Olkiluodon loppusijoitustilojen käyttövaiheen kuvaus

Työraportti 2003-70 Olkiluodon loppusijoitustilojen käyttövaiheen kuvaus Tapani Kukkola Huhtikuu 2004 POSIVA OY FIN-27160 OLKILUOTO, FINLAND Tel. +358-2-8372 31 Fax +358-2-8372 3709

-----~--- ----- - Työraportti 2003-70 Olkiluodon loppusijoitustilojen käyttövaiheen kuvaus Tapani Kukkola Huhtikuu 2004

16.3.2004/T Kukkola Työraportti 2003-70 OLKILUODON LOPPUSIJOITUSTILOJEN KÅ.YTTÖVAIHEEN KUVAUS Tapani Kukkola Joulukuu 2003

~ Fortum ~ Nuclear Services 1 ENP 1 Tapani Kukkola 1 16.3.2004 NUCL-2270 1 (1) Jakelu: Tarkastaja, pvm Korvaa Avainsanat OLKILUODON LOPPUSIJOITUSTILOJEN KÄYTTÖVAIHEEN KUVAUS TIIVISTELMÄ Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus on jatkuva prosessi. Käytön aikana uusia loppusijoitustunneleita louhitaan lisää ja polttoainekapseleita loppusijoitetaan samanaikaisesti valmiisiin tunneleihin. Raportissa esitetään polttoainekapseleiden loppusijoituksen yleiset periaatteet, loppusijoituksen päiväohjelma, loppusijoituksen tehokkuusvaatimukset sekä kuvataan loppusijoitustyön eteneminen. Raportissa on esitetty loppusijoitustilan aluejako; loppusijoituksessa olevat tunnelit, valmisteluvaiheessa olevat tunnelit ja louhintavaiheessa olevat tunnelit. Raportissa on käsitelty myös tunneliperi en täyttöä, tunneleiden varusteluaja loppusijoitusreikien porausta. On pohdiskeltu loppusijoitustunneleiden laajentamista, samoin valvonta- ja valvomattoman alueen rajauksen yleisiä periaatteita sähkötehon syötön, viemäröinnin, palo-osastoinnin, ilmastoinnin, kulunvalvonnanja safequards-valvonnan osalta. Lisäksi on tarkasteltu erillisiä yksittäisiä asioita, kuten käyttö- ja käytöstäpoistojätetilan käyttöä sekä betonitulppia loppusijoitustunnelin suulle. Fortum Nuclear Services Oy Ly 1655971-4 krnro 808.606 Kotipaikka Espoo

Työraportti 2003-70 Olkiluodon loppusijoitustilojen käyttövaiheen kuvaus Tapani Kukkola Fortum Nuclear Services Huhtikuu 2004 Pesivan 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.

OLKILUODON LOPPUSIJOITUSTILOJEN KÄYTTÖVAIHEENKUVAUS TIIVISTELMÄ Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus on jatkuva prosessi. Käytön aikana uusia loppusijoitustunneleita louhitaan lisää ja polttoainekapseleita loppusijoitetaan samanaikaisesti valmiisiin tunneleihin. Raportissa esitetään polttoainekapseleiden loppusijoituksen yleiset periaatteet, loppusijoituksen päiväohjelma, loppusijoituksen tehokkuusvaatimukset sekä kuvataan loppusijoitustyön eteneminen. Raportissa on esitetty loppusijoitustilan aluejako; loppusijoituksessa olevat tunnelit, valmisteluvaiheessa olevat tunnelit ja louhintavaiheessa olevat tunnelit. Raportissa on käsitelty myös tunneliperien täyttöä, tunneleiden varusteluaja loppusijoitusreikien porausta. On pohdiskeltu loppusijoitustunneleiden laajentamista, samoin valvonta- ja valvomatloman alueen rajauksen yleisiä periaatteita sähkötehon syötön, viemäröinnin, palo-osastoinnin, ilmastoinnin, kulunvalvonnan ja safeguards-valvonnan osalta. Lisäksi on tarkasteltu erillisiä yksittäisiä asioita, kuten käyttö- ja käytöstäpoistojätetilan käyttöä sekä betonitulppia loppusijoitustunnelin suulle. Avainsanat: Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus, polttoainekapselit, loppusijoitustilat

OPERATING DESCRIPTION OF OLKILUOTO SPENT FUEL REPOSITORY ABSTRACT The disposal of spent nuclear fuel canisters is a continuous process. During the operating phase the final disposal tunnels are excavated and the spent fuel canisters are disposed simultaneously in other tunnels. The general principles of spent fuel canisters disposal is presented in this report, as well as the daily canister disposal program and the efficiency requirements. The final disposal work process is described in details. In this report the repository spaces are divided into the different areas: the tunnels for fuel canister disposal, the tunnels in preparatory phase and tunnels to be excavated. The filling of tunnels is dealt with and also the disposal tunnels fumishing are discussed as well as the drilling of the final disposal holes. The different altematives to expand the final disposal tunnels are discussed as well as separation principles for clean area and controlled area in relation to the power supply, the sewage, the fire zones, the ventilation, the access control and the safeguards control. In addition, different separate things are considered like use of the cavem for operating and decommissioning waste and the concrete plugs in front of disposal tunnel facing the central tunnel. Keywords: Final disposal of spent nuclear fuel, spent fuel canister, final repository.

1 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ ABSTRACT 1 JOHDANT0... 3 2 LOPPUSIJOITUSPERIAATTEET JA AIKAOHJELMA... 4 2.1 Yleiset periaatteet... 4 2.2 Polttoaineen loppusijoitus kahdelle tasolle... 4 2.3 Polttoainekapseleitten loppusijoituksen aikaohjelma... 5 2.3.1 Normaali loppusijoitusnopeus... 5 2.3.2 Operointi suuremmalla tehokkuudella... 6 3 BENTONIITTILOHKOJEN JA KAPSELEIDEN ASENNUS... 7 3.1 Bentoniittilohkot.... 7 3.2 Bentoniittilohkojen tuonti loppusijoitustilaan... 8 3.3 Loppusijoitusreiän valmistelu kapselin asennusta varten... 10 3.4 Bentoniittilohkojen asennus loppusijoitusreikään... 11 3.5 Polttoainekapselin asennus loppusijoitusreikään... 11 3.6 Päällysbentoniittilohkojen asennus... 12 4 LOPPUSIJOITUSTUNNELEIDEN TÄYTTÖ... 14 4.1 Täyteaineelle asetetut vaatimukset... 14 4.1.1 Tunnelipohjan täyteainevaatimukset... 14 4.1.2 Tunnelin yläosan täytemateriaalin vaatimukset... 15 4.2 Loppusijoitustunnelin alaosan täyttö... 16 4.3 Loppusijoitustunnelin yläosan täyttö... 17 4.4 Tulpan rakentaminen loppusijoitustunnelin suulle... 17 5 LOPPUSIJOITUSTILAN JAKOTYÖSKENTELYALUEISIIN... 18 5.1 Loppusijoituksessa olevat tunnelit.... 18 5.2 Valmisteluvaiheessa olevat tunnelit... 18 5.3 Louhintavaiheessa olevat tunnelit... 19 5.4 Betonitulppien rakentaminen tunnelin suulle... 19 5.5 Bentoniittilohkojen välivarastointi... 19 5.6 Käyttö- ja käytöstäpoistojätetilat.... 19 6 TUNNELEIDEN VARUSTELU JA KAPSELIREIKIEN PORAUS... 20 6.1 Tunneleiden karakterisointi... 20 6.2 Tunneleiden varustelu... 20 6.3 Loppusijoitusreikien poraus... 20 7 VALVONTA- JA VALVOMATTOMAN ALUEEN RAJA... 21 7.1 Yleiset periaatteet... 21 7.2 Sähkötehon syöttö... 21 7.3 Vuotovesijärjestelmä... 21 7.4 Palo-osastointi... 21 7.5 llmastointi... 21

2 7.6 Kulunvalvonta... 22 7.7 Safeguards valvonta... 22 8 VIITTEET... 24

3 1 JOHDANTO Loppusijoitustilan käytön kuvaus on osa loppusijoitustilojen esisuunnitelmaa 2003. Suunnitelma koskee loppusijoituslaitoksen käyttövaihetta ja perustuu tapaukseen, jossa Loviisan ydinvoimalaitosyksiköt käyvät 50 vuotta, Olkiluodon yksiköt 60 vuotta ja rakennettava uusi ydinvoimalaitos OL3 60 vuotta. Loppusijoitustilat sijoitetaan 500 metrin syvyyteen peruskallioon Eurajoen Olkiluotoon. Polttoainekapseleiden loppusijoitus on jatkuva prosessi; loppusijoitustunneleita louhitaan, loppusijoitustunneleita valmistellaan, loppusijoitusreikiä porataan ja polttoainekapseleita loppusijoitetaan käytännössä samanaikaisesti. Tunneleita täytetään vuoron perään kapseleiden loppusijoituksen kanssa. Tämä raportti kuvaa töitä alkaen polttoainekapselin tuonnista kapselihissillä loppusijoitustasolle ja päättyen loppusijoitustunnelien täyttämiseen. Raportti sisältää myös kapseleiden loppusijoitukseen liittyviä valmistelevien töiden kuvauksia, kuten esimerkiksi loppusijoitustunneleiden louhintaa sekä loppusijoitusreikien porausta ja varustelua. Loppusijoitustilan käytön suunnittelun lähtökohtana on käytetty tähän mennessä tehtyjä loppusijoitustilan esisuunnitelmia sekä ONKALOn rakennuslupahakemusaineistossa esitettyjä suunnitelmia. Maanpäällisen toiminnan reunaehdot on esitetty raporteissa (Kukkola 2002) ja (Kukkola 2003a). Raportti ei ole suoranainen päivitys aiemmin tehdystä raportista (Kukkola 2000a), koska aiempi loppusijoituslaitoksen esisuunnitelma (Riekkola et al. 1999) on muuttunut merkittävästi. Tärkeimpinä eroina aiempaan nähden ovat polttoainemäärien ja palamien kasvut ja että loppusijoituspaikaksi on valittu Olkiluoto, jonne on päätetty rakentaa maanalainen tutkimustila ONKALO (Kalliomäki 2003), joka tulee osaksi varsinaisia loppusijoitustiloja. ONKALOn maanpintayhteyksiksi rakennetaan vinoajotie ja ilmanvaihtokuilu, jota käytetään myös henkilö liikenteeseen. Polttoaineen palamien kasvu ja suurempi jälkilämmön tuotto sekä laitosten jatkettu käyttöaika ovat johtaneet siihen, että loppusijoitustehokkuuden tulee olla aiempaa pienempi, vuodessa tuotetaan keskimäärin 40 polttoainekapselia aiemman 60 asemasta, jotta loppusijoitustilassa lämpötilan nousu pysyisi suunnitelluissa rajoissa. Hentoniittilohkojen muoto on muuttunut. Aiemmin suunniteltiin loppusijoitusreiän vuorausta tiilenmuotoisilla bentoniittilohkoilla, nyttemmin on päädytty renkaan tai kiekonmuotoisiin lohkoihin, samanlaisiin, joita SKB on käyttänyt loppusijoituskokeissa Äspön kalliolaboratoriossa. Isot lohkot vaikuttavat luonnollisesti hentoniittilohkojen valmistusteknologiaan ja bentoniittilohkoj en käsittelyyn. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvo on modifioitu. Aiemmin suunniteltiin käytettävän kuorma-auton alustalle rakennettua ajoneuvoa kun tällä hetkellä suunnitelmissa on telaalustainen ajoneuvo. Myös bentoniittilohkoja siirretään ja käsitellään tela-alustaisella ajoneuvolla.

4 2 LOPPUSIJOITUSPERIAATTEET JA AIKAOHJELMA 2.1 Yleiset periaatteet Optimaalisinta työvoiman ja kaluston käyttö on silloin, kun toiminta on jatkuvaa. Kampanjamainen työskentely merkitsee työvoiman tehotonta käyttöä sekä kaluston ylimitoitusta. Ei ole myöskään mielekästä soveltaa saman prosessin yhdessä työvaiheessajatkuvan työskentelyn periaatetta ja toisessa kampanjaperiaatetta. Polttoainekapseleita pitää kyetä loppusijoittamaan samaa vauhtia kuin kapselointilaitos tuottaa polttoainekapseleita. Kapseleiden loppusijoitustehokkuuden tulee olla yhtä suuri kuin kapselointilaitoksen tuotantokapasiteetti. Puskurivarastoja tehdään vain käyttöhäiriöiden varalle- ei sen takia, että ei kyetä sovittamaan kapasiteetteja yhteen. Loppusijoitustunneleita louhitaan lisää sitä mukaan kuin tarve vaatii (Kirkkomäki 2003). Samanaikaisesti aukiolevien loppusijoitustilojen määrä pyritään pitämään mahdollisimman pienenä. Loppusijoitustunneleita varustellaan ja loppusijoitusreikiä porataan tietyssä vaihesiirrossa tunneleiden louhintaan nähden. Loppusijoitustunneleita täytetään sitä mukaan, kun polttoainekapseleita loppusijoitetaan, koska vettyessään hentoniitti turpoaa ja menettää tiiveytensä. Bentorriitti voi myös työntää kapselin ulos loppusijoitusreiästä. Veden tuloa loppusijoitusreikiin ei voida käytännössä varmasti estää, joten polttoainekapselit eivät voi olla viikkokausia avoimissa loppusijoitusrei'issä. Oletetaan, että polttoainekapseli voi olla loppusijoitusreiässä kuukauden, ennen kuin tunneli on täytettävä reiän yläpuolelta. Tunneleiden täyteaine sekoitetaan maan pinnalla olevassa täyteaineen sekoitusasemassa. Täyteaine tuodaan loppusijoitustilaan säiliösekoitusautossa vinoajotietä pitkin. Tunneliperien täytössä käytetään valmiita markkinoilta saatavia valmiita laitteita, joita modifioidaan tarpeen mukaan. Seuraavassa oletetaan loppusijoitustunneleiden keskipituudeksi 300 m ja poikkipintaalaksi 15 m 2 Loppusijoitusreikäväli Loviisan laitoksen polttoaineelle on 8,6 m ja Olkiluodon laitoksen polttoaineelle 11 m. Yhdessä loppusijoitustunnelissa on 20-30 loppusij oi tusreikää. 2.2 Polttoaineen loppusijoitus kahdelle tasolle Jo ONKALO-vaiheessa tutkimustilat rakennetaan kahteen tasoon (Kalliomäki 2003) sekä -420 että -520 metrin syvyyteen. Loppusijoitustilojen vaiheitiaista rakentamista sekä yhteen että kahteen kerrokseen on myös selvitetty (Kirkkomäki 2003). Loppusijoitustilojen käytön kannalta on periaatteessa yhdentekevää, toimitaanko yhdessä vai kahdessa kerroksessa, koska kummallekin tasolle tulee hissiasema kapselikuiluun ja koska vinoajotie ylettyy aiemmalle tasolle asti. Hentoniittilohkojen käsittelyä varten joko aiemmalle tai ylemmälle toimintatasolle tarvitaan tilaa, jossa hentoniittilohkot pu-

5 retaan kuljetus- ja varastointipakkauksistajajossa hentoniittilohkot lastataan hentoniittilohkojen siirto- ja asennusajoneuvoon. 2.3 Polttoainekapseleitten loppusijoituksen aikaohjelma 2.3.1 Normaali loppusijoitusnopeus Vuodessa loppusijoitetaan keskimäärin 40 polttoainekapselia. Loppusijoitustunneleiden keskimääräinen pituus on noin 300 m. Keskustunnelista katsottuna ensimma1nen loppusijoitusreikä on 27 metrin paassa ja vnme1sen loppusijoitusreiän etäisyys loppusijoitustunnelin peräseinästä on 4 metriä. Kun Olkiluodon polttoainekapseleiden reikäväli on 11 m ja Loviisan polttoainekapseleiden reikäväli on 8,6 m, niin Olkiluodon polttoaineelle loppusijoitusreikiä yhteen tunneliin tulee keskimäärin 24 kappaletta ja Loviisan polttoaineelle 31 kappaletta. Normaalilla loppusijoitusnopeudella voidaan operoida yhdessä tunnelissa kerrallaan. Vuodessa täytetään vajaat kaksi loppusijoitustunnelia. Neljän polttoainekapselin asennukseen ja loppusijoitustunnelin pohjan alaosan täyttöön kuluu noin kuukausi aikaa, kuva 1. Kymmenessä kuukaudessa asennetaan 40 loppusijoituskapselia. Task Name 1. loppusijortusreiän valmistelu Bentoniittilohkojen asennus Kapselin ja päällysbentoniittilohkojen asennus 2. loppusijortusreiän valmistelu Bentoniittilohkojen asennus Kapselin ja päällysbentoniittilohkojen asennus 3. 1oppusijortusreiän valmistelu Bentoniittilohkojen asennus Kapselin ja päällysbentoniittilohkojen asennus 4. 1oppusijortusreiän valmistelu Bentoniittilohkojen asennus Kapselin ja päällysbentoniittilohkojen asennus Loppusijottustunnelin lattian purku ja puhdistus Tunnelin alaosan täyttö ja tiivistäminen Kuva 1. Neljän loppusijoituskapselin aikaohjelma. Loppusijoitustunnelin varusteiden purkamiseen, rusnaukseen ja kalliopinnan puhdistukseen sekä tunnelin yläosan täyttöön kuluu aikaa noin puolitoista kuukautta, kuva 2. Loppusijoitustunnelin suulle rakennetaan sulkutulppa (Haaramo 1999), johon on arvioitu kuluvan aikaa viikon verran. Tunnelin yläosa voidaan joutua täyttämään lyhyemmissä jaksoissa, mikäli loppusijoitusreikien hentoniitti vettyy oletettua nopeammin, katso luku 4.

6 Tasl<Name Loppusijoitustunnelin varusteiden purku Loppusijoitustunnelin seini!ln ja katon rusnaus Kalliopinnan puhdistus Tunnelin ylaosan tayttö ja tiivi stys Sulkutulpan rake!!amj.n~ _ t t! t 1 t ±J Kuva 2. Loppusijoitustunnelin sulkemisen työvaiheet. 2.3.2 Operointi suuremmalla tehokkuudella Tarvittaessa loppusijoitustehokkuus voidaan helposti moninkertaistaa työskentelemällä kahdessa tai jopa neljässä tunnelissa samanaikaisesti. Tämä tarkoittaisi käytännössä sitä, että ydinvoiman käyttö olisi päätetty lopettaa ja että kertynyt polttoaine loppusijoitetaan niin nopeasti kuin mahdollista. Tällöin käytetyn polttoaineen lämmöntuotto ei aseta rajoituksia, koska mukana on riittävästi kauanjäähtynyttä polttoainetta.

7 3 BENTONIITTILOHKOJEN JA KAPSELEIDEN ASENNUS 3.1 Santoniittilohkot Loppusijoitusreiän pohjalle ja polttoainekapselin päälle tulevat hentoniittilohkot ovat kiekon muotoisia ja reunalohkot ovat ananasrenkaan muotoisia. Lähtömitat ja välykset on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1. Lähtömitat ja välykset. Mitat ja väl ykset m Kapselin halkaisija 1,050 Loppusijoitusreiän halkaisija 1,750 Välys: kapseli-hentoniitti 0,010 Välys: hentoniitti-kallio 0,025 Hentoniittilohkojen mitoiksi ja painoiksi saadaan taulukossa 2 estetyt arvot, kun hentoniittilohkon paksuus on 0,4 m ja kun puristetun hentoniitin tilavuuspaino noin 17 % vesipitoisuudessa on 2000 kg/m 3. Taulukko 2. Rentoniittilohkojen mitat ja painot. Pohjalohko Reunalohko ulkohalkaisij a 1,70 1,70 m sisähalkaisij a 1,07 m korkeus 0,40 0,40 m tilavuus 0,91 0,55 m3 paino 1816 1096 kg Kuljetus- ja varastointipakkauksen painoksi oletetaan 600 kg ja korkeudeksi 0,55 m. Loppusijoitusreikään asennetaan ensin kaksi kiekon muotoista pohjalohkoa ja sitten ananasrenkaan muotoiset reunalohkot, jotka ylettyvät kapselin yläpinnan tasalle. Kun yhden lohkon paksuus on 0,4 metriä, niin loppusijoitusreikään tarvitaan 12 reunalohkoa Olkiluodon laitoksen polttoaineelle ja 9 reunalohkoa Loviisan laitoksen polttoaineelle ennen polttoainekapselin asennusta. Polttoainekapselin päälle tulee kummassakin tapauksessa 5 bentoniittilohkoa. Olkiluodon polttoaineen loppusijoitusreikään tarvitaan yhteensä 19 hentoniittilohkoa ja Loviisan polttoaineelle 16 bentoniittilohkoa, taulukko 3.

8 Taulukko 3. Rentoniittilohkojen tarve loppusijoitusreiässä. Bentonii ttilohkoj en tarve OL1-2 Lo1-2 Kapselin korkeus 4,8 3,6 m Loppusijoitusreiän syvyys 7,8 6,6 m Bentoniittilohkon korkeus 0,4 0,4 m Pohjalohkot 2 2 kpl Reunalohkot 12 9 kpl Päällyslohkot 5 5 kpl Lohkoj a yhteensä 19 16 kpl Lohkopinon korkeus 7,6 6,4 m Lattiakolon syvyys 0,2 0,2 m Kun hentoniittilohkon korkeus on 0,4 metriä, niin sekä Olkiluodon että Loviisan kapselille reunalohkopinon korkeus on tasan yhtä suuri kuin kapselin korkeus. Kun polttoainekapselin päälle on asennettu päällyshentoniittilohkot, niin loppusijoitustunnelin lattiaanjää 0,2 metrin syvyinen kolo. 3.2 Santoniittilohkojen tuonti loppusijoitustilaan Bentoniittilohkot tuodaan loppusijoitustilaan kapselointilaitoksen välivarastosta kapselihissillä. Varastoinnin ja kuljetuksen ajaksi hentoniittilohkot on pakattu metallisiin pakkauksiin (Johannesson 2003), kuva 3. Pakkaukset toimivat hentoniittilohkojen mekaanisena suojana käsittelyssä ja kuljetuksissa, lohkoja voidaan siirrellä esimerkiksi haarukkatrukilla ilman varaa lohkojen rikkoutumisesta. Pakkaus pitää myös ilman suhteellisen kosteuden tasaisena, 75 %:ssa, jolloin lohkot eivät ala kuivua ja halkeilla tai vettyä. Bentoniittilohkojen välivarastossa myös ilmastointi pitää ilman suhteellisen kosteuden tasaisena. Loppusijoitustilassa hentonii ttilohkoj a varastoidaan mahdollisimman lyhyen aikaa. Bentoniittilohkot lastataan trukilla kapselihissiin. Pakkauksia voidaan pinota hissiin päällekkäin enintään 9 kappaletta. Tällöin pinon korkeus on 4,95 m ja pohjalohkaista muodostunut pino painaa 21,7 tonniaja reunalohkopino painaa 15,3 tonnia. Bentoniittilohkot puretaan kapselihissistä trukilla ja kuljetetaan käyttö- ja käytöstäpoistojäteluolaan (Kukkola 2000h ), jossa hentoniittilohkot puretaan kuljetuspakkauksista ja lastataan hentoniittilohkojen asennusajoneuvoon. Tyhjät pakkaukset palautetaan ja käytetään uudestaan.

9 Kuva 3. Rentoniittilohkon kuljetuslaatikko (Johannesson, L-E. 2003. Block manufacturing. LaSGIT Project Meeting #2, Lund 2-3 October 2003. Clay Technology AB). Yhtä loppusijoitusreikää kohden tarvitaan keskimäärin kaksi hissimatkaa hentoniittilohkojen kuljettamiseksi varastosta loppusijoitustilaan. Hentoniittilokojen asennusajoneuvo liikkuu tela-alustalla. Kuva 4 esittää hentoniittilohkojen asennusajoneuvoa. Ajoneuvon vasemmanpuoleiseen päähän tulee säteilysuojattu ohjaamo polttoainekapselin säteilyn vuoksi. Hentoniittilohkojen asennusajoneuvoon sopii yhden loppusijoitusreiän pohja- ja sivuhentoniittilohkot. Hentoniittilohkojen asennusajoneuvossa nostimen tarrain on suunniteltu toimivan imukuppien avulla.

10 Kuva 4. Rentoniittilohkojen siirto-ja asennusajoneuvo (P-E Rönnqvist FNS). 3.3 Loppusijoitusreiän valmistelu kapselin asennusta varten Loppusijoitustunnelin seinissä ja katossa on lujituspulttauksia ja mahdollisesti myös verkotuksia. Loppusijoitustunnelissa saattaa olla myös ruiskubetonoituja osuuksia. Loppusijoitustunnelissa on betonilattia (Kirkkomäki 2003c ). Loppusijoitustunnelin lattiaan on porattu loppusijoitusreiät valmiiksi. Loppusijoitusreikien porauksessa käytetään sokkoporaustekniikkaa (Autio et al. 1996a ja 1996b ). Tyhjät loppusijoitusreiät suljetaan kansilla. Loppusijoitustunneliin on asennettu valaistus, sähkönsyöttökiskot, tuloilmastointikanava sekä vesi- ja paineilmaputket Loppusijoittaminen aloitetaan tunnelin perältä. Loppusijoitusreiän suojakansi poistetaan ja loppusijoitusreiän reunalle asennetaan suojakaide. Loppusijoitusreikä pestään painepesurilla ja pumpataan vedestä tyhjäksi uppopumpulla. Loppusijoitusreikä kuivataan kuumailmapuhaltimella. Loppusijoitusreiän pesu ja tarkistus tehdään manuaalisesti loppusijoitusreikään laskettavan työlavan avulla. Loppusijoitusreikä tarkistetaan visuaalisesti. Loppusijoitusreiän pohjalle valetaan viskositeetiltaan notkeasta, matalan PH:n sementistä ohut pohjalaatta, jotta loppusijoitusreiän pohjasta tulisi tasainen ja ehdottoman vaakasuora. Reunalohkojen tiukka pystysuoruusvaatimus edellyttää pohjan suoruudelta erittäin suurta tarkkuutta. Polttoainekapselin, reuna- ja päällyslohkojen paino kohdistuu

11 pohjalohkoon ja jos loppusijoitusreiän pohja ei ole täysin tasainen, niin on vaara, että pohjalohko murtuu. Loppusijoitusreiän valmistelu loppusijoitusta varten kestää yhden työpäivän. 3.4 Bentoniittilohkojen asennus loppusijoitusreikään Ennen hentoniittilohkojen asennusta suojakaide poistetaan loppusijoitusreiän reunalta nostamalla se tunnelin perän suuntaan. Hentoniittilohkot asennetaan tela-alustalla liikkuvan asennusajoneuvon avulla. Ensin asennetaan pohjalohkot ja sitten reunalohkot, jotka ylettyvät tasan loppusijoituskapselin kannen tasolle. Kun reunalohkot on asennettu, niin loppusijoitusreiän vuoraus tarkistetaan. Sivusuunnassa reunalohkojen asennustarkkuuden tulee olla parempi kuin± 5 mm. Loppusijoitusreiän suoruuden ei pitäisi olla tähän esteenä. Loppusijoitusreikään lasketaan tulkki, jolla reiän suoruus ja halkaisija tarkastetaan. Jos on tarpeen, niin hentoniittivuorausta höylätään niin, että kapselin asennukselle jää sopivat toleranssit. Bentoniittilohkoj en asennus ja asennuksen tarkistus kestävät yhteensä yhden työpäivän. Bentoniittilohkoja ei normaalisti suojata muovikalvolla, koska polttoainekapseli ja päällyshentoniittilohkot asennetaan seuraavana päivänä. V araudutaan kuitenkin varmuuden vuoksi tarvittaessa vuorauksen suojaamiseen muovikalvolla. 3.5 Polttoainekapselin asennus loppusijoitusreikään Polttoainekapseli tuodaan loppusijoitustilaan kapselihissillä. Polttoainekapseli ajetaan kapselihissistä ulos kapselin vihivaunulla (Pietikäinen 2003a) kauko-ohjatusti. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvo nostaa polttoainekapselin säteilysuojan sisään kapselin lastausasemassa ja ajaa keskustunnelin kautta loppusijoitustunneliin. Ennen polttoainekapselin asennusta hentoniittilohkojen suojamuovi poistetaan, jos sellainen on jouduttu asentamaan. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvo pysäköi loppusijoitusreiän kohdalle, säteilysuoja käännetään pystyasentoon ja polttoainekapseli lasketaan loppusijoitusreikään. Polttoainekapselin siirto- ja asennusajoneuvoa esittää kuva 5. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvo kulkee tela-alustalla (Pietikäinen 2003h ).

12 Kuva 5. Polttoainekapselin siirto- ja asennusajoneuvo (P- Rönnqvist FNS). 3.6 Päällysbentoniittilohkojen asennus Hentoniittilohkojen siirto- ja asennusajoneuvolla tuodaan viisi kiekonmuotoista päällysbentoniittilohkoa, jotka asennetaan loppusijoitusreikään polttoainekapselin päälle välittömästi polttoainekapselin asennuksen jälkeen. Hentoniittilohkojen asennusajoneuvo on ajettu loppusijoitustunnelin perälle ennen polttoainekapselin siirto- ja asennusajoneuvoa, jotta päällysbentoniittilohkot voitaisiin asentaa välittömästi sen jälkeen kun polttoainekapseli on asennettu. Aikaviive kapselin ja päällysbentoniittilohkojen asennuksen välillä on noin neljännestunti. Loppusijoitustunnelin perimmäinen loppusijoitusreikä muodostaa poikkeuksen, jossa kapselin asennusajoneuvo ajetaan ensin tunneliin ja päällysbentoniittilohkot tuodaan vasta, kun kapselin asennusajoneuvo on ajettu loppusijoitustunnelista ulos. Näin viimeinen loppusijoitusreikä voi olla tunnelin perällä lähellä peräseinää ja tunnelin perää ei tarvitse tarpeettomasti syventää. Kapselin oloaikaa loppusijoitusreijässä ilman päällä olevia bentoniittiblokkeja tulee minimoida, koska tänä aikana kapselin pääty säteilee ylöspäin tunneliin voimakkaasti ja säteily edelleen siroaa tunnelin katosta laajemmallekin alueelle. Sykli jatkuu, seuraavan loppusijoitusreiän kansi avataan, loppusijoitusreiän reunalle asennetaan kaide, jne.

13 Kun neljä polttoainekapselia on asennettu peräkkäisiin sijoitusreikiin, täytetään loppusijoitustunnelin alaosa niiden kohdalta.

14 4 LOPPUSIJOITUSTUNNELEIDEN TÄYTTÖ 4.1 Täyteainealle asetetut vaatimukset Täyteaineen lopullista koostumusta ei ole vielä selvitetty. Seuraavassa esitetään yksi mahdollinen vaihtoehto. 4.1.1 Tunnelipohjan täyteainevaatimukset Täyteaine koostuu bentoniitin tai paisuvahilaisen saven sekä murskeen sekoituksesta, jossa raekokojakauma on sellainen, että murske tiivistyy hyvin lujaksi ja heikosti vettä johtavaksi kerrokseksi. Täyteaineessa tulee olla riittävästi hienoainesta, jotta täyteaine tiivistyisija jotta siitä tulisi heikosti vettä johtavaa. Runkoaineksen raekokokäyrä tulee olla lajittumaton siten että runkoaineksen huokoisuus on mahdollisimman pieni. Suhteellisen lajittunut karkea aines, johon on lisätty hienoainesta ei ole hyvä runkoaines, sillä tällainen materiaali on herkkä lajittumiselle ja eroosiolle (hienoaines huuhtoutuu helposti karkeamman aineksen huokostilasta). Runkoaineen raekokokäyrän tuleekin mielellään muistuttaa hienoainespitoisen pohjamoreenin raekokokäyrää, jossa eri raekokolajitteita on tasaisesti, eikä mikään raekoko ole yliedustettuna (loiva lajittumaton käyrä). Lajittumaton runkoaines saadaan aikaan murskeesta oikean tyyppisellä murskausprosessilla, eri fraktioiden erottamisella (seulominen) ja suhteuttamisella. Tarvittaessa materiaaliin lisätään hienoaineksia (maa-aineksia tai jauhettua kiviainesta). Täyteainesekoittamassa tarvitaan todennäköisesti jauhimia hienojen jakeiden aikaansaamiseksi. Tiivistetyn täyteaineen ominaisuuksille asetetaan seuraavat mekaaniset vaatimukset: Tiivistetyn täyteaineen vedenjohtavuuden tulee olla alle 1, OE-1 0 m/s, jotta vallitseva veden ja veteen liuenneiden aineiden kulkeutumistapa täyteaineessa olisi diffuusio, eikä advektio. Täytön ja tunnelin seinämänlkaton välille ei saa muodostua vettä johtavia kanavia tai vyöhykkeitä ja sen takia täytön ja kallion rajapinta tulisi täyttää mahdollisimman tiiviisti. Käytännössä tämä voi olla vaikeaa, mikäli täyttömateriaali ei paisu lainkaan. Arvioitu sopiva paisuntapaine tunnelintäytölle on ollut 100 KPa, mikä ei sinänsä ole pakollinen tavoite, jos virtaus täytön ja kallion välissä voidaan estää jollain muilla keinoin. Tavoiteltava tiiveysaste tulee olla vähintään 90% laboratoriossa määritetystä maksimitiiveydestä (materiaalin maksimi kuivatilavuuspaino tiivistettynä optimivesipitoisuudessa), jotta materiaalin kokoonpuristuvuus asennuksen jälkeen jää mahdollisimman pieneksi. kimmomodulin tulee (arviolta) olla välillä 0,5-1,0 GPaja yksiaksiaalinen puristuslujuus (Uniaxial Compression Strength) välillä 3-5 MPa. 0,5-1 GPa:n kimmomoduuli voi olla vähän ylimitoitettu. Puskurin paisuntapaine laboratorio-olosuhteissa on 4-5 MPa. Vedenpaine tiloissa vaihtelee paljon, maksimiarvo noin 50 MPa esiintyy vain pistemäisesti tilanteessa, jossa yksittäinen vertikaali rakenne/rako ulottuu pohjavedenpinnasta sijoitustunnelin tasolle asti. Tällaisten paikkojen kohdalle ei pitäisi lainkaan rakentaa sijoitustunnelia, mutta mikäli tunneli siitä huolimatta lävistää vastaavan raon/rakenteen, se tiivistetään injektoimalla ja myöhemmin sen kohdalle rakennetaan todennäköisesti tulpparakenne (raon kohdalla mursketta ja molemmin puolin

15 bentoniitti/betoni tulpat). Pitkäaikaisturvallisuuden näkökulmasta luja (jäykkä) materiaali ei ole välttämättä optimaalinen. Kallion liikunnot voivat ajan saatossa muodostaa materiaaliin rakoja, jotka eivät "parane itsestään", sitä kuinka paljon vedenjohtavuus näiden rakoj en ansiosta nousee on taas hyvin vaikea arvioida. Joka tapauksessa materiaaleille voidaan asettaa lujuusvaatimuksia seuraavassa tutkimusvaiheessa (jossa tehdään erilaisia kokeita eri materiaaleille). Tässä vaiheessa yksittäisiä lukuarvoja voi olla vielä hieman hankala perustella, asiaa pitää katoa kokonaisuutena (esimerkiksi miten kukin materiaali toimii yhdessä puskurin kanssa). Sideaineiden käytöstä ei ole vielä päästy yksimielisyyteen. Sideaineiden ongelmana on niiden pitkäaikaiskestävyys tuhansien vuosien aikamittakaavassa. Satojen vuosien aikaskaalassa sideaineet antavat useita käytännön etuja, joita pitäisi voida hyödyntää. Haluttu puristuslujuus saavutetaan, kun sideainetta täyteaineessa on noin 5 %. Sideaineena voidaan käyttää esimerkiksi masuunikuonaa. Tilavuuspainon tulee olla luokkaa 2, 3 kg/!, kun täyteaineella on optimikosteus sideaineen kanssa. Optimikosteus on noin 10 %painosta mitattuna. 4.1.2 Tunnelin yläosan täytemateriaalin vaatimukset Tunnelin yläosan täyteaineen mekaanisten ominaisuuksien tulee olla samat kuin tunnelin alaosan täyteaineen. Tunnelin yläosan täytemateriaali voi olla samaa kuin millä tunnelin alaosa on täytetty. Täyteaineeseen voidaan lisätä paisuvaksi komponentiksi bentoniittipellettejä. (Jos käytetään sideainetta, joka jäykistää rakenteen, niin pelleteistäkään ei todennäköisesti ole mainittavaa hyötyä, sillä ne eivät pääse jäykän rakenteen osana paisumaan normaalisti). Täyteaineen toimivuus on osoitettava kokeellisesti. On saatava vastaus kysymyksiin: mikä on bentoniittipellettien osuus täyteaineesta? mikä on täyteaineen optimi raekokojakauma? mikä on täyteaineen optimi kosteuspitoisuus? voidaanko kostuttamiseen käyttää suolaista pohjavettä vai tulee käyttää makeaa vettä? Paula Keto S&R:stä arvioi, että "opitimivesipitoisuuten sekoitettaessa voidaan käyttää makeaa vesijohtovettä. Tällöin osa smektiittimineraalien välitilaan rakentuvista vesikerroksista täyttyy ilman, että suurempaa kationinvaihtoa tapahtuu vesijohtoveden ja smektiitin välitilan välillä. Asennuksen jälkeen alkaa saturaatia pohjavedellä. Kun välitila on jo osaksi täyttynyt vedellä, niin saattaa olla, että kationinvaihto pohjaveden kanssa on vähäisempää kuin jos kuivaan materiaaliin lisätään suoraan suolaista vettä. Käytännössä vaikutus on tullut esille mm. kaatopaikan bentoniitista rakennetuissa tiivisterakenteissa, missä rakenne kostutetaan asennuksen jälkeen aina makealla vedellä, koska tällainen rakenne pidättää paljon paremmin suolavettä/kaatopaikkavesiä kuin kuiva rakenne.. Joka tapauksessa makealla vedellä opitimivesipitoisuuteen sekoittamisesta ei ole merkittävää haittaa, vaikka materiaali sekoittuukin ehkä kevyemmin suolaisen veden kanssa. Tämä johtuu savi en flokkulaatioilmiöstä suolaisessa vedessä. Riittävä homogeenisuus saadaan aikaan käyttämällä tarpeeksi järeää sekoittajaa".

16 Täyteainetta on voitava käsitellä teollisesti ja tehokkaasti. Täyteaineen laadun tulee olla tasaista ja täyteaineen hinta ei saa olla kohtuuttoman suuri. 4.2 Loppusijoitustunnelin alaosan täyttö Keskustunnelissa valvonta-alueen rajaa siirretään kapselikuilun suuntaan niin, että loppusijoitustunnelista tulee säteilysuojauksen suhteen valvomatonta aluetta, kuitenkin ydinmateriaali valvontamittaukset pidetään aktii visina. Ennen tunnelin alaosan täyttöä loppusijoitustunnelin betonilattia puretaan pois neljän täytetyn loppusijoitusreiän rajaamaita alueelta. Betonilattia on suunniteltu helposti purettavaksi (Kirkkomäki 2003b ). Lattiassa on purkamista varten saumat, joiden kohdalla ei ole läpimeneviä raudoitusteräksiä. Lattia piikataan irrotussaumojen kohdalta poikki ja lattialohkot nostetaan kuorma-auton lavalle pois vietäväksi. Betonilattian alla oleva kalliopinta puhdistetaan imuroimalla se samanlaisella imurilla, jota käytetään loppusijoitusreikien porauksessa (Autio et al. 1996aja 1996 b). Tunnelin täyteaine tuodaan kuorma-autolla valvomattoman alueen kautta ajotunnelia pitkin. Täyteaineen sekoittamo on maan pinnalla lähellä louheen murskausasemaa (Kukkola 2003a). Loppusijoitustunnelin lattialle ja myös kapseleitten päälle jyrätään tiiviiksi kerrokseksi noin puolentoista metrin paksuinen kerros loppusijoitustunnelin täyteainetta. Tämä onnistuu vain, mikäli vesivuodot ovat niin pienet, että täyttömateriaali (mitä se sitten onkin) ei vety liikaa työn aikana. Polttoainekapseleiden kohdalla on 20 sentin syvyinen kolo loppusijoitustunnelin lattiassa, taulukko 3. Polttoainekapselia varten loppusijoitusreiän yläreunaan on viistettävä kolo, jotta kapseli voitaisiin ujuttaa loppusijoitusreikään. Viisteet ja kolot täytetään samalla täyteaineella kuin loppusijoitustunnelin pohjaosa. Kolon reunat voidaan vaihtoehtoisesti vuorata bentoniittilohkoilla, joilla ehkäistään virtausreitin muodostuminen loppusijoitusreiästä EDZ:ta vyöhykkeeseen. Ensin levitetään kuorma-autolla noin kolmenkymmenen sentin paksuinen kerros täyteainetta, joka jyrätään tiiviiksi, hyvin kantavaksi ja heikosti vettä johtavaksi kerrokseksi. Täyttötyössä käytetään tienrakennustekniikassa koeteltua kalustoa. Loppusijoitustunnelin pohjalle levitetään seuraava kerros, joka jyrätään tiiviiksi. Prosessi toistetaan, kunnes tunnelin pohjalla on noin puolentoista metrin paksuinen täyteainekerros. Seinien lähellä saatetaan tarvita erityistekniikkaa, jotta kontakti tiivistyy tarpeeksi hyvin. Loppusijoitustunnelin lattia purkaminen ja kalliopinnan puhdistus sekä tunnelin alaosan täyttö kestävät kaksi viikkoa loppusijoitetun neljän kapselin osuudelta. Valvonta-alueen rajaa siirretään keskustunnelissa. Polttoainekapseleiden loppusijoitus jatkuu, loppusijoitetaan jälleen neljä polttoainekapselia. Loppusijoitustunnelin ala-osa täytetään neljän kapselin matkalta. Näin jatketaan, kunnes kaikkiin loppusijoitustunnelin loppusijoitusreikiin on asennettu polttoainekapselit ja loppusijoitustunnelin ala-osa on täytetty noin puolentoista metrin paksuisella täyteainekerroksella.

17 4.3 Loppusijoitustunnelin yläosan täyttö Käytännöllisintä olisi purkaa koko loppusijoitustunnelin varustus yhdessä työrupeamassa ja samoin myös täyttää tunnelin yläosa yhdessä työjaksossa. Tämä edellyttää, että tunnelin alaosan täyttö on tiivistetty kunnolla ja että tunnelin vesivuodot pysyvät kohtuullisina, jotta täyte ei liettyisi. Sideaineiden käyttö olisi tässä suhteessa suotavaa. Loppusijoitustunnelin varustus riisutaan pois, kun loppusijoitustunneliin on asennettu kaikki polttoainekapselit. Ilmastointikanavat, sähkönsyöttökiskot, valaisimet, vesi- ja paineilmajohdot puretaan. Kuorma-auto ajetaan tunnelin perälle, josta varustuksen purkaminen aloitetaan. Ennen loppusijoitustunnelin täyttöä, loppusijoitustunnelin seinät ja katto on rusnattava, verkotukset ja kallioankkuripuhti en päät on poistettava sekä mahdolliset ruiskubetonoinnit on myös poistettava. Kalliopinta on puhdistettava esimerkiksi imuroimalla tai korkeapainepesurilla. Kun loppusijoitustunnelin varustus on purettu, niin tunnelin yläosa täytetään. Loppusijoitustunnelin yläosa täytetään yhdessä työrupeamassa. Yläosan täytössä voidaan käyttää hihnasinkoaja kaivinkoneen puomiin kiinnitettyä tärylevyä (Kirkkomäki 1999). Jos tunnelia ei voida jättää yläosastaan avoimeksi koko loppusijoitustunnelin täytön ajaksi, niin tällöin tunnelin yläosa on täytettävä sitä esimerkiksi joko neljän, kahdeksan tai mahdollisesti kahdentoista loppusijoitusreiän jaksoissa. Riippuu paikallisista olosuhteista kuinka nopeasti puskuri alkaa saturoitua, todennäköisesti tähän menee vähintään jotain kuukausia ja pisimmillään puhutaan ainakin useista vuosista. Tilanteen voi tarkastaa samalla, kun loppusijoitusreikää viimeistellään täyttöä varten. Jos jokin reikä vaikuttaa erityisen nopeasti saturoituvalta, on ehkä syytä harkita lyhyemmissä pätkissä täyttämistä. 4.4 Tulpan rakentaminen loppusijoitustunnelin suulle Kun loppusijoitustunneli on täytetty, niin loppusijoitustunnelin suulle rakennetaan teräsbetoninen tulppa (Haaramo 1999). Jos keskustunneli suljetaan kohtuullisen ajan kuluessa, esimerkiksi alle 10 vuoden kulutta, niin sulkutulppia ei rakenneta loppusijoitustunnelin suulle. Tähän kommentti: työturvallisuuden vuoksi betoninen tulpparakenne sijoitustunnelin suulla voi kuitenkin olla välttämätön riskien minimoimiseksi (vedenpaineen nousu huonosti vettäjohtavassa tunnelissa voi johtaa stabiliteettiongelmiin).

18 5 LOPPUSIJOITUSTILAN JAKO TYÖSKENTEL V ALUEISIIN Polttoainekapseleiden loppusijoitus jatkuvana prosessina tarkoittaa, että loppusijoitustunneleita louhitaan ja polttoainekapseleita loppusijoitetaan samanaikaisesti. Optimaalisesti toimittaessa tunnelit voidaanjakaajotakuinkin kuvan 6 mukaisesti. LOPPUSIJOITUS KESKUSTU NNELI,._... -.. --- LOUHINTA KARAKTERISOINTI TAYTffiY KESKUSTUNNELI ""' PORAUKSEN VALMISTELU, KAULUSLAATTOJEN JA LATTIANVALU Kuva 6. Loppusijoitustilan jako työskentelyalueisiin (T Kirkkomäki S&R). 5.1 Loppusijoituksessa olevat tunnelit Yhteen tai kahteen loppusijoitustunneliin sijoitetaan polttoainekapseleita samassa työrupeamassa. Tunnelipari on vuoroin joko valvonta-aluetta tai valvomatonta aluetta riippuen siitä sijoitetaanko tunneleihin polttoainekapseleita vai täytetäänkö tunneliperiä. Yhteen tunnelipariin sijoitetaan syklin aikana yhdestä neljään polttoainekapselia. 5.2 Valmisteluvaiheessa olevat tunnelit Loppusijoituksessa tai täytössä olevista tunnelipareista lukien kolme seuraavaa valmiiksilouhittua tunneliparia ovat valmisteluvaiheessa. Loppusijoitustunneleiden kalliopinnat karakterisoidaan, (Saanio et al. 2000). Tämän jälkeen tunnelit varustellaan. Tunneleihin järjestetään tilapäinen valaistus. Tämän jälkeen valitaan loppusijoitusreikien paikat. Loppusijoitusreikien kohdalle valetaan betonilaatat ja muihin osiin tunnelia tehdään lattia betonista (Kirkkomäki 2003a).

19 Loppusijoitustunneleihin vedetään sähkökiskot sähkötehon syöttöä varten. Tunneleihin johdetaan vesijohto sekä veden kokoojaputki veden poistoa varten. Tunneliin tuodaan tuloilmastointikanava, poistoilmastointikanava tuodaan loppusijoitustunnelin suulle. Keskustunnelissa kahden tunneliparin välein ilmastoinnin runkolinjassa on erotusventtiilit Ilmastoinnin runkolinjaan on asennettu yhteet loppusijoitustunneleiden tulo- ja poistoilmastointikanaville (Kukkola 2003b ). 5.3 Louhintavaiheessa olevat tunnelit Louhintatyö tehdään vaiheittain (Kirkkomäki 2003). Loppusijoitustunneleita louhittaessa louhintatärinä 100 metrin etäisyydellä on noin 10-15 mm/s. Asuinrakennukset sallivat 50 mm/s tärinän. Kapselin kannalta tärinä ei ole ongelma, mutta kapselin asennuksen aikana ei ole syytä tehdä räjäytystyötä. Polttoainekapselin asennus loppusijoitusreikään on tarkkaa työtä, jossa käytetään laser-kohdistimia ja mahdollisesti myös muita herkkiä mittalaitteita, jotka eivät salli voimakasta tärinää. Paineaaltoa vastaan suojaudutaan ottamalla riittävästi suojaetäisyyttä ja Suuntaamalla räjähdyspaineet, (Saanio et al. 2000). 5.4 Betonitulppien rakentaminen tunnelin suulle Kun loppusijoitustunnelit on täytetty keskustunnelin suulle asti, niin loppusijoitustunnelit eristetään keskustunnelista rakentamalla betoninen tulppa tunnelin suulle, (Kirkkomäki 2003b) ja (Haaramo 1999). Kapseleitten loppusijoitus ei keskeydy tulppien rakentamisen ajaksi, koska keskustunnelissa noudatetaan kaksoistunneliperiaatetta. Tulpat rakennetaan keskustunnelin kautta valvomattomalle alueelle ja kapseleita kuljetetaan vierekkäisessä keskustunnelissa valvonta-alueella. 5.5 Santoniittilohkojen välivarastointi Kapselointilaitoksella on 12 kapselin suuruinen puskurivarasto kapselointilaitoksen tai loppusijoituksen käyttöhäiriöiden varalle. Hentoniittilohkojen puskurivaraston koko tulee myös olla noin kahdelletoista loppusijoitusreiälle. Hentoniittilohkojen puskurivarasto sijoitetaan kapselointilai tokseen. Loppusijoitustilassa bentonii ttilohkoj en lisäpuskurivarastona voidaan käyttää käyttö- ja käytöstäpoistoj äteluolan etuosaa kapselikuilun alapäässä. Sinä aikana kun tunneliperiä täytetään, niin hentoniittilohkojen puskurivarasto myös täytetään. 5.6 Käyttö- ja käytöstä poistojätetilat Käyttö- ja käytöstäpoistojätetilojen mitoitus on esitetty viitteessä (Kukkola 2000). Tilat on ajateltu yhdistää hentoniittilohkojen käytönaikaisiksi varastotiloiksi. Hentoniittilohkoja varastoidaan tilan etuosassa. Kapselointilaitoksen kiinteytetyt tai kiinteät käyttöjätteet toimitetaan hallin peräosaan kapselihissillä ja trukilla. Kaikki jätteet ovat pakattu asianmukaisella tavalla.

20 6 TUNNELEIDEN VARUSTELU JA KAPSELIREIKIEN PORAUS Samanaikaisesti kapseleiden loppusijoituksen kanssa porataan valvomattoman alueen tunneleissa loppusijoitusreikiä. Tämä on tärkein syy siihen, että loppusijoitus on aloitettava kapselikuilun suunnasta, koska materiaalivirrat eivät mene tällöin ristiin. Valvontaja valvomauoman alueen raja voidaan pitää selkeästi määriteltynä koko ajan. Loppusijoitusreikiä pitää porata pitkällä tähtäyksellä samaa tahtia polttoainekapseleiden loppusijoituksen kanssa sen jälkeen kun ensimmäisiin neljään loppusijoitustunneliin on porattu loppusijoitusreiät Varusteluvaiheessa työskennellään kuudessa tunnelissa samanaikaisesti. Yhtä tunneliparia karakterisoidaan, toista tunneliparia kalustetaan ja kolmannessa tunneliparissa porataan loppusij oi tusreikiä. 6.1 Tunneleiden karakterisointi Kun kuusi tunnelia on louhittu, niin voidaan aloittaa tunneleiden karakterisointi. Tunneleiden kalliopinnat kartoitetaan ja haetaan loppusijoitusreikien lopulliset paikat. 6.2 Tunneleiden varustelu Tunneliin jätjestetään ensin tilapäinen valaistus. Tämän jälkeen tunneliin tehdään sepelilattiat ja loppusijoitusrei'ille valetaan kauluslaatat Loppusijoitustunneliin tuodaan sähkönsyöttökiskot ja ilmastointikanavat sekä asennetaan kiinteä valaistus, veden tulo- ja vedenpoistoputket 6.3 Loppusijoitusreikien poraus Loppusijoitusreikien poraustekniikka on esitetty raporteissa (Autio et al. 1996a) ja (Autio et al. 1996b ). Loppusijoitusreikien poraus aloitetaan loppusijoitustunnelin perältä. Loppusijoitusreiät porataan kauluslaatan läpi. Loppusijoitusreikien porauksen aikana loppusijoitustunneli on täynnä kalustoa ja melu on kova. Porauksen aikana tunnelissa ei voida tehdä muuta työtä. Kivijauhetta syntyy noin 30 m 3 loppusijoitusreikää kohden. Jos porataan kaksi reikää viikossa, niin kivijauhetta syntyy 60 m 3 viikossa eli reilut 10 m 3 päivässä. Yhden loppusijoitustunnelin porausjaksonjälkeen porauskalusto viedään perushuoltoon. Teräpäät vaihdetaan uusiin. Myös kompressorin ahtimen roottori jouduttaneen uusimaan samalla kertaa. Porausnopeuden pitää olla hieman nopeampaa kuin loppusijoitusnopeuden, jotta peruskorjaukselle jäisi aikaa. Porauskalustoa huolletaan sen viikon ajan kun tunneliperiä täytetään, eli viikon kuukaudessa. Loppusijoitusreikiin pitää välittömästi porauksen jälkeen asentaa suojakannet päälle. Reikään putoaminen on loppusijoituksen suurin työturvallisuusriski.

21 7 VALVONTA- JA VALVOMATlOMAN ALUEEN RAJA 7.1 Yleiset periaatteet Valvonta- ja valvomattoman alueen raja on käsitteenä suppeampi kuin erotteluperiaate käytössä olevissa ydinvoimalaitoksissa. Loppusijoitustilan yhteydessä kysymys on siitä, että kontrolloidaan henkilöstön liikkumista ja että henkilöstön saarnat säteilyannokset kyetään mittaamaan. Loppusijoitustilassa polttoainekapselit ovat käytännössä ainoita säteilylähteitä. Polttoainekapselit lähettävät suoraa säteilyä, lähinnäy-säteilyä sekä myös jonkin verran neutronisäteilyä, mutta ei ollenkaan a- ja B-hiukkasia. Näinollen, esimerkiksi ilmastoinnin erottamisella valvomattoman ja valvonta-alueen ilmastointiin ei ole käytännössä säteilysuojelumielessä merkitystä. Radonaltistusta seurataan radanpitoisuuksia tarkkailemalla ja säätämällä ilmanvaihtomääriä kaikissa loppusijoitustiloissa. 7.2 Sähkötehon syöttö Valvonta- ja valvomattomalle alueelle ei järjestetä erillistä sähkötehon syöttöä. 7.3 Vuotovesijärjestelmä Vuotovesijärjestelmää ei osastoida. Valvonta- ja valvomattomalla alueelle on sama lattiaviemäröinti. Mm palo-osastoinnin ja ilmastoinnin vuoksi vuotovettä ei voida kuitenkaan valuttaa keskustunnelin avokanavissa, vaan vuotovesi on johdettava putkissa ja lattiaviemärikaivoissa tulee olla vesilukot 7.4 Palo-osastointi Valvonta- ja valvomattoman alueen raja on samalla palo-osastoraja. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että osaston rajalla tulee olla lukittu palo-ovi, jota saa käyttää vain hätätapauksessa. Samoin ilmastointiläpivienti on varustettava automaattisesti sulkeutuvilla palopelleillä. Palo-osastosta ulostuleva ilmastointikanava on paloeristettävä palosulkuun asti. 7.5 Ilmastointi Valvonta-alueen ilmastointi erotetaan valvomattoman alueen ilmastoinnista, jotta polttoainekapseleiden käsittely- ja asennusolosuhteet säilyisivät puhtaana. Poistoilman aktiivisuutta valvonta-alueella mitataan, vaikkakaan ilmaa ei suodateta. Valvonta-alueen ilmastointi käsittää 1-4 loppusijoitustunnelia sekä muuttuvan osuuden keskustunnelia, pisimmillään lähes koko keskustunnelin. Valvonta-alueen rajaa siirretään keskustunnelissa kapseleiden asennuksen ja tunneliperi en täytön välillä. Valvontaalueen rajalla on seinät. Rajan siirto hoidetaan ovien lukitusten avulla.

22 7.6 Kulunvalvonta Loppusijoitustilan valvonta-alueelle kuljetaan käyttörakennuksen valvontapisteen kautta. Loppusijoitustiloissa ei tarvita kulunvalvontapistettä lainkaan, jos henkilökuilun kautta kuljetaan vain valvonta-alueelle. Niin sanottua kenkärajaa ei loppusijoitustilassa tarvita. Valvomattomalle alueelle kulku tapahtuu vain työkuilun kautta. Valvomattomalle alueelle kulkua ei tarvitse säteilysuojelullisista syistä kontrolloida lainkaan. Jotta henkilöstön saamia säteilyannoksia voitaisiin mitata, niin: - Henkilöstön pitää mennä valvonta-alueelle ja tulla valvonta-alueelta saman pisteen kautta. - On valvottava ja pidettävä kirjaa siitä, ketkä menevät valvonta-alueelle. - Niillä, jotka menevät valvonta-alueelle, täytyy olla säteilyannosdosimetrit mukanavierailijaryhmästä ainakin yhdellä tulee olla dosimetri mukana. - Jos ryhmä menee valvonta-alueelle, niin ryhmällä täytyy olla johtaja, joka valvoo, että ryhmä pysyy koossa. - On tarkistettava, että valvonta-alueelta palaavat kaikki takaisin, jotka ovat sinne menneet. - Valvonta-alueelta palaavien saama säteilyannos täytyy rekisteröidä ja merkitä luotettavana tavalla muistiin. Näin ollen on selvää, että kulku valvonta-alueelle tulee olla kontrolloitua. 7. 7 Safeguards valvonta Eräs syy valvonta-alueen erottamiseen ovat safeguards-säädökset, joilla varmistetaan, että ydinmateriaali pysyy kontrollissa. Loppusijoitustilan käytönaikainen ydinmateriaalivalvonta perustuu kaiken tilaan tulevan ydinaineen varmennettuun rekisteröintiin ja sen varmistamiseen, että ydinainetta ei viedä pois loppusijoitustilasta. Loppusijoitustilassa ydinmateriaalivalvonta-alueen raja on periaatteessa sama kuin valvonta-alueen ääriraja, kuva 3. Valvonta-alue alkaa loppusijoituslaitoksen käyttörakennuksen valvonta-alueen rajalta käsittäen henkilökuilun ja -hissin, kapselointilaitoksen valvotun osan, kapselikuilun ja kapselihissin, hissien ala-aseman lähellä olevat tilat sekä keskustunnelin ja loppusijoitustunnelit niihin tunneleihin asti, joissa loppusijoitus on parhaillaan menossa. Loppusijoitustoiminnassa oleva tunnelipari erotetaan keskustunnelissa sekä valvomattoman että valvonta-alueen suunnasta väliseinällä, jossa on pariovi. Toiminta tapahtuu kokonaisuudessaan valvonta-alueella, kun kapseleita loppusijoitetaan ja loppusijoitusreikiä peitetään päällysbentoniittilohkoilla, valvonta-alueen ulompi ovi on lukittu. Kapselin loppusijoittamisen yhtenä varmistuksena on sisemmän oven säteilymittausportti, joka havaitsee, milloin kapseliajoneuvossa on loppusijoituskapseli ja milloin se on tyhjä.

23 Kun loppusijoitusreikiin on sijoitettu kapseli ja reiät on peitetty bentoniittilohkoilla, suljetaan valvonta-alueen puoleinen ovi ja avataan valvomattoman alueen puoleinen ovi tunnelinperien täyttöä varten. Tällöin säteilysuojausmielessä loppusijoitustunnelit ovat valvomatonta aluetta. Kuitenkin valvomattoman alueen rajalla oleva säteilymittausportti ja valvontakamera pidetään aktiivisina, jolloin voidaan valvoa, että loppusijoituskapseleita ei kuljeteta valvonta-alueen ulkopuolelle tunnelinperien täytön yhteydessä. Kun tunnelipari on kokonaan täytetty ja tulpattu, keskustunnelin seiniä siirretään ja uusi tunnelipari otetaan loppusijoituskäyttöön.

24 8 VIITTEET Autio, J. and Kirkkomäki, T. 1996a. Boring of full scale deposition holes using a novel blind boring method, boring procedure and operation experiences. W orking Report TE KA-96-04e. Posiva Oy, Helsinki. Autio, J. and Kirkkomäki, T. 1996b. Boring of full scale deposition holes using a novel blind boring method. Posiva Report-96-07. Posiva Oy, Helsinki. Haaramo, M. 1999. Sijoitustunneteiden sulkurakenteiden rakennesuunnittelu. Työraportti 99-71. Posiva Oy, Helsinki. Henttonen, V. and Suikki, M. 1997. Equipment for deployment of canisters with spent nuclear fuel and bentonite buffer in vertical holes. Posiva Working Report-97-29e. Posiva Oy, Helsinki. Kalliomäki, M. 2003. Maanalainen tutkimustila ONKALO. Rakennuslupa-aineisto. Tekniset asiakirjat, Osa 1 Pääpiirustukset ja Osa II Rakennustapaselostus. Saanio&Riekkola Oy, Helsinki. Kirkkomäki, T. 1999. Loppusijoitustunneleiden täyttötekniikka. Työraportti 99-75. Posiva Oy, Helsinki. Kirkkomäki, T. 2003. Olkiluodon loppusijoitustilojen vaiheittainen rakentaminen. Työraportti 2003-65. Posiva Oy, Olkiluoto. Kirkkomäki, T. 2003a. Olkiluodon loppusijoitustilan tekniset rakenteet. Työraportti 2003-67. Posiva Oy, Olkiluoto. Kirkkomäki, T. 2003b. Olkiluodon loppusijoitustilojen suunnitelmaselostus. Työraportti 2003-66. Posiva Oy, Olkiluoto. Kukkola, T. 2000a. Loppusijoitustilojen käyttövaiheen kuvaus. Työraportti 2000-04. Posiva Oy, Helsinki. Kukkola, T. 2000b. Kapselointilaitoksessa syntyvät ydinjätteet Työraportti 2000-05. Posiva Oy, Helsinki. Kukkola, T. 2002. Encapsulation plant description. Independent facility. W orking Report 2002-03. Posiva Oy, Helsinki. Kukkola, T. 2003a. Olkiluodon loppusijoituslaitoksen maanpäällisten osien kuvaus. Työraportti 2003-73. Posiva Oy, Olkiluoto. Kukkola, T. 2003b. Olkiluodon loppusijoitustilojen järjestelmät. Työraportti 2003-69. Posiva Oy, Olkiluoto.

25 Pietikäinen, L. 2003a. Kapselin vihivaunun suunnitelma. Työraportti 2003-76. Posiva Oy, Olkiluoto. Pietikäinen, L. 2003b. Kapselin siirto- ja asennusajoneuvon suunnitelma. Työraportti 2003-71. Posiva Oy, Olkiluoto. Riekkola, R., Saanio, T., Autio, J., Raiko, H. ja Kukkola, T. 1999. Käytetyn polttoaineen loppusijoitustilojen kuvaus. Työraportti 99-46. Posiva Oy, Helsinki. Saanio, T. ja Kokko, M. 2000. Loppusijoitustilojen rakentaminen ja sulkeminen. Työraportti 2000-07. Posiva Oy, Helsinki. Kirkkomäki, T. 1999. Loppusijoitustunneleiden täyttötekniikka. Työraportti 99-75. Posiva Oy, Helsinki.