Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta
2 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta
Kuvissa kairareiän tulppa- ja mittauslaitteisto, kuparikapselin pohjan kuumamuokkauksen mallinnusta ja kallion termisten ominaisuuksien mittausta TERO-laitteella. Ydinjätehuollon toimintakertomus, YJH- 2012-ohjelma ja rakentamislupahakemus löyty-yvät Posivan internet-sivustolta. Myös uusi YJH- 2015-ohjelma löytyy Posivan internet-sivuilta. Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto Yhteenveto vuoden 2014 toiminnasta Tutkimustunneli ONKALOn suunnittelutyöt ja -tehtävät liitettiin osaksi loppusijoituslaitoksen suunnittelua vuoden 2015 aikana. ONKALOn laajuuteen kuuluvien louhimatta olevien tilojen toteutussuunnitelmat valmistuivat keväällä 2015. ONKALOssa tehdyt rakennustyöt liittyivät lähinnä aiempien rakenteiden ja tilojen täydennysrakentamiseen sekä kunnossapitoon. Olkiluodon tutkimusalueella tulpattiin vuoden aikana useita avoimena olevia tutkimusreikiä monitulppalaitteistolla. Pohjaveden seurantaverkkoa laajennettiin kahdella uudella paikalla. Kairareikien tutkimuksia jatkettiin ja kerättiin aineistoa sekä monitorointia että paikankuvauksen tulevaa päivitystä varten. ONKALOon kairattiin tutkimusta tai menetelmätestausta varten reikiä lähinnä yhteen tutkimustilaan sekä demonstraatio- ja teknisten tilojen alueelle. ONKALOssa tehdyt tutkimukset kohdistuivat mm. kallion fysikaalisiin, mekaanisiin, sähköisiin ja termisiin ominaisuuksiin, pohjaveden virtauksiin eri mittakaavoissa, sulfaatin pelkistymiseen sekä kallion kulkeutumisominaisuuksiin. Demonstraatiotiloissa jatkettiin rakentamiseen ja kallion soveltuvuusluokitteluun liittyviä tutkimuksia. Loppusijoituspaikan karakterisoinnin ja mallinnuksen tavoitteena olevan Olkiluodon paikankuvauksen viidennen version julkaisuun tähtäävää monitieteellistä paikankuvaustyötä jatkettiin vuoden aikana. Kapselin suunnittelussa käynnistettiin vuonna 2015 SKB:n kanssa yhteistyössä projekti, jossa täydennetään kapselin lujuusanalyysejä uusilla rakenneanalyyseillä tarkoituksena mm. selvittää sisäosan vikojen vaikutusta kapselin lujuuteen. Myös kuparikapselin valmistuksen kehitiivistelmä Tässä raportissa esitetään ydinenergia-asetuksen mukainen selvitys ydinjätehuoltovelvollisten, Teollisuuden Voima Oyj:n (TVO) ja Fortum Power and Heat Oy:n (Fortum) ydinjätehuollon toimenpiteistä vuonna 2015. Voimalaitosjätteiden loppusijoitus on ollut toiminnassa Eurajoen Olkiluodossa ja Loviisan Hästholmenilla 1990-luvulta lähtien. Ydinjätehuoltovelvollisten toimenpiteet painottuvat käytetyn polttoaineen loppusijoittamiseen Olkiluodossa ja niiden yhteisesti omistaman Posiva Oy:n (Posiva) toimintaan. Syksyllä 2012 valmistuneessa YJH-2012-ohjelmassa kuvattiin ydinjätteiden loppusijoituksen sekä voimalaitosten käytöstäpoiston tutkimus-, kehitys- ja suunnittelutyön sen hetkistä tilaa ja tarkempia suunnitelmia vuosille 2013 2015. Vuonna 2015 loppusijoituksen valmistelu eteni pääosin YJH-2012-ohjelman mukaisesti. Syyskuussa 2015 työ- ja elinkeinoministeriölle (TEM) toimitettiin uusi YJH-2015-ohjelma, joka kuvaa käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen nykytilan, suunnitelmat vuosille 2016 2018 ja alustavat suunnitelmat vuosille 2019 2021. Posiva jätti rakentamislupahakemuksen TEM:lle vuoden 2012 lopussa. Vuoden 2015 helmikuussa Säteilyturvakeskus (STUK) antoi Posivan kapselointi- ja loppusijoituslaitoksesta myönteisen lausunnon. Valtioneuvosto myönsi 12.11.2015 Posivalle rakentamisluvan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen rakentamiseksi. Tavoitteena on aloittaa käytetyn polttoaineen loppusijoitus 2020-luvun alkupuolella. Seuraavassa tekstissä on kuvattu lyhyesti vuoden 2015 tapahtumia TVO:n ja Fortumin ydinjätehuoltoon liittyen. OlkiluOdOn ja loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto i yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta 3
Kuvissa planktonnäytteenottoa, puskurilohkojen asennuslaitteen prototyyppi ja täytön asennuslaite testeissä. tystä ja FSW-hitsauskehitystä jatkettiin yhteistyönä SKB:n kanssa. Kuparikapselin valmistuksessa kehitystyön painopiste oli kupariputken pohjan muokkauksen optimointi niin, että kuparin mikrorakennetta saadaan optimoitua. Uudella kehitetyllä tekniikalla pohjan raekoko pieneni merkittävästi, mikä on edullista sen kestävyydelle. Valurautaisen BWRsisäosan valmistuksen kehitystyötä jatkettiin valamalla kaksi sisäosaa. Edellisvuonna valetulle BWR-sisäosalle tehtiin kattava tutkimus, jonka tavoitteena oli selvittää materiaaliominaisuuksien vaihtelua ja vaihtelun merkitystä. Puskurin rakennesuunnitelman kehitystyötä jatkettiin vuoden aikana. Teknisessä suunnittelutyössä tarkasteltiin kapselin suunnitteluperusteiden mahdollisten muutosten vaikutusta puskurin mitoitukseen, puskurin lämmönjohtavuuksia sekä puskurin yläosan viisteen suunnitteluperusteita ja toteutusta. Puskurin paisuntapaineiden kehittymistä tutkittiin edelleen ja keskeisimpänä tuloksena saatiin kuvattua aiempaa useammissa olosuhteissa puskurin eri osien vesipitoisuuksia ja paisuntapaineita. Tutkimuksia ja kokeita tehtiin myös mm. laimean veden aiheuttamasta puskurimateriaalin eroosiosta, sementeistä liuenneiden aineiden rapautumisesta, kulkeutumisesta kallion rakoverkostossa ja vuorovaikutuksesta muun loppusijoitusjärjestelmän kanssa sekä puskurin mekaanisesta käyttäytymisestä kalliosiirrostapauksessa. Täytön pääkomponenttien materiaalienvalintaa varten valittiin neljä sopivinta erilaista materiaalia ja laadittiin suunnitelmat lopullisen materiaalin valitsemiseksi. Vuoden aikana testattiin vuotovesien ohjaamista tasaisesti laajemmalle alueelle geotekstiilien avulla, pellettitäytön hienoaineksen vaikutusta veden varastointikykyyn sekä väliaikaisen vedenpoistoputken sijoittamista pellettitäyttöön. Täytön komponenttikohtaisia asennuskokeita jatkettiin tekemällä lattiantasauskerroksen asennuskokeita ONKALOssa. Projekti loppusijoitustunnelin päätytulpan toteuttamiseksi komponenttikohtaisena testinä (POPLU) jatkui. Päätytulppatestissä toteutettiin mm. tulpan rakennustekniset työt, tulpan testaamiseen käytettävän paineistuslaitteiston asennus sekä tulpan käyttäytymistä paineistuksessa seuraavan instrumentaation asennus. Olkiluodon monitorointiohjelmaan kuuluvan kalliomekaanisen, hydrologisen, hydrogeokemiallisen, pintaympäristön ja vieraiden aineiden monitoroinnin osalta työ jatkui edellisten vuosien tapaan pääosin suunnitelmien mukaisesti. Teknisten vapautumisesteiden monitorointiohjelman suunnittelu on yhä kesken. Vuoden 2015 aikana valmistui alustava selvitys eri parametreille sopivista monitorointimenetelmistä ja -laitteista. Loppusijoitustunnelin tulppatestin POPLUn yhteydessä testattiin langattoman mittaussysteemin signaalin läpäisevyyttä. Vuoden 2015 aikana laadittiin turvallisuusperustelun TURVA-2020 rakenteen ja sisällön suunnitelma käyttölupahakemusta varten. Turvallisuusperusteluun liittyen mm. jatkettiin tulevaisuuden ilmaston kehityskulun määrittelyä Grönlannissa ja Saimaalla tehtävillä tutkimuksilla sekä biosfäärityöhön liittyviä referenssialueen tutkimuksia, jotka sisälsivät suo-, joki-, eläin- ja kasvitutkimukset sekä maataloustuotteiden tutkimukset Satakunnan ja Varsinais- Suomen alueelta. Vuonna 2015 käynnistyi myös työ turvallisuusperustelun TURVA-2020 skenaarioiden metodologian kehittämiseksi. Posiva jatkoi yhdessä SKB:n kanssa vaakasijoitusratkaisun kehitystyötä. Bentoniittipuskurin toimintaa jäljittelevä Big Bertha 4 -koe (BB4) saatettiin päätökseen ja raporttiluonnos viimeisteltäväksi. Vuoden aikana aloitettiin BB5-koe, jonka tavoitteena on tutkia bentoniittipuskurin paisumisen kehittymistä asennuspakkauksen rei itetyn suojasylinterin läpi pitkäaikaisena kokeena tavoitteena bentoniitin täydellinen saturaatio. Lisäksi arvioitiin kallioliikuntojen vaikutusta vaakasijoitusratkaisussa verrattuna pystysijoitusratkaisuun. Kapselointilaitoksen laitossuunnitelma päivittyi ja täydentyi vuoden 2015 aikana. Kapselin siirtovaunun prototyyppi valmistui ja prototyypin testaus saatiin suoritettua. Kapselin siirtotrukin prototyypin valmistus eteni tehdastesteihin vuoden lopussa. Loppusijoituslaitoksen laitossuunnitelma, asemointisuunnitelma ja vaiheittaisen toteutuksen suunnitelma päivitettiin. Laitosprojekti eteni suunnittelutehtävien määrittelyn ja kilpailutuksen jälkeen toteutussuunnitteluvaiheeseen. Kapselointilaitok- 4 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta
Kuvissa kaasunkehityskokeesta poistettu kiintoainekapseli, tutkimusaltaita Olkiluodon VLJ-luolassa sekä Loviisan kiinteytetyn jätteen täyttövalun testausta varten kehitetty valuastia. sen toteutussuunnittelussa aloitettiin käsittelykammion järjestelmien sekä polttoaineen käsittelyyn tarvittavien laitteiden suunnittelu. Kapselointilaitoksen rakennus- ja talotekniikkasuunnittelu aloitettiin ja suunnitelmat laadittiin siinä laajuudessa, että rakennusluvan hakeminen Eurajoen kunnalta on mahdollista vuoden 2016 alussa. Loppusijoituslaitosprojektin laajuuteen sovittiin liitettävän ONKALO-projektin toteuttamatta oleva laajuus, joka on lisäyksenä seuraavassa loppusijoituslaitoksen projektisuunnitelmassa. Kapselihissin toteutussuunnittelu käynnistyi osana kapselointilaitoksen järjestelmien suunnittelun etenemistä. Kapselin siirto- ja asennuslaitteen prototyypin testaukset jatkuivat ONKALOn demonstraatiotunneleissa oikeissa loppusijoitusolosuhteissa. Puskurilohkojen asennuksessa käytettävän asennuslaitteen ja lohkojen siirtolaitteen testaukset jatkuivat ONKALOn demonstraatiotunnelissa. Täytön asennuslaitteen prototyyppi valmistui. Laitteen testit aloitettiin maanpinnalla tehtävillä asennuskokeilla. Täyttöön liittyvien pellettien asennusta suunniteltiin ja testattiin maanpäällisissä tiloissa. Posivan johtamisjärjestelmä on kuvattu johtamiskäsikirjassa, joka antaa yleiskuvan Posivan toiminnasta sekä aihekohtaisista käsikirjoista, jotka sisältävät toimintasääntöjä ja ohjeita. Vuoden 2015 aikana johtamisjärjestelmää kehitettiin vastaamaan paremmin STUKin YVL-ohjeita. Ydinmateriaalivalvontaan liittyen STUKille ja Euroopan komissiolle toimitettiin kapselointilaitoksen ja loppusijoituslaitoksen teknisten perustietojen päivitykset sekä ON- KALOn rakentamista ja loppusijoitustoimintaan valmistautumista kuvaava toimintaohjelma. Vuonna 2015 Posiva aloitti myös valmistautumisen käyttölupahakemuksen jättämiseen tunnistamalla edellytyksiä toteutusvaiheeseen siirtymiselle ja loppusijoituskonseptin toteutettavuudelle. Posiva laati vuodelle 2015 Turvallisuuskulttuurin toimenpideohjelman ja pidemmän tähtäimen turvallisuuskulttuuriohjelman. Syksyllä Posivassa tehtiin muutoksia hankkeen toimintastrategiaan ja etenemismalliin. Muutoksen seurauksena myös Posivan organisaatiomallia muutettiin ohjelmakeskeiseksi. Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosjätteiden osalta jatkettiin vakiintuneita käytännön toimenpiteitä sekä tutkimus- että selvityshankkeita. Olkiluodon VLJ-luolan kalliotilojen käytönaikainen seuranta jatkui tutkimus- ja seurantaohjelman mukaisesti. Vuoden 2015 ollessa VLJluolan laajempien mittausten vuosi, suoritettiin ekstensometri- ja kalliopulttien kuormitusmittausten lisäksi manuaaliset konvergenssimittaukset, hallin katon ruiskubetonipinnan visuaalinen tarkastelu ja KAJ-siilon siirtymämittaukset. Lisäksi VLJ-luolan vuotovesivirtaamaa seurattiin mittaamalla poistopumppujen virtaaman lisäksi mittapatojen virtaamat. Laajempaan mittausvuoteen kuuluivat myös vesinäytteenotot VLJ-luolan kairarei istä ja pohjavesiasemilta. Vuonna 2015 käynnistettiin koko VLJ-luolan historian ajalta kootun pohjavesitiedon arviointi. Matala-aktiivisen huoltojätteen mikrobiologista hajoamista loppusijoitusolosuhteissa tutkitaan kaasunkehityskokeessa, josta syksyllä otettiin vesinäytteitä mikrobiologisia määrityksiä varten Euratomin MIND-projektin puitteissa. Vuoden aikana laadittiin OL3:n käytöstäpoiston suunnitelma, joka tullaan esittämään OL3:n käyttölupahakemuksen yhteydessä. Myös Loviisan voimalaitosjätteen loppusijoitustilan käytönaikaisia tutkimuksia jatkettiin vuonna 2015 seurantaohjelman mukaisesti. Betonointiin perustuvan nestemäisten jätteiden kiinteytyslaitoksen koekäytöt saatiin suoritettua onnistuneesti ja tuotannollisen käytön lupahakemus jätettiin STUKille. Koekäyttövaiheen aikana ja koulutus- ja ylläpitotarkoituksessa kiinteytettiin hartseja ja haihdutusjätettä useita astiallisia. Vuoden lopussa käynnistettiin uusi kampanja kesiumin erottamiseksi haihdutusjätteestä. Loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuusperustelun päivitystä jatkettiin. Turvallisuusperusteluprojektissa jatkettiin laskennallisten menetelmien ja työkalujen kehittämistä. Vuoden loppupuolella aloitettiin aktiivisuusinventaarin päivitys turvallisuusperustelua varten. Lisäksi päivitettiin projektisuunnitelma käytöstäpoistosuunnitelman päivittämiseksi vuoden 2018 loppuun mennessä. Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta 5
Sisällysluettelo TIIVISTELMÄ 1. JOHDANTO...8 1.1 Ydinjätehuollon vastuut ja velvollisuudet...8 1.2 Ydinjätehuollon aikataulut...9 1.3 Nykytilanne käytetyn polttoaineen varastoinnissa...9 1.4 Varautuminen ydinjätehuollon kustannuksiin...10 1.5 Kansainvälinen yhteistyö...10 2. ONKALO...11 3. KÄYTETYN YDINPOLTTOAINEEN LOPPUSIJOITUKSEN TUTKIMUS- JA KEHITYSTYÖ...12 3.1 Käytetyn ydinpolttoaineen tutkimukset...12 3.2 Loppusijoituspaikan ominaisuudet...12 3.2.1 Kenttätutkimukset...13 3.2.2 ONKALOssa tehdyt tutkimukset...13 3.2.3 Mallinnus...15 3.2.4 Kallioluokittelu...19 3.3 Teknisten vapautumisesteiden tutkimus, kehitys ja testaus...19 3.3.1 Kapseli...19 3.3.2 Puskuri...22 3.3.3 Tunnelien täyttö ja päätytulppa...23 3.3.4 Savikomponenttien hankinta...24 3.3.5 Tilojen sulkeminen...24 3.4 Monitorointiohjelma...25 3.4.1 Kalliomekaniikka...25 3.4.2 Hydrologia ja hydrogeologia...25 3.4.3 Hydrogeokemia...26 3.4.4 Pintaympäristö...28 3.4.5 Vieraat aineet...28 3.4.6 Tekniset vapautumisesteet...28 3.5 Turvallisuusperustelun pääkohdat ja tuotantoprosessi...29 3.5.1 Ulkoiset olosuhteet...30 3.5.2 Kallioperä vapautumisesteenä...31 3.5.3 Biosfääri...31 3.5.4 Skenaariot ja niiden analysointi...32 3.6 Kapselointilaitoksen ydinjätehuolto...32 3.7 Vaakasijoitusratkaisun kehitys...32 4. KÄYTETYN YDINPOLTTOAINEEN LOPPUSIJOITUKSEN SUUNNITTELU JA TOTEUTUS...35 4.1 Kaavoitus ja aluetyöt...35 4.2 Kapselointi- ja loppusijoituslaitosten suunnittelu, toteutus ja käyttö...35 4.2.1 Laitossuunnittelu...36 4.2.2 Laitosten toteutussuunnittelu ja toteutus...36 4.2.3 Rakennusmenetelmien kehittäminen...37 4.2.4 Asennus- ja siirtotekniikat...38 4.2.5 Käytetyn ydinpolttoaineen kuljetukset...39 6 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta
4.3 Laatu ja turvallisuus...40 4.3.1 Laadun ja toiminnan kehittäminen...40 4.3.2 Ympäristö ja työturvallisuus...40 4.3.3 Ydin- ja säteilyturvallisuus...40 4.3.4 Turva- ja valmiusjärjestelyt...41 4.3.5 Ydinmateriaalivalvonta...41 4.3.6 Luvitus...41 4.3.7 Turvallisuuskulttuuri...42 4.3.8 Tiedonhallinta...42 5. OLKILUODON VOIMALAITOKSEN VOIMALAITOSJÄTTEIDEN HUOLTO JA KÄYTÖSTÄPOISTO...44 5.1 Voimalaitosjätehuolto Olkiluodossa...44 5.1.1 Toimintaperiaate...44 5.1.2 Nykytilanne varastoinnissa ja loppusijoituksessa...45 5.1.3 VLJ-luolan käytönaikaiset tutkimukset...46 5.1.4 Voimalaitos- ja käytöstäpoistojätteisiin liittyvät tutkimukset...49 5.1.5 Voimalaitosjätteen loppusijoituksen turvallisuusselvitykset...51 5.2 Olkiluodon voimalaitoksen käytöstäpoisto...51 5.3 YJH-2012-ohjelman suunnitelmien toteutuminen Olkiluodon voimalaitosjätteen huollon ja käytöstäpoiston osalta...52 6. LOVIISAN VOIMALAITOKSEN VOIMALAITOSJÄTTEIDEN HUOLTO JA KÄYTÖSTÄPOISTO...53 6.1 Voimalaitosjätehuolto Loviisassa...54 6.1.1 Toimintaperiaate...54 6.1.2 Loppusijoituslaitos...54 6.1.3 Loppusijoituslaitoksen määräaikainen turvallisuusarvio...54 6.1.4 Kiinteytyslaitoksen käyttöön, kiinteytysmenetelmiin ja -astioihin liittyvä tutkimusja kehitystyö...55 6.1.5 Loppusijoitustilojen käytönaikaiset tutkimukset...56 6.1.6 Voimalaitos- ja purkujätteen loppusijoituksen turvallisuusperustelun päivitys...57 6.2 Loviisan ydinvoimalaitoksen käytöstäpoisto...58 6.3 YJH-2012-ohjelman suunnitelmien toteutuminen Loviisan voimalaitosjätteen huollon ja käytöstäpoiston osalta...59 RAPORTTILUETTELO...59 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta 7
1. Johdanto 1.1 Ydinjätehuollon vastuut ja velvollisuudet Suomessa ydinenergiaa sähköntuotantoon käyttävien yhtiöiden, Teollisuuden Voima Oyj:n (jäljempänä TVO) ja Fortum Power and Heat Oy:n (jäljempänä Fortum) on ydinenergialain mukaisesti huolehdittava omistamiensa Olkiluodon ja Loviisan ydinvoimaloiden ydinjätteiden huoltoon kuuluvista toimenpiteistä sekä vastattava niiden kustannuksista. Työ- ja elinkeinoministeriö (TEM) päättää periaatteista, joita ydinjätehuollossa on noudatettava. Nämä periaatteet ovat lähtökohtana sekä ydinjätehuollon käytännön toteutuksessa että tulevia toimenpiteitä koskevassa tutkimus-, kehitys- ja suunnittelutyössä. Periaatteet on esitetty ministeriön päätöksissä 19.3.1991 (KTM), 26.9.1995 (KTM), 23.10.2003 (KTM) ja viimeiseksi Olkiluoto 3 -yksikön ydinjätehuoltojärjestelyistä 9.12.2011 (TEM). TVO ja Fortum huolehtivat matala- ja keskiaktiivisten voimalaitosjätteiden loppusijoituksesta sekä voimalaitosten käytöstäpoistoon ja käytetyn polttoaineen välivarastointiin liittyvistä toimenpiteistä. Käytetyn polttoaineen loppusijoituksen tutkimus-, kehitys- ja suunnittelutyöstä sekä kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamisesta ja käytöstä huolehtii TVO:n ja Fortumin yhdessä omistama Posiva Oy (jäljempänä Posiva). 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 2015 OL1:n käyttökerroin oli 96,2 % ja OL2:n 89,2 %. OL1- ja OL2-laitosyksiköiden sekä matalaaktiivisen 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). Toimintavuonna 2015 OL1:llä toteutettiin lyhyt polttoaineenvaihtoseisokki. OL2:lla suoritettiin huoltoseisokki, jossa toteutettiin mm. pienjännitekojeiston vaihto ja syöttövesijärjestelmän ja sammutetun reaktorin jäähdytysjärjestelmän sekoituskohtien uusinnat. 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 2015 LO1:n käyttökerroin oli 92,7 % ja LO2:n 93,1 %. Vuoden 2015 vuosihuolloissa voimalaitoksen molemmille yksiköille tehtiin lyhyt vuosihuolto. Vuosihuoltojen yhteydessä laitosyksiköiden polttoaineesta vaihdettiin noin neljäsosa. Normaalien määräaikaishuoltotöiden ja polttoaineen vaihdon lisäksi molemmilla laitosyksiköillä uusittiin kaksi välitulistinta, mikä parantaa voimalaitoksen käytön luotettavuutta ja hyötysuhdetta. 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 loppusijoituslaitoksen osalta käyttölupa on voimassa vuoden 2055 loppuun asti. Vuoden 2015 aikana Loviisan voimalaitoksella suoritettiin onnistuneesti loppuun kiinteytyslaitoksen koekäytöt ja jätettiin viranomaiselle kiinteytyslaitoksen tuotannollisen käytön lupahakemus. Kiinteytyslaitoksen tuotannollinen käyttö alkaa näillä näkymin vuoden 2016 alkupuolella. 8 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta
Kuva 1. Ydinjätehuollon kokonaisaikataulu perustuen YJH-2015-ohjelmaan. Kuvassa OL3:n loppusijoitusaikataulu ja ydinjätelaitosten sulkemisen aikataulu on päivitetty vuoden 2016 tietojen mukaisesti. 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 2120 YDINVOIMALAYKSIKÖT / KÄYTTÖ Loviisa 1-2 Olkiluoto 1-2 Olkiluoto 3 YDINVOIMALAYKSIKÖT / KÄYTÖSTÄPOISTO Loviisa 1-2 Olkiluoto 1-2 Olkiluoto 3 VLI-LOPPUSIJOITUSLAITOS / KÄYTTÖ JA SULKEMINEN Loviisa 1-2 Olkiluoto 1-2 KPA-VARASTOT / KÄYTTÖ JA KÄYTÖSTÄPOISTO Loviisa 1-2 Olkiluoto 1-2 KAPSELOINTI- JA LOPPUSIJOITUSLAITOS / KÄYTTÖ JA SULKEMINEN Loviisa 1-2 Olkiluoto 1-2 Olkiluoto 3 Käytöstäpoisto ja sulkeminen Posiva huolehtii myös mm. omistajiensa puolesta vuosittain tehtävän Olkiluodon ja Loviisan ydinvoimaloiden ydinjätehuollon toimintakertomuksen laatimisesta. Käsillä on vuoden 2015 toimintakertomus, joka sisältää ydinenergialain ja -asetuksen mukaisen selvityksen kyseisten voimayhtiöiden ydinjätehuollon tilanteesta ja toimenpiteistä vuonna 2015. Toimintakertomuksen lisäksi Posiva huolehtii kolmen vuoden välein laadittavan ydinjätehuollon kokonaisohjelman tekemisestä. Ydinjätehuollon tutkimus-, kehitys- ja suunnittelutyötä linjaavassa YJH-2012-ohjelmassa kuvataan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen nykytila sekä suunnitelmat vuosille 2013 2015 ja alustavat suunnitelmat vuosille 2016 2018. Syyskuussa 2015 TEM:lle toimitettiin uusi YJH-2015-ohjelma, joka kuvaa käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen nykytilan, suunnitelmat vuosille 2016 2018 ja alustavat suunnitelmat vuosille 2019 2021. Posivan suunnitelmien lisäksi ohjelmissa kuvataan nykytila ja tulevaisuuden suunnitelmat TVO:n ja Fortumin vastuulla olevien käytetyn polttoaineen varastoinnin, voimalaitosjätteen käsittelyn sekä käytöstäpoiston osalta. 1.2 Ydinjätehuollon aikataulut Olkiluodon ja Loviisan laitosten käytetty polttoaine valmistaudutaan loppusijoittamaan Suomen kallioperään. Joulukuussa 2000 valtioneuvosto teki periaatepäätöksen Posivan hakemuksesta käytetyn polttoaineen loppusijoituksesta Eurajoen Olkiluotoon. Eduskunta vahvisti päätöksen toukokuussa 2001. Päätöksessään 23.10.2003 ministeriö asetti käytetyn polttoaineen loppusijoituksen valmistelujen aikataulun siten, että kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamislupaa varten tarvittavat lopulliset selvitykset ja suunnitelmat oli varauduttava esittämään vuoden 2012 loppuun mennessä. Posiva jätti vuoden 2012 lopussa kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamislupahakemuksen valtioneuvostolle. Vuoden 2015 helmikuussa Säteilyturvakeskus (STUK) antoi Posivan kapselointi- ja loppusijoituslaitoksesta myönteisen lausunnon, jonka mukaan ydinenergialain mukaiset edellytykset täyttyvät ja loppusijoituslaitos voidaan rakentaa turvalliseksi. Valtioneuvosto myönsi 12.11.2015 Posivalle rakentamisluvan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen rakentamiseksi. Tavoitteena on aloittaa käytetyn polttoaineen loppusijoitus 2020-luvun alkupuolella. Tämän jälkeen käytettyä polttoainetta aletaan siirtää voimalaitosten välivarastoilta Posivan laitokselle loppusijoitettavaksi. 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 Olkiluotoon. OL3-laitosyksikön jätehuoltovelvollisuus alkaa laitoksen käynnistyessä. Vuonna 2010 tehty periaatepäätös TVO:n OL4-laitosyksikön rakentamisesta ja yksikön käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoittamisesta raukesi kesäkuun 2015 lopussa, kun TVO päätti olla hakematta rakentamislupaa OL4-yksikölle periaatepäätöksen voimassaoloaikana. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen valmistelu eteni vuonna 2015 pääosin YJH-2012-ohjelmassa kuvatun suunnitelman mukaisesti. Kuvassa 1 on esitetty Olkiluodon ja Loviisan ydinvoimalaitosten ydinjätehuollon kokonaisaikataulu. 1.3 Nykytilanne käytetyn polttoaineen varastoinnissa Olkiluodon ydinvoimalaitoksen käytettyä polttoainetta varastoidaan väliaikaisesti sekä voimalaitosyksiköillä että voimalaitosalueella olevassa KPA-varastossa. Varastoon mahtuu OL1- ja OL2-laitosyksiköiden koko 40 vuoden aikaisesta toiminnasta kertyvä polttoainemäärä. Tulevia tarpeita varten toteutettiin KPA-varaston laajennus, joka Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta 9
otettiin käyttöön vuoden 2014 lopussa. Laajennuksessa rakennettiin kolme allasta. OL1- ja OL2-laitosyksiköille otettiin uusi allas käyttöön vuonna 2015, mikä mahdollistaa tulevan toiminnan varastoinnin. OL3-yksikölle ensimmäisen altaan käyttötarve on 2020-luvulla. KPA-varaston kapasiteetin korottamisesta saatiin päätös STUKilta kesäkuussa 2015. Korottamislupa sisältää OL1-, OL2- ja OL3-yksiköiden tulevan tarpeen. Toimintavuonna 2015 OL1:llä vaihdettiin polttoainetta 36. kerran ja OL2:lla 34. kerran. Vuoden lopussa käytettyä polttoainetta oli varastoituna yhteensä 8 521 nippua, jotka sisältävät noin 1 432 tonnia uraania. Varastoiduista nipuista 7 212 oli KPA-varastossa, 542 OL1:n vesialtaissa ja 767 OL2:lla. Lisäksi OL1:n reaktorissa oli 500 ja OL2:n reaktorissa samoin 500 nippua käytössä. Luvuissa ovat mukana myös sauvatelineet (2 kpl OL1 ja 1 kpl OL2), joissa säilytetään vaurioituneita polttoainesauvoja (vuoden 2015 lopussa yhteensä 43 kpl). Loviisan voimalaitoksella käytettyä polttoainetta varastoidaan voimalaitosyksiköillä ja käytetyn polttoaineen varastoissa. Loviisan käytetyn polttoaineen varastokapasiteettia voidaan lisätä korvaamalla vanhoja avoimia telineitä tiheillä. Tiheitä telineitä hankittiin viimeksi lisää vuonna 2014. Seuraava toimitus on vuonna 2016. Tiheillä telineillä on mahdollista lisätä varastokapasiteettia niin, että se riittää laitoksen nykyisen käyttöluvan loppuun saakka. Vuoden 2015 lopussa Loviisan voimalaitoksella oli varastoituna yhteensä 5 011 käytettyä polttoainenippua, mikä vastaa noin 606 tonnia tuoretta uraania. Vuotavia polttoainesauvoja sisältäviä polttoainenippuja on laitoksella 20 kpl. Polttoainenipuista oli LO1:llä 95 kpl ja LO2:lla 209 kpl. Käytetyn polttoaineen varastoissa 1 ja 2 oli 480 ja 4 227 nippua vastaavasti. Lisäksi LO1:n reaktorissa oli 313 ja LO2:n reaktorissa samoin 313 nippua käytössä. 1.4 Varautuminen ydinjätehuollon kustannuksiin Ydinjätehuoltoon tarvittavat varat kerätään valtion ydinjätehuoltorahastoon. Rahastotavoite määrätään kunakin vuonna erikseen vahvistettavan ydinjätehuollon vastuumäärän perusteella. Ydinjätehuollon vastuumäärä sisältää kaikkien kyseisen vuoden loppuun mennessä kertyneiden ydinjätteiden huoltoon tarvittavien toimenpiteiden tulevat kustannukset. TVO:n ydinjätehuollon vuoden 2015 rahastotavoite oli 1 345,4 miljoonaa euroa ja Fortumin rahastotavoite vastaavasti 1 073,8 miljoonaa euroa. TEM vahvisti TVO:n ydinjätehuollon vuoden 2015 vastuumääräksi 1 369,4 miljoonaa euroa ja vuoden 2016 rahastotavoitteeksi 1 369,4 miljoonaa euroa. Fortumin ydinjätehuollon vastuumääräksi vuoden 2015 lopussa TEM vahvisti 1 094,3 miljoonaa euroa ja vuoden 2016 rahastotavoitteeksi 1 094,3 miljoonaa euroa. 1.5 Kansainvälinen yhteistyö Posiva jatkoi aktiivista toimintaansa Euratomin tutkimusohjelmien puitteissa. Tutkimusta koordinoidaan geologisen loppusijoituksen teknologiayhteisön (IGD-TP, Implementing Geological Disposal Technology Platform) kautta ja Posiva osallistuu sen hallitukseen sekä sihteeristöprojektiin SecIGD2:ssa (osaamisen säilyttämiseen ja koulutuksen keskittyvän työryhmän (CMET) puheenjohtajana), joka päättyi 2015. IGD-TP:n strategisen tutkimusohjelman linjaamissa puitteissa Posiva valmisteli osallistumista Euratom Horizon 2020 -tutkimusohjelmaan liittyen savimateriaalien ominaisuuksiin. Horizon 2020 -ohjelmassa käynnistyi 2015 aikana kaksi uutta projektia, joihin Posiva osallistuu: Modern2020-projekti, jossa jatketaan teknisten vapautumisesteiden monitoroinnin kehitystyötä sekä MIND-projekti, joka keskittyy mikrobitoiminnan vaikutusten arviointiin loppusijoituksessa. Aiemman puiteohjelman (FP7) hankkeista olivat vuonna 2015 käynnissä seuraavat vapautumisesteiden toimintakykyä tutkivat yhteishankkeet: LUCOEX, DOPAS ja BELBaR sekä koulutushanke PETRUS III. LUCOEX-projektille myönnettiin komission toimesta projektin pidennys vuoteen 2016. Uusista Horizon 2020 -hankkeista sekä käynnissä olevista toimintakykyhankkeista on tarkemmat kuvaukset jäljempänä. Hankkeista suurimmat ovat LUCOEX sekä Posivan koordinoima tulppaus- ja sulkemisdemonstraatioprojekti DOPAS. Posiva jatkaa loppusijoituskonseptin tutkimus- ja kehitysyhteistyötä ruotsalaisen ydinjäteyhtiön Svensk Kärnbränslehantering AB:n (SKB) kanssa. Posiva ja SKB ovat sopineet yhteistyöstä, jonka avulla yhtiöt pyrkivät välttämään päällekkäisen työn tekemistä, tehostamaan resurssien käyttöä sekä edistämään loppusijoituksen yhteiskunnallista hyväksyttävyyttä. Yhteistyösopimus mahdollistaa tiedonvaihdon, yhteisten projektien toteuttamisen ja näiden kustannusten jakamisen. Ensimmäinen yhteistyösopimus allekirjoitettiin vuonna 2001. Uusin yhteistyösopimus allekirjoitettiin 2014 neljäksi vuodeksi eteenpäin. Yhteistyön merkittävin painopiste on KBS-3-loppusijoitusratkaisun kehitystyön loppuun saattaminen ja ratkaisujen kelpoistus tulevaisuuden käyttötoimintaan. Voimalaitos- ja käytöstäpoistojätteen huollon alueilla kansainvälistä yhteistyötä tehtiin Fortumissa mm. osallistumalla Euratomin C-14-aiheiseen CAST-tutkimushankkeeseen. Fortum osallistuu myös aktiivisesti SKB:n hallituksen ja hallituksen työryhmien toimintaan mm. käytöstäpoiston alueella. Lisäksi Fortum ja TVO olivat mukana OECD:n käytöstäpoistotyöryhmän (WPDD) toiminnassa. TVO on osallistunut myös IGD-TP:n tiedonvaihtofoorumiin. Lisäksi TVO on osallistunut Euratomin FIRST Nuclides -hankkeeseen, jossa TVO:n polttoaine oli mukana kokeissa, sekä Horizon 2020 MIND-hankkeeseen. 10 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta
2. ONKALO Maanalaisesta kallioperän tutkimustilasta ONKA- LOsta on hankittu jo yli 10 vuoden aikana tarkkaa tietoa loppusijoitustilojen yksityiskohtaista suunnittelua varten, testattu mm. turvallisuuden ja rakennusteknisten ratkaisujen toteutettavuutta ja asennuslaitteiden prototyyppien toimivuutta sekä arvioitu toiminnan hyväksyttävyyttä. Valmiit ONKALOon rakennetut ja varustellut tilat ja järjestelmät tekevät mahdolliseksi loppusijoitustekniikan testauksen ja demonstraatiot aidoissa olosuhteissa. ONKALOn rakennuslupahakemus jätettiin Eurajoen kunnalle toukokuussa 2003 ja rakentaminen aloitettiin kesäkuussa 2004. Demonstraatiotiloihin syvyydelle -420 m on louhittu neljä demonstraatiotunnelia. Demonstraatiotunneleissa testataan loppusijoitustoimintaa, monitoroidaan olosuhteita ja niiden mahdollisia muutoksia sekä suunniteltuja menettelytapoja. Tutkimustunneli ONKALOn suunnittelutyöt ja -tehtävät liitettiin osaksi laajempaa kokonaisuutta, eli osaksi loppusijoituslaitoksen suunnittelua vuoden 2015 aikana. ON- KALOn laajuuteen kuuluvien louhimatta olevien tilojen toteutussuunnitelmat valmistuivat keväällä 2015, minkä jälkeen ONKALOn louhimatta olevien tilojen osalta järjestettiin urakkatarjouskilpailu lopuista louhintatöistä ennen luvanvaraisen louhinnan alkamista. Suunnittelutöiden suurimmat haasteet liittyivät siihen, että ONKALOn tilojen ja järjestelmien suunnittelussa tulee olla huomioituna myös myöhemmin toteutettavan loppusijoituslaitoksen tarpeet ja toiminnallisuudet ilman muutoksia ONKALOvaiheessa toteutettuun osuuteen. Erityisesti paloturvallisuuden sekä henkilöhissin edellyttämien järjestelyjen suunnittelu vaati laaja-alaista arviointi- ja yhteistyötä myös eri viranomaistahojen kanssa. ONKALOssa tehdyt rakennustyöt liittyivät lähinnä aiempien rakenteiden ja tilojen täydennysrakentamiseen sekä kunnossapitoon. Rakennustöistä voidaan erityisesti mainita osana kansainvälistä yhteistyöprojektia rakennettu loppusijoitustunnelin tulpan rakentaminen testitarkoituksiin. Tulpan rakentamiseksi edellytettiin mm. uuden betonireseptin kehittäminen ja testaaminen sekä betonivalun ja kallion välisen tiiveyden turvaaminen. Betonireseptien jatkokehitystä tarvittiin myös joidenkin aiemmin käytössä olleiden materiaalien saatavuuden loppumisen vuoksi, mm. erityinen sementtilaatu ja betonin lisäaine. ONKALO-tiloihin johtavan henkilökuilun lujitussuunnittelu valmistui, mikä mahdollistaa jatkossa kuilulujitusten toteutuksen valmistelun. Lisäksi kuiluun asennettavan hissin viranomaislausunnot saatiin omaan lopulliseen arviointiin ja muutostarveselvitykseen, joiden valmistumisen jälkeen kyseinen hissi tilattiin vuoden lopulla. Kuilujen lujitukset aloitetaan samassa vaiheessa, kun viimeisiä ONKALOn tiloja louhitaan. ONKALOn viimeisen louhintaurakan valmistelu saatiin urakkasopimuksen allekirjoitusta vaille valmiiksi vuoden 2015 lopussa ja töiden valmistelu aloitettiin. ONKALOon rakennettuja testi- ja tutkimustunneleita hyödynnettiin mm. loppusijoitusreikien poraustesteihin sekä teknisten vapautumisesteiden komponenttikohtaisten asennustestien suorittamiseen. Samalla oli mahdollista testata tilojen laajempaa toiminnallisuutta ja tiloissa tapahtuvien samanaikaisten töiden yhteensovitusta. Tätä kokemusta voidaan hyödyntää seuraavassa vaiheessa, kun siirrytään tutkimustilojen rakentamisesta loppusijoituslaitoksen rakentamiseen. Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta 11
3. KÄYTETYN YDINPOLTTOAINEEN LOPPUSIJOITUKSEN TUTKIMUS- JA KEHITYSTYÖ TVO:n ja Fortumin käytetylle ydinpolttoaineelle suunniteltu loppusijoitusratkaisu perustuu alun perin ruotsalaisen Svensk Kärnbränslehantering AB:n (SKB) kehittämään KBS-3-ratkaisuun. Kupari-valurautakapseliin pakatut käytetyt polttoaineniput sijoitetaan satojen metrien syvyyteen peruskallioon. Loppusijoitusreikiin kallion ja kapselin väliin asetetaan puristettuja bentoniittipuskurilohkoja. Loppusijoitustunnelit täytetään lohkoiksi puristetun paisuvahilaisen saven avulla. Loppusijoituksen päätyttyä kaikki louhitut tilat ja kulkureitit loppusijoitustilaan täytetään ja suljetaan. Kapseli, bentoniitti ja kallio muodostavat moninkertaiset, toisiaan varmentavat esteet radioaktiivisten aineiden vapautumiselle. Kapselin kuparinen ulkokuori kestää erinomaisesti pohjaveden aiheuttamaa korroosiota ja valurautainen sisäosa takaa mekaanisen kestävyyden. Bentoniitti hidastaa pohjaveden pääsyä kapselin pinnalle ja suojaa kapselia kallion pieniltä liikunnoilta. Syvällä kallioperässä kapselia ympäröivät olosuhteet säilyvät vakaina pitkiä ajanjaksoja. Kallio suojaa loppusijoitettua polttoainetta myös ulkopuolisilta häiriöiltä. 3.1 Käytetyn ydinpolttoaineen tutkimukset Vuonna 2015 Posiva jatkoi polttoainetietokantahanketta, jossa kartoitetaan tietokantatoimittajat, polttoainetietotarve ja tietokannan rakenne polttoaineen siirtojen ja kuljetusten toteuttamiseen, valvontaan ja raportointiin sekä ydinmateriaalikirjanpitoa ja ydinsulkuvalvontaa varten STUKin vaatimukset täyttäen. Polttoainetietokantaa tarvitaan kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen käyttövaiheessa. Tietokantaprojektin ensimmäinen vaihe valmistui vuoden lopussa. Vuoden 2015 aikana on tarkennettu alustavaa suunnitelmaa radiokemiallisille isotooppimittauksille. Mittausten tulokset tukevat sekä Posivan omistajien turvallista ydinenergiatuotantoa että Posivan pitkäaikaiskriittisyysturvallisuusarviota, turvallisuusperustelua ja ympäristövaikutusten arviointia loppusijoituksen jälkeen. Posiva jatkoi yhteistyötä SKB:n kanssa polttoaineen käsittelyn, vaatimustenhallinnan ja pitkäaikaisturvallisuusarvion alueilla. Pitkäaikaisturvallisuusyhteistyön tavoitteena on yhtenäistää SKB:n ja Posivan arvioissa käyttämät, polttoaineeseen liittyvät oletukset ja reunaehdot SKB:n ja Posivan loppusijoitustilojen tapauksissa. Polttoaineeseen liittyviä tietoja ja vaatimuksia on kerätty ja tarkoituksena on lisätä ne Posivan vaatimustenhallintajärjestelmään (VAHA) vuoden 2016 aikana. Posiva on aloittanut loppusijoitettavan polttoaineen hyväksymiskriteerien laatimisen sekä tehnyt selvitystöitä polttoaineen kuljetuksiin ja käsittelyyn liittyen. 3.2 Loppusijoituspaikan ominaisuudet Olkiluodon aluetta, muun muassa sen geologiaa, on tutkittu 1980-luvulta lähtien. Olkiluoto valittiin loppusijoituspaikaksi vuonna 2000, minkä jälkeen paikkatutkimukset keskittyivät Olkiluotoon. Niiden tarkoituksena oli loppusijoituspaikan varmentaminen. Vuonna 2004 aloitettiin ONKALOn rakentaminen. Siitä lähtien maanalaiset tutkimukset ovat tulleet koko ajan tärkeämmiksi tietolähteiksi. Maanpäällisiäkin tutkimuksia on kuitenkin jatkettu, koska esimerkiksi maanpinnalta kairatut syvät tutkimusreiät ovat 12 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta
tutkimuskohteita, joiden avulla koko loppusijoituspaikan ominaisuuksista ja prosesseista saadaan kattava kuva. Paikkatutkimukset etenivät vuoden 2015 aikana pääpiirteissään YJH-2012-ohjelman suunnitelman mukaisesti. 3.2.1 Kenttätutkimukset Olkiluodon tutkimusalueella ei tehty vuoden 2015 aikana syviä kairareikiä eikä uusia tutkimuskaivantoja, mutta useita avoimena olevia reikiä tulpattiin monitulppalaitteistolla (OL-KR1, -7, -47, -51, -54 sekä -55). Pohjaveden seurantaverkkoa laajennettiin kahdella uudella paikalla, joihin kumpaankin asennettiin kaksi pohjavesiputkea (OL-PVP41A/B ja -42A/B). OL-PVP41 on ydinvoimalaitosalueen lähellä ja OL-PVP42 ONKALO-alueella tulevan kapselointilaitoksen pohjoispuolella. Kairareikien tutkimuksia jatkettiin ja kerättiin aineistoa sekä monitorointia että paikankuvauksen tulevaa päivitystä varten. Näihin liittyvät kenttätutkimukset on kuvattu seuraavassa. Monitorointiohjelman (ks. luku Monitorointiohjelma) mukaisten tutkimusten lisäksi hydrogeologiset kenttätutkimukset keskittyivät hydrogeologisen mallinnuksen päivittämiseen tähtääviin mittauksiin ja erityisesti vuoden 2014 aikana tehtyjen mittausten raportointiin. Hydrogeologisista tutkimuksista saatuja tuloksia käytetään mallinnuksen lisäksi myös hydrogeologisen rakennemallin ja virtausmallien taustatietona sekä muiden tutkimusten kuten vesinäytteenotto-ohjelman suunnittelussa. Vuonna 2015 tehtiin virtauseromittaus reiässä OL-KR6 pitkäaikaispumppauskokeeseen liittyen. Pohjavesinäytteenottoja tehtiin monitorointi- ja karakterisointiohjelman mukaisesti. Pääpaino oli ONKALOn aiheuttamien potentiaalisten suolaisuusmuutosten seurannassa sekä karakterisoinnin yhteydessä tehtyjen sulfidihavaintojen jatkomonitoroinnissa. Pohjavesikemiallisten näytteiden lisäksi otettiin myös kaasu- ja mikrobi näytteitä analysointia varten. Pintaveden suotautumista pohjavedeksi koskevan kenttäkokeen (INEX, Infiltration Experiment) toinen vaihe aloitettiin kesäkuussa 2014 ja kenttäosuus saatiin päätökseen vuoden 2015 aikana. Alueen seurantaa jatketaan vielä vuoden 2016 aikana merkkiainemäärityksillä. Kokeen tavoitteena on tutkia kallion puskuri kykyä hapanta ja hapellista vajoavaa pintavettä vastaan keskeisen pohjaveden suotautumista ohjaavan HZ19-vyöhykkeen yläosassa. Kokeen perusteella hapen kulutus oli voimakasta ja vaikka merkkiaine havaittiin muutaman tunnin sisällä syötön aloituksesta noin 24 m päässä olevassa pumppauskohteessa (kairareikä OL-KR14), niin happi havaittiin siellä vasta noin kahden kuukauden päästä syötön aloittamisesta. Happea kuluttivat epäorgaanisten reaktioiden lisäksi voimakkaasti myös happea käyttävät mikrobit. Vuonna 2015 jatkettiin geofysiikan reikämittausten täydennysmittauskampanjaa tulpista vapaana olevissa syvissä kairarei issä. Reikämittaukset sisälsivät pääasiassa akustista (ABI) ja optista (OBI) kuvantamista sellaisissa rei issä, joista aineisto puuttui tai aikaisemmat tulokset olivat olleet huonolaatuisia. Mittaukset toteutuivat pääosin suunnitelman mukaisesti, mutta joitakin reikiä jäi kokonaan tai osittain mittaamatta joko reiän tukkeutumisen tai reiässä tehtyjen muiden tutkimusten vuoksi. Mitattua aineistoa on paljon ja aineiston käsittely jatkuu vuonna 2016. Kallion termisten ominaisuuksien in situ -mittauksia jatkettiin keväällä TERO76-laitteistolla Olkiluodon syvissä kairarei issä (kuva 2). Kyseessä oli laajempi tutkimus, joka alkoi jo vuoden 2014 syksyllä ja jossa tehtiin mittauksia yhteensä kahdeksassa Olkiluodon pitkässä kairareiässä (OL-KR6, -43, -45, -47, -49, -51, -54 ja -55). Mittaukset tehtiin loppusijoitussyvyyden läheisyydessä 350 m... 500 m ja mittauspisteitä oli yhteensä lähes 200. Saadut tulokset sopivat edelleen hyvin yhteen aiempien Olkiluodossa tehtyjen TERO-mittausten tulosten kanssa. Raportti mittauksista on valmisteilla. Loppuvuodesta tehtiin TERO-mittaustestejä yläkätisessä reiässä, jossa haasteena on reiän vesitäyttö sekä laitteen pysyminen paikallaan koko mittauksen ajan. Kuva 2. TERO-mittausta. 3.2.2 ONKALOssa tehdyt tutkimukset Geologiset kartoitukset Vuosi 2015 oli ONKALOn geologisten kartoitusten osalta rauhallinen louhinnan vähäisestä määrästä johtuen. Ainoa louhittu alue oli ajoneuvoyhteyden 16 aloitus (ks. kuva 17 sivulla 37), missä suoritettiin ns. ensimmäisen vaiheen kartoitus ja valokuvaus. Kartoitusten osalta ehkäpä merkittävin vaihe vuonna 2015 oli kuuden koeloppusijoitusreiän kartoitus demonstraatiotunnelissa 2. Kartoitus sujui Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta 13
hyvin, antaen samalla arvokasta tietoa ja kokemusta loppusijoitusreiässä työskentelystä. Muutamia pienimuotoisia kartoitustöitä tehtiin myös henkilökuiluperässä tasolla -437 m, jossa kartoitettiin tunnelin pohjaa. Kairaukset Vuoden 2015 aikana kairattiin tutkimusta tai menetelmätestausta varten reikiä ONKALOon lähinnä tutkimustilaan 3 sekä demonstraatio- ja teknisten tilojen alueelle. Lähes kaikki reiät olivat halkaisijaltaan 76 mm. Ajoneuvoyhteyden 16 (ks. kuva 17) profiiliin kairattiin yläkätinen 300 m pilottireikä ONK-PH28, jolla testattiin vaakasuuntaisen loppusijoitusratkaisun (KBS-3H) pilottireiän ohjattua kairausta. SKB-yhteistyönä toteutettu kairaus alkoi elokuussa ja valmistui syyskuun lopulla. Ohjauksen avulla reikä täytti KBS-3H-pilottireiän suoruusvaatimukset, samoin kuin ONKALOon suunniteltujen loppusijoitustunneleiden pilottireiän vaatimukset. Ajotunnelin paalulta 4830 kairattiin marraskuun alussa 70 m kaasumonitorointireikä (ONK-KR17), joka tulpattiin heti kairauksen jälkeen. Tulppavälistä kerätään kallioperästä vapautuvia kaasuja. Vuonna 2016 jatkuvien louhintojen aiheuttamien kallion muodonmuutosten seuraamiseksi päätettiin asentaa lisää ekstensometrejä. Kolme ekstensometrien asennusreikää, ONK-PP429 431, kairattiin tulevan pysäköintihallin 2 profiiliin (ks. kuva 17) ja kolme (ONK-PP432 434) pysäköintihallista 1 kohti louhittavaa hallia. Näitä kairatessa yksi rei istä (ONK-PP437) osui lujituspulttiin, kairaus jätettiin kesken ja korvattiin uudella reiällä. Lisäksi kairattiin kaksi ekstensometrien asennusreikää (ONK-PP419 420) ajoneuvoyhteyden 13 päähän seuraamaan ajoneuvoyhteyden 16 louhintaa. Reikien pituudet olivat 8 25 m. Tutkimustilassa 3 kairattiin seitsemän uutta reikää tammikuussa 2015. Reikien ONK-PP421 427 pituudet olivat 5 15 m. Lisäksi otettiin lokakuun aikana lyhyitä EDZtutkimuksiin liittyviä näytteitä (alle 2 m) tutkimustilan alkuosan alueelta (ONK-SH256 266). Puolet rei istä oli halkaisijaltaan 76 mm ja puolet 116 mm. Mikroseismisen asemaverkon laajentamiseksi kairattiin ajoneuvoyhteyden 13 perälle 15 m pitkä pystysuora asennusreikä ONK-PP428 helmikuussa 2015. Vuonna 2014 valmistuneiden injektointikairauksien kairausraportit julkaistiin helmikuussa 2015. tutkimuksia. Edellä mainitut tutkimukset on kuvattu seuraavassa. Vuonna 2015 kairattiin ONKALOon 300 m pitkä pilottireikä ONK-PH28. Kairauksen yhteydessä tehtiin kairasydännäytteenotot huokosvesimäärityksiä sekä diffusiviteettitutkimuksia varten vettäjohtavan raon ympärillä. Kairauksen valmistumisen jälkeen reiässä tehtiin muun muassa geofysikaalisia reikämittauksia, virtausmittauksia ja vesinäytteenottoja. Geofysiikan tutkimukset ONKALOssa keskittyivät pilottireiän ONK-PH28 lisäksi tutkimustilaan 3 ja demonstraatioalueelle. Geofysikaalisia reikämittauksia tehtiin tutkimustilassa 3 rei issä ONK-PP421 PP427 tutkimustilan geologisen mallin varmistamiseksi, tämän lisäksi mittauksia tehtiin demonstraatiotilan läheisyydessä mikroseismiselle asemalle kairatussa reiässä ONK-PP428. Vuoden aikana jatkettiin vuonna 2014 aloitettua demonstraatiotunneliin 2 porattavien uusien koeloppusijoitusreikien seurantaprojektia. Projektin tarkoituksena on määritellä tuotantovaiheessa soveltuvin loppusijoitusreikien mittausmenetelmä sekä seurata rei issä mahdollisesti tapahtuvia muutoksia vuoden ajan. Seurannassa on mukana yhteensä viisi reikää ja mittausmenetelminä käytetään sekä 3D-valokuvausta että laserskannausta, jolloin voidaan vertailla näiden menetelmien sopivuutta mittaukseen. Kuvassa 3 on vertailtu molemmilla mittausmenetelmillä tuotettua dataa keskenään. Seurantamittauksia on pyritty tekemään kuukausittain huhtikuusta alkaen heti kaikkien reikien valmistumisen jälkeen. Vuoden loppuun mennessä oli tehty yhteensä kahdeksan mittauskierrosta. Tutkimustilan 4 (PL3748) tutkimusreikiin ONK-PP262 ja -274 keskittyneen yksityiskohtaisen hydrogeologisen Tutkimus-, demonstraatio- ja muissa tiloissa tehdyt tutkimukset Muut ONKALOssa tehdyt tutkimukset kohdistuivat muun muassa kallion fysikaalisiin ja mekaanisiin, sähköisiin ja termisiin ominaisuuksiin, pohjaveden virtauksiin eri mittakaavoissa, sulfaatin pelkistymiseen sekä kallion kulkeutumisominaisuuksiin. Demonstraatiotiloissa jatkettiin rakentamiseen ja kallion soveltuvuusluokitteluun liittyviä Kuva 3. Esimerkki kahdella eri mittausmenetelmillä tuotetun datan eroista. Toisen menetelmän malli on otettu pohjaksi, johon toista mallia on vertailtu. Väri kertoo kahden mallin eron määrän (m) kussakin kohtaa oikealla olevan taulukon mukaan. Mittaukset vaihtelevat siis ±2cm. 14 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta
karakterisoinnin tutkimuksesta (HYDCO) tehtiin vuonna 2015 loppuraportointia. Tutkimuksen tavoitteena on ollut saada tietoa loppusijoitussyvyyttä vastaavan kallion pienen mittakaavan hydrogeologisista ominaisuuksista, kuten vettä johtavien rakojen välisistä hydraulisista yhteyksistä. Lisäksi hydrogeologista tietoa kerättiin ONKALOsta tekemällä virtausmittauksia (PFL DIFF) uudesta pilottireiästä ONK-PH28 sekä uudesta kaasumonitorointireiästä ONK-KR17. Vuotovesikartoitusta ja vuotovesimittauksia tehtiin säännöllisin väliajoin kerran kuukaudessa. Vuotovesiin liittyvien tutkimusten tarkempi kuvaus löytyy luvusta Monitorointiohjelma. Vuoden 2015 aikana käynnistettiin sulfidiprojekti, jonka tarkoituksena on tutkia sulfidinmuodostusprosessia sekä kallioperässä että täyttömateriaaleissa. Projektin yhden osatehtävän tarkoituksena on määrittää loppusijoitussyvyydellä olevien kaasujen määrä kalliossa ja matriisivedessä. Erityisesti vety aktivoi voimakkaasti mikrobiologisen sulfidinmuodostuksen. Tätä tutkimusta varten kairattiin ONKALOn paalulle 4830 uusi 70 m pitkä karakterisointireikä ONK-KR17. Reikään asennettiin tätä tutkimusta varten valmistettu tulppa- ja mittauslaitteisto (kuva 4). Ensimmäinen kaasunäytteenotto tehtiin joulukuussa 2015 ja näytteenottoja jatketaan vuoden 2016 ajan. Vuoden 2015 aikana Olkiluodon kallion pidättymisominaisuuksien koeohjelmassa (REPRO) keskityttiin koeohjelman viimeisen vaiheen, läpidiffuusiokokeen (TDE), suunnitteluun ja valmisteluun, ja itse koe käynnistettiin loppuvuonna 2015. Kokeessa, jonka laitteisto on esitetty kuvassa 5, seurataan radioaktiivisten merkkiaineiden kulkeutumista kolmen kairareiän tulppavälin välillä. Tämän lisäksi in situ -kokeiden tulosten tueksi REPROssa on suoritettu laboratoriokokeita kulkeutumiseen liittyvien parametrien (kuten huokoisuus, efektiivinen diffuusiokerroin) määrittämiseksi. Tuloksia on esitelty sekä kansainvälisissä konferensseissa että tieteellisissä aikakausijulkaisuissa, joista viimeksi mainittuun liittyen arvovaltaisessa Transport in Porous Media -julkaisussa julkaistiin Jukka Kuvan ym. artikkeli Gas Phase Measurements of Porosity, Diffusion Coefficient, and Permeability in Rock Samples from Olkiluoto Bedrock, Finland. 3.2.3 Mallinnus Loppusijoituspaikan karakterisoinnin ja mallinnuksen päätavoitteena oleva viides versio Olkiluodon paikankuvauksesta on suunniteltu julkaistavaksi vuoden 2018 aikana (Olkiluoto Site Description 2018). Raportti tulee olemaan osa käyttölupahakemukseen liittyvää tausta-aineistoa ja sitä käytetään taustaraportteineen turvallisuusarvioinnin (FSAR) laadinnassa sekä laitossuunnitelmien päivityksessä. Se sisältää päivitetyt tiedot kaikilta paikkatutkimuksen ja -kuvauksen osa-alueilta. Kyseiseen raportointiin tähtäävää monitieteellistä paikankuvaustyötä jatkettiin vuoden 2015 aikana. Vuoden 2015 aikana myös kuvattiin ja suunniteltiin Posivan hankkeen osana oleva Sijoituspaikkaohjelma ja siihen kuuluvat projektit. Geologian mallinnus Vuonna 2015 jatkettiin Olkiluodon kallioperän 3D-kuvauksen version 3.0 viimeistelyä; mallin raportoiminen PO- SIVA-raporttina siirtyi vuoden 2016 alkupuolelle. Vuoden Kuva 4. Reikään ONK-KR17 asennettu tulppa- ja mittauslaitteisto. Kuva 5. REPRO-koeohjelman läpidiffuusio-osakokeen laitteiston skemaattinen esitys. Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta 15
2015 aikana jatkettiin erityisesti duktiilin deformaation kuvaamisen kehitystä, tarkennettiin ymmärrystä hauraan deformaation historiasta ja siirrosten luonteesta sekä integrointiin pienen mittakaavan ja koko loppusijoituspaikan mittakaavan mallinnusta. Pienen mittakaavan mallinnus ONKALOn demonstraatiotilojen alueella jatkui vuonna 2015 YJH-2012-ohjelmassa kuvatun mukaisesti. Mallinnuksessa keskityttiin edelleen kallion soveltuvuuden kannalta merkittäviin ominaisuuksiin, kuten hauraisiin rakenteisiin ja hydrogeologisiin piirteisiin, mutta myös duktiilin deformaation piirteiden pienen mittakaavan mallinnusta jatkettiin. Vuoden 2014 lopulla aloitettu pienen mittakaavan mallin päivitys versioon 10 saatiin kokonaisuudessaan päätökseen maaliskuussa (kuva 6). Päivityksessä hyödynnettiin pohjavesiasemille ONK-PVA9 ja ONK-PVA11 kairatuista rei istä ja tutkimuskairareiästä ONK-KR16 saatuja aineistoja, sekä kartoitusaineistoja demonstraatiotunneleista 3 ja 4. Edellä mainittujen reikä- ja tunnelitutkimusaineistojen lisäksi päivityksessä huomioitiin demonstraatiotilojen lähialueella vuonna 2013 suoritetusta tunneliseismisestä luotauskampanjasta sekä vuoden 2014 latauspotentiaalimittauskampanjasta saadut varsin laajat aineistot. Latauspotentiaalimittausten tuottaman aineiston yksityiskohtaista tulkintaa jatkettiin vuonna 2015 myös Geologian tutkimuskeskuksen kanssa tehdyssä yhteistyössä, ja työn tuloksia tullaan hyödyntämään tulevissa pienen mittakaavan mallin päivityksissä. Pienen mittakaavan mallin laajentaminen teknisten tilojen alueelle aloitettiin elokuussa (malliversio 11, ks. kuva 7). Mallinnuksessa hyödynnettiin alueelta olemassa olevia tunnelitutkimusaineistoja sekä suunnitellun pohjoisen pysäköintihallin profiiliin jo vuonna 2012 kairatusta pilottireiästä ONK-PH19 saatuja tutkimusaineistoja. Malliversio 11 viimeistellään alkuvuodesta 2016. Pienen mittakaavan malli ja sen laatimisessa käytetyt periaatteet ja menetelmät kuvataan omana kokonaisuutenaan vuonna 2016 julkaistavassa Geology of Olkiluoto -raportissa. Pienen mittakaavan mallin versioiden dokumentointia kehitettiin luomalla mallinnettujen rakenteiden ja mallinnuksessa käytettyjen aineistojen tallentamiseen soveltuva kokeellinen tietokanta. Tietokantaa tullaan kehittämään edelleen myös Olkiluodon geologisen paikkamallin tietojen tallentamiseen soveltuvaksi. Mahdollisten maanjäristysten vaikutusten arviointia jatkettiin mallintamalla suuri hypoteettinen maanjäristys Olkiluodon pohjoispuolella sijaitsevassa pystyhkössä siirroksessa. Mallin mukaan suurenkin maanjäristyksen vaikutukset loppusijoitustiloihin ovat kohtuullisen pieniä. Maanjäristysten vaikutusten arviointia tullaan edelleen jatkamaan vuoden 2016 aikana erilaisten maanjäristysskenaarioiden kautta. Työt ovat osa laajempaa maanjäristysten esiintymisen ja vaikutusten arviointiin liittyvää seismologia-projektia, joka toteutetaan vuosien 2016 2019 aikana. Kuva 6. Demonstraatioalueen pienen mittakaavan malli, v.10; vaakaleikkaus tasossa -420 m. Hauraat siirrosvyöhykkeet on esitetty punaisella (ydin) ja keltaisella (vaikutusalue), yksittäiset merkittävät (laajat) raot mustalla ja vähäiset vettä johtavat raot sinisellä. Osa hauraista siirrosvyöhykkeistä ja merkittävistä raoista on myös vettä johtavia (ei esitetty kuvassa). Vyöhyke OL-BFZ300 on pienen mittakaavan mallissa mallinnettu kuvan esittämää aluetta pidemmälle etelään (ks. kuva 7). Kuva 7. Pienen mittakaavan malli v.11 (alustava), teknisten tilojen alue; vaakaleikkaus tasossa 438 m. Hauras siirrosvyöhyke OL-BFZ300 on esitetty punaisella (ydin) ja keltaisella (vaikutusalue), yksittäiset merkittävät (laajat) raot mustalla. 16 Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuolto I Yhteenveto vuoden 2015 toiminnasta