella ennen reikien porauksen aloittamista. Demonstraatiotilojen soveltuvuuden arviointityö jatkuu edelleen vuonna 2012. Olkiluodon monitorointiohjelma ONKALOn rakentamisen aiheuttamia mahdollisia pitkäaikaisia muutoksia on seurattu tätä varten erikseen perustetun monitorointiohjelman (OMO) avulla. Ohjelman piiriin kuuluu kalliomekaaninen, hydrologinen, hydrogeokemiallinen, pintaympäristön ja vieraiden aineiden monitorointi. Monitorointitutkimuksista julkaistaan vuosittain tutkimusalakohtaiset tulosraportit Posivan työraporttisarjassa. Vuonna 2003 laadittu ohjelma päivitettiin vuoden 2011 aikana. Tämä uusi, vuodet 2012 2018 kattava monitorointiohjelma julkaistaan vuoden 2012 alussa. Alla on esitetty yleispiirteisesti monitorointiaktiviteetit osa-alueittain vuonna 2011. KALLIOMEKANIIKKA Kalliomekaaninen monitorointi jatkui edellisten vuosien tapaan. Mikroseismisen monitoroinnin osalta aineiston analysointi ja havaintojen seuranta on jatkuvaa. Mikroseisminen asemaverkko havaitsee vuosittain yli tuhat tapausta, joista suurin osa on ONKALOn louhintaräjäytyksiä. Muut seismiset tapahtumat ovat tyypillisesti joko maanpäällisten tai maanalaisten rakennustöiden aiheuttamia. ONKA- LOn tutkimustilassa 3 tehtävien kalliomekaanisten tutkimusten tueksi on asennettu neljä paikallista asemaa seuraamaan kokeen aikana mahdollisesti tapahtuvia kallion pieniä liikkeitä. Kokeiden loputtua elokuussa 2011 nämä neljä asemaa liitettiin osaksi pysyvää asemaverkkoa. GPS-mittaukset Olkiluodossa ja lähialueella tehtiin aiempien vuosien tapaan keväällä ja syksyllä. Lisäksi tehtiin kallion kiintopisteiden tarkkavaaitus GPS-pisteillä ONKALOn ja VLJ-luolan ympäristössä sekä sidonta valtakunnalliseen vaaitusverkkoon Lapijoella. Mittausten tarkoituksena on mikroseismisen monitoroinnin tavoin varmistaa käsitystä Olkiluodon kallioperän vakaudesta sekä arvioida maannousun nopeuden vaihtelua Olkiluodossa ja sen lähialueilla. GPS-asemaverkon laajennus aloitettiin vuonna 2010 ja sitä jatkettiin vuonna 2011 sähköistämällä uudet asemat ja asentamalla ensimmäiset antennit. Kehitystyöllä sekä laajennetaan havaintoaluetta että parannetaan havaintotarkkuutta. ONKALOn teknisten tilojen alueelle asennettiin syksyllä 2011 kaksi ekstensometriä kahden itä-länsisuuntaisen hallin pilariin, joilla seurataan pilarin muodonmuutosta viereisen hallin louhinnan aikana. Ennustetut ja toteutuneet siirtymät ovat olleet 1 2 millimetrin luokkaa. Ekstensometrien luentaa jatketaan. Kuva 7. DEMO-tunnelista skannattuja profi ileja ja erään tunnelissa havaitun rikkonaisuusvyöhykkeen 3D-malli. HYDROLOGIA Hydrologinen monitorointi toteutettiin vuonna 2011 pääpiirteissään saman ohjelman mukaisesti kuin vuonna 2010. Suurimpana muutoksena aiempiin vuosiin on ollut painopisteen keskittyminen kairareikien virtausolo- 16
suhteiden monitoroinnista paineseurantaan. Pohjaveden pinnankorkeutta havainnoitiin sekä matalissa pohjavesiputkissa ja kairarei issä että avoimissa syvissä kairarei issä manuaalisesti kerran kuukaudessa. Muutamia pinnankorkeuden referenssireikiä sekä suotaumakoealueella sijaitsevia matalia reikiä on myös alettu seurata automaattisten pinnankorkeusantureiden avulla (havainnot 1 krt/h). Painekorkeuden seuranta tapahtui monitulpattujen syvien kairareikien automaattisen paineseurantaverkoston (GWMS) avulla. Vuoden 2010 lopussa siirryttiin sähköpostitoimituksen sijaan raakadatan toimitukseen POTTI-järjestelmän kautta. Datojen online-seuranta toimi suunnitellusti ja vuoden aikana datan käsittelyä ja analysointia kehitettiin edelleen. Vuoden 2012 alusta alkaen otetaan käyttöön alenemamäärityksissä havainnoille tehtävän luonnontilakorjauksen (pohjavesi + merenpinnankorkeus) lisäksi vuorovesi- ja painekorjaus. Vuoden lopussa monitulpattuna ja monitorointiverkostoon liitettynä oli 25 syvää kairareikää. Vuoden 2011 aikana viimeisteltiin reiän OL-KR44 tulppaus, korjattiin tulppaus reiässä OL-KR28 ja tulpattiin reikä OL-KR39. Isot vettäjohtavat HZ20-rakenteet lävistettiin ON- KALOn ajotunnelilla vuosien 2008 ja 2009 vaihteessa. Vuosien 2009 2011 aikana on lävistetty samat rakenteet useasti kuilujen injektointirei illä. Lisäksi poistoilmakuilu ONK-KU2 nousuporattiin syvyysväliltä -290...-437 lokakuussa 2011. Rakennelävistyksiin liittyvien vuotojen vaikutuksia pohjaveden paineeseen on seurattu ja analysoitu edellisten vuosien tapaan myös vuoden 2011 aikana. Vuoden aikana on koottu hydrologisista mittauksista neljännesvuosimuistioita, joissa käsiteltiin pinnan- ja painekorkeuksien tuloksia sekä analysoitiin muiden kenttätapahtumien ja ONKALOn rakentamisen aiheuttamia lyhytaikaisia vaikutuksia painekorkeuksiin. Nämä tulokset raportoidaan vuonna 2012 julkaistavassa hydrologisessa monitorointiraportissa. Lisäksi monitoroitiin avoimien reikien virtausolosuhteita, vedenjohtavuutta sekä syvistä kairarei istä että matalista kairarei istä ja pohjavesiputkista, pohjaveden suolaisuutta (EC), pintavalunnan määrää, merenpinnan korkeutta ja ONKALOn vuotovesiä. Poikkivirtausmittauksia on toistaiseksi tehty vain paikkatutkimuksii n liittyen, mutta vuonna 2011 mitatuista raoista on nyt valittu poikkivirtausmittauskohteita myös monitorointiohjelmaan vuodelle 2012. Hydrologian monitorointiohjelmaan kuuluvista parametreista pintavalunta, sadanta (ml. lumi), roudan paksuus ja suotauma raportoidaan ympäristön vuosittaisessa monitorointiraportissa. ONKALOssa monitorointi jatkui noin kerran kuukaudessa tehdyillä kokonaisvuotovesimittauksilla. Mittaukset tehdään mahdollisuuksien mukaan koko tunnelin pituudelta sekä mittapadoilta, joita vuoden 2011 lopussa oli yhdeksän (paaluilla 208, 580, 1255, 1970, 3003, 3125, 3356, 3941, 4580). Mittapatojen 3125 ja 3356 välissä sijaitsevat HZ20-rakenteet. Vuoden 2011 aikana keskimääräinen kokonaisvuotovesimäärä on pysynyt ajotunnelin osalta samana kuin edellisinä vuosina (33 l/min paalulle 4580 asti), koska vuosien 2010 ja 2011 aikana louhitussa ajotunneliosuudessa on esiintynyt hyvin vähän vettäjohtavia rakoja ja rakenteita (Kuva 8). Lokakuussa 2011 nousuporatun poistoilmakuilun (-290...-437) vuoto on alustavien mittausten mukaan noin 5 l/min. Tarkemmat mittaustulokset kuilusta saadaan vuoden 2012 alussa. Vuoden 2011 aikana tehtiin kaksi kertaa silmämääräinen vuotovesikartoitus koko tunnelin pituudelta vuotavien rakojen ja vyöhykkeiden paikallistamiseksi ja vuotokohtien mahdollisten muutosten seuraamiseksi. HYDROGEOKEMIA Vuoden 2011 hydrogeokemian monitorointiohjelma toteutui pääpiirteittäin tehtyjen näytteenottosuunnitelmien mukaisesti. Tutkimusten pääpainona oli seurata muutoksia, joita on aikaisempien vuosien aikana havaittu etenkin päärakovyöhykkeissä 300 500 metrin syvyydellä. Lisäksi tutkimukset painottuivat myös syviin (> 500 m) vettäjohtaviin rakenteisiin. Kattavia tutkimuksia tehtiin myös ONKALOn monitorointikohteista. Olkiluodon alueen pohjavesikemiassa on havaittu muutoksia; muun muassa kallion yläosan bikarbonaattipitoisia vesiä on kulkeutunut syvemmälle monitorointipisteisiin ONKALOn aiheuttaman hydraulisen gradientin vuoksi. Hydrologiset rakenteet HZ20A ja B vetävät voimakkaasti pohjavettä kohti ONKALOa, mikä aiheuttaa joko laimenemista tai suolaantumista riippuen monitoroitavan kairareiän avoimuudesta/tulppauksesta. Vyöhykkeessä HZ20A, joka on yhteydessä maan pintaan, tapahtuu yleisesti laimenemista. Sen sijaan vyöhykkeessä HZ20B sijaitsevien monitorointikohteiden on havaittu laimenevan, jos kairareikä on avoin ja suolaantuvan joissakin tapauksissa, jos kairareikä on tulpattu. Lisäksi reiän OL-KR22 tulppauksen rikkoontuminen kesällä 2009 on tehostanut bikarbonaattiveden virtausta HZ20- vyöhykkeeseen, mikä on havaittu vasta vuosien 2010 ja 2011 näytteenotossa. Tulppauksen pettäminen on johtanut rakenteiden HZ20A ja B selkeään laimenemiseen reiässä OL-KR22 ja mahdollisesti se on myös osatekijänä rei issä OL-KR25 ja OL-KR27 havaittuihin rakenteen HZ20A vähäiseen suolaisuuden laskuun. Laimentumista on havaittu myös HZ19-rakenteiden yhteydessä (kairareiässä OL-KR37). HZ21-rakenteen monitorointikohteista on kuitenkin havaittu, ettei ONKALOn aiheuttama korkea hydraulinen gradientti ole vielä vaikuttanut merkittävästi syviin suolaisiin pohjavesiin. Korvensuon altaan laimentava vaikutus pohjavesiin on havaittu etenkin sen läheisyydessä sijaitsevissa pohjavesiputkissa ja kalliorei issä. ONKA- LOssa pohjavesinäytteitä on otettu ohjelman mukaisesti ensisijaisesti pohjavesiasemista. Pohjavesiasemia on vuoden 2011 aikana ollut säännöllisessä seurannassa yhdeksän. Näissä on tehty sekä pohjavesikemiallisia että mikrobiologisia tutkimuksia ja tulokset ovat vastanneet muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta hyvin pohjaveden luonnollista tilaa. Poikkeuksista mainittakoon nouseva sulfaattipitoisuus, joka Käytetyn polttoaineen huolto 17