Säteilyturvakeskus Perustelumuistio 1 (5) Ohje YVL D.3, Ydinpolttoaineen käsittely ja varastointi (15.11.2013) 1 Soveltamisala Ohje YVL D.3 koskee ydinlaitoksissa ja ydinvoimalaitoksissa tapahtuvaa a. tuoreen ydinpolttoaineen kuivavarastointia, tuoreen ja käytetyn ydinpolttoaineen varastointia reaktorin yhteydessä olevissa varastoaltaissa ja käytetyn ydinpolttoaineen säilytystä erillisissä varastoissa, b. ydinpolttoaineen siirtoja laitosalueella, varastoinnissa ja kapseloinnissa sekä siirtosäiliön ja loppusijoituskapselin siirtoja, c. käytetyn ydinpolttoaineen kapselointia loppusijoitusta varten, d. edellä tarkoitettujen toimintojen sekä niihin tarvittavien laitosten ja järjestelmien suunnittelua, rakentamista ja käyttöä. 2 Vaatimusten perustelut Ydinreaktorista käytöstä poistetut ydinpolttoaineniput säteilevät hyvin voimakkaasti, kehittävät lämpöä ja sisältävät ydinaineita ja fissiotuotteita. Ydinpolttoainenippujen turvallinen käsittely ja varastointi edellyttävät erityisesti, että huolehditaan niiden eheydestä ja ydinpolttoainesauvojen tiiviydestä, eristetään vuotavat ydinpolttoaineniput, sovelletaan tehokkaita säteilysuojajärjestelyjä, huolehditaan ydinpolttoaineen jäähdytyksestä ja estetään kriittisten ydinpolttoainekeskittymien muodostuminen. Erityisesti viimeksi mainittu turvallisuustavoite koskee myös tuoreen ydinpolttoaineen varastointia. Ydinenergialain perusteella ydinpolttoaineen loppusijoitus syvälle kallioperään rakennettuihin tiloihin on käytännössä ainoa mahdollinen käytetyn ydinpolttoaineen huoltomenetelmä. Loppusijoitusta varten käytetyt ydinpolttoaineniput siirretään laitokseen (kapselointilaitokseen), jossa ne sijoitetaan metallisiin loppusijoituskapseleihin. Pitkäaikaisturvallisuus edellyttää, että loppusijoituskapselit täyttävät korkeat laatuvaatimukset. Ohje YVL D.3 noudattaa pääosin ohjetta YVL 6.8 käytetyn polttoaineen varastoinnin osalta ja ohjetta YVL 8.5 kapseloinnin osalta. Ohjeessa YVL D.3 on korostettu turvallisuussuunnittelun osuutta. Tarkoituksena on noudattaa ydinlaitosten turvallisuussuunnittelussa yhtenäistä linjaa ydinvoimalaitosohjeiden kanssa. Ohje sisältää paljon viittauksia muihin YVL-ohjeisiin, koska ohjeen YVL D.3 soveltamisalaan kuuluvissa laitoksissa noudatetaan pitkälti samoja periaatteita kuin ydinvoimalaitosten ohjeissa. Ohje sisältää kapselointia koskevat ohjeet, joita ei ole esitetty muissa ohjeissa. Ydinenergialaissa (990/1987) esitetään ydinenergian käytön turvallisuutta koskevat perusvaatimukset. Säteilylaissa (592/1991) esitetään säteilysuojelun yleiset periaatteet ja säteilytyötä koskevat määräykset. Ydinenergialain 7 h :n mukaan ydinlaitoksella on oltava tilat, laitteistot ja muut järjestelyt, joilla voidaan huolehtia turvallisesti laitoksen tarvitsemien ydinaineiden ja käytössä syntyvien ydinjätteiden käsittelystä ja varastoinnista. Ydinenergia-asetuksen (161/1988) 4 :n mukaan käytettyyn ydinpolttoaineeseen sovelletaan sekä ydinainetta että ydinjätettä koskevia ydinenergialainsäädännön määräyksiä.
Säteilyturvakeskus Perustelumuistio 2 (5) Valtioneuvoston asetusta ydinvoimalaitoksen turvallisuudesta (VNa 717/2013) sovelletaan ydinpolttoaineen käsittelyyn ja varastointiin ydinvoimalaitoksen yhteydessä olevissa käytetyn ydinpolttoaineen varastoissa. Valtioneuvoston asetusta ydinjätteiden loppusijoituksen turvallisuudesta (VNa 736/2008) sovelletaan käytetyn ydinpolttoaineen kapselointiin loppusijoitusta varten. Valtioneuvoston asetukset ydinenergian käytön turvajärjestelyistä (VNa 734/2008) ja ydinvoimalaitoksen valmiusjärjestelyistä (VNa 716/2013) koskevat soveltuvin osin ydinpolttoaineen käsittelyä, varastointia ja kapselointia. 2.1 Vaatimusten perustelut aihealueittain Luku 2 Soveltamisala Ohje YVL D.3 koskee käytetyn ydinpolttoaineen varastointia ja kapselointia sekä niihin liittyviä toimintoja sekä tarvittavien laitosten ja järjestelmien suunnittelua, rakentamista ja käyttöä. Ydinpolttoaineen kuljetukset yleisillä teillä eivät sisälly tähän ohjeeseen. Tätä aihetta käsittelee ohje YVL D.2 Ydinaineiden ja ydinjätteiden kuljetus. Ohjeessa esitetyt vaatimukset sivuavat useiden YVL-ohjeiden alaa ja ohjeessa on esitetty lukuisia viittauksia toisiin YVL-ohjeisiin. Useat YVL-ohjeet on kirjoitettu ydinvoimalaitosten näkökulmasta ja näissä tapauksissa STUK antaa tarvittaessa soveltamispäätöksen ydinlaitoksia varten. Erityisesti tässä ohjeessa on soveltamispäätöksestä mainittu ohjeiden YVL A.6 Ydinvoimalaitosten käyttötoiminta, YVL B.3 Ydinvoimalaitoksen deterministiset turvallisuusanalyysit viittauksissa. Luku 3 Ydin- ja säteilyturvallisuus Ydin- ja säteilyturvallisuudesta on esitetty valtioneuvoston asetuksissa 717/2013 ja 736/2008 rajat väestön eniten altistuvan yksilölle aiheutuvista vuosiannoksen raja-arvoista. Luvussa 3 on mainittu käyttöhäiriöitä ja onnettomuuksia, joita laitosten kohdalla on ainakin tarkasteltava. Mainittuja käyttöhäiriöiden ja onnettomuuksien listoja ei ole tarkoitettu kattavaksi, vaan käyttöhäiriöt ja onnettomuudet on määriteltävä tapauskohtaisesti kunkin laitoksen erityispiirteet huomioon ottaen. Oletetun onnettomuuden laajennuksen annosraja määritellään KPA-varastoille. Kapselointilaitokselle oletetun onnettomuuden annosrajaa sovelletaan, jos laitoksessa uraanimäärä ylittää 100 tn U Vaatimuksessa 310 on viitattu ohjeeseen YVL C.4 Ydinlaitoksen ympäristön säteilyvalvonta. VNA 736/2008:ssa ei erityisesti ole tarkennettu ydinlaitoksen ympäristön säteilyvalvonnan vaatimuksia. Ohjeessa YVL C.4 on todettu vaatimuksessa 201, että ohjeesta annetaan tarvittaessa soveltamispäätös ydinlaitoksia varten. Luku 4 Laitoksen ja toimintojen turvallisuussuunnittelu Käytetyn ydinpolttoaineen varaston ja kapselointilaitoksen toimintojen turvallisuussuunnittelussa noudatetaan YVL B.1:ssä annettuja yksityiskohtaisia vaatimuksia. Ohjeen YVL D.3 taustalla on VNa 717/2013 käytetyn ydinpolttoaineen varaston osalta ja VNa 736/2008 kapselointilaitoksen osalta. Vaikka ohjeen YVL B.1 taustalla on VNa 717/2013, jonka soveltamisalana ovat ydinvoimalaitokset ja reaktorilla varustetut ydinlaitokset, käytetään ohjeen YVL B.1 vaatimuksia koskien myös kapselointilaitosta. VNa 736/2008:ssa suunnitteluprosessia ja sen laatua on käsitelty yleisellä tasolla. Perusteet vaatimuksille laadukkaasta suunnittelusta löytyvät VNa 736/2008:sta, ja ohjeessa YVL B.1 esitetään tarkemmat vaatimukset siitä, miten laadukkaaseen lopputulokseen päädytään.
Säteilyturvakeskus Perustelumuistio 3 (5) 4.1 Suunnittelun hallinta ja 4.2 Säteilyturvallisuus Ohjeessa YVL D.3 esitetään suunnittelun hallinnan osalta viittaus ohjeen YVL B.1 vaatimuksiin. Luvussa 4.1 esitetään viittaukset YVL-ohjeiden C-sarjan ohjeisiin säteilyturvallisuuden huomioimisesta suunnittelussa. Tässä luvussa esitetään muutama tarkennus, jotka liittyvät ohjeen YVL D.3 soveltamisalaan liittyviin laitoksiin. Nämä tarkennukset on esitetty vaatimuksissa 405 ja 406. 406. Ydinpolttoaineen varastoaltaiden allasveden aktiivisuutta on seurattava ja vettä puhdistettava radioaktiivisista aineista. Tämä vaatimus tarkentaa ohjeen YVL C.1 vaatimuksia 506 508. 4.3 Rakenteiden ja järjestelmien suunnittelu Luvussa 4.3 esitetään viittaukset ohjeen YVL B.1 vaatimuksiin, jotka koskevat yleisiä suunnitteluperiaatteita (luku 4.3.1), syvyyssuuntaista turvallisuusperiaatetta (luku 4.3.2), syvyyspuolustustasojen riippumattomuutta ja vahvuutta (luku 4.3.3). 409 412. Syvyyssuuntaisen turvallisuusperiaatteen osalta viitataan ohjeen YVL B.1. lukuun 4.3. Ydinpolttoaineen varaston ja kapselointilaitoksen osalta syvyyssuuntaisesta turvallisuusperiaatteesta sovelletaan tasoja 1-3. Taso 4 koskee päästön rajoitusta vakavassa reaktorionnettomuudessa. Taso 5 koskee väestön suojelua, kun on kyseessä huomattavia radioaktiivisia päästöjä. Käytetyn ydinpolttoaineen varaston osalta tason 4 vakava onnettomuus hoituu käytännössä eliminoitavien tapahtumien kautta (YVL B.1- vaatimus 424, kohta 4). Kapselointilaitoksessa ei katsota näiden tasojen 4 ja 5 tarkoittamien onnettomuustyyppien ja siitä aiheutuvan suuren päästön olevan mahdollista kapselointilaitoksella kerralla säilytettävän vähäisen ydinpolttoainemäärän vuoksi. VNa 736/2008:ssa ei mainita syvyyssuuntaista turvallisuusperiaatetta. Samoja periaatteita käsitellään kuitenkin sen 8 :ssa sekä asetuksen perustelumuistiossa. Luvussa 4.3 esitetään vaatimukset (419), joita on noudatettava ydinpolttoainesauvojen eheyden säilyttämiseksi. Vaatimukset liittyvät mekaaniseen ja termiseen rasitukseen sekä varastoaltaiden eheyteen ja jäähdytysveden menetyksen estämiseen. Luvun lopussa esitetään vaatimukset turvallisuustoimintoja varmentavista toiminnoista, joihin on sovellettava moninkertaisuusperiaatetta. Vaatimuksissa 426 427. Näissä vaatimuksissa esitetään vaatimukset, joiden mukaan ydinlaitoksen on oltava omavarainen harvinaisessa ulkoisessa tapahtumassa, jolloin ulkoinen sähkönsyöttö on menetetty. Vaatimuksilla on tarkoitus taata käytetyn ydinpolttoaineen riittävä jäähdytys. Vaatimuksessa viitataan ohjeen YVL B.1 vaatimukseen 452. Luku 4.4 Turvallisuusluokitus Vaatimuksissa 428 431. esitetään viittaus ohjeeseen YVL B.2 Ydinlaitosten järjestelmien, rakenteiden ja laitteiden luokittelu esitettyjä turvallisuusluokittelun ja seismisen luokituksenkäytetyn ydinpolttoaineen varastolle ja kapselointilaitokselle sovellettavien luokitusten osalta. Ohjeessa YVL B.2 esitetyn lisäksi loppusijoituslaitoksessa on huomioitava pitkäaikaisturvallisuus. Luku 4.5 Ydinpolttoaineen alikriittisyyden varmistaminen Luvussa 4.5 esitetään vaatimukset ydinpolttoaineen alikriittisyyden varmistamiselle ja esitetään viittaus ohjeen YVL B.4 Ydinpolttoaine ja reaktori vaatimuksiin. Ohjeen YVL D.3 soveltamisalaan kuuluvissa laitoksissa alikriittisyys on varmistettava rakenteellisin ratkaisuin.
Säteilyturvakeskus Perustelumuistio 4 (5) Luku 4.6 Käyttöturvallisuus Käytetyn ydinpolttoaineen varaston ja kapselointilaitoksen käyttöturvallisuudessa on pyrittävä minimoimaan ydinpolttoaineeseen kohdistuvat mekaaniset ja termiset rasitukset. Laitoksissa on myös varauduttava vuotavan nipun mahdollisuuteen. Ohjeen YVL D.3 soveltamisalaan kuuluvissa laitoksissa on huomioitava ydinpolttoainenippujen kunnonvalvonta, varastoaltaiden ja reaktorisydämen tyhjentäminen ydinpolttoaineesta (nk. evakuointivaatimus). Lisäksi laitoksissa on varauduttava kuljetus- ja siirtosäiliön sekä laitoksissa käytettävien muiden esineiden dekontaminointiin. Vaatimuksessa 441. esitettyä uudelleenkapselointia voidaan tarvita tilanteessa, jossa loppusijoituskapseli ei täytä hyväksymiskriteerejä esimerkiksi hitsauksen epäonnistumisen tai vaurioitumisen vuoksi. Luku 4.7 Ydinpolttoaineen hyväksyminen kapseloitavaksi Luvussa 4.7 esitetään vaatimukset ydinpolttoaineen hyväksymisestä kapseloitavaksi. Vaatimuksen 442. Vaatimuksen säännöstötaustana on WENRA, Working Group on Waste And Decommissioning (WGWD), Waste and Spent Fuel Storage Safety Reference Levels Report, version 2.1, vaatimukset S-52 ja S-53. Luku 4.8 Kapselointi Loppusijoitettavan kapselin ominaisuudet on määriteltävä ja niiden täyttyminen todennettava. Kapseliin kohdistuvissa vaatimuksissa sovelletaan ohjeen YVL E.3 Ydinlaitoksen painesäiliöt ja putkistot luvussa 7 esitettyjä periaatteita. Luku 4.9 Muut suunnittelussa huomioitavat asiat Vaatimuksessa 449 edellytetään käytetyn ydinpolttoaineen siirroissa laitosalueella käytettävältä siirtosäiliöltä samoja lujuus- ja tiiviysvaatimuksia kuin liikenne ja viestintäministeriön asetuksessa 369/2011 edellytetään kuljetuspakkaukselta, jolla käytettyä ydinpolttoainetta kuljetetaan yleisillä teillä. Luku 5 Ydinpolttoaineen tuonti laitokselle ja käytön aloittaminen Luvussa 5 määritellään edellytykset, joilla käytettyä ydinpolttoainetta saa tuoda käytetyn ydinpolttoaineen varastoon ja kapselointilaitokselle. Luvussa esitetään viittaus ohjeeseen YVL A.1, jossa on esitetty vaatimukset käytetyn ydinpolttoaineen varaston ja kapselointilaitoksen käytön aloittamiselle. Käytetyn ydinpolttoaineen varaston ja kapselointilaitoksen koekäytössä on noudatettava ohjeen YVL A.5 vaatimuksia. Luku 6 Laitoksen käyttö Ohjeen YVL D.3 soveltamisalaan kuuluvien laitosten käyttötoiminnassa noudatetaan pitkälti samoja periaatteita kuin ydinvoimalaitosten käyttötoiminnalle tarkoitetussa ohjeessa YVL A.6 Ydinvoimalaitosten käyttötoiminta. Ohjeen YVL A.6 luvussa 7 esitettyjä käyttötoiminnan asiakirjojen vaatimuksia sovelletaan käytetyn ydinpolttoaineen varastolle ja kapselointilaitokselle STUKin antaman soveltamispäätöksen mukaisesti. Soveltamispäätös on mainittu vaatimuksessa 206. Seuraavassa tarkennetaan vaatimuksessa 604 tarkoitettua varastoidun käytetyn ydinpolttoaineen valvontaohjelman sisältöä. Valvontaohjelmassa tulee ilmetä:
Säteilyturvakeskus Perustelumuistio 5 (5) tarkastuskohteet ja laajuudet tarkastusjaksotus sovellettavat määräykset ja standardit tarkastushenkilökunnan pätevyysvaatimukset tarkastuskohteen valmistelu tarkastusta varten käytettävät tarkastusmenetelmät ja laitteet tarkastuslaitteiden kalibrointivaatimukset tarkastustulosten hyväksymiskriteerit tarkastusten raportointi ja tallenteiden arkistointi Luku 7 STUKille toimitettavat asiakirjat Luvussa 7 esitetään ydinlaitoksen luvitusprosessissa STUKille toimitettavia asiakirjoja. Vaatimuksessa viitataan ydinenergia-asetukseen ja ohjeisiin YVL A.1 Ydinenergian käytön turvallisuusvalvonta, YVL B.1 luku 6 ja YVL A.9 Ydinlaitoksen toiminnan säännöllinen raportointi. Ohjeen YVL D.3 luvussa 7 on lisäksi kerrottu kapselointiin ja kapselointilaitokseen liittyvät lisävaatimukset. 708. Todennäköisyysperusteisen riskianalyysin laadinnassa voi käyttää viitteenä asiakirjaa IAEA-TECDOC-1267 Procedures for conducting probabilistic safety assessment for non-reactor nuclear facilities. Luku 8 Säteilyturvakeskuksen valvontamenettelyt Luvussa 8 esitetään käytetyn ydinpolttoaineen varastoa ja kapselointilaitosta koskevat valvontamenettelyt. Valvontamenettelyt noudattavat samoja periaatteita kuin ydinvoimalaitoksia koskevat menettelyt. Luvussa esitetään viitteet sovellettaviin ohjeisiin. 3 Ohjeen alaa koskeva kansainvälinen säännöstö WENRA, Working Group on Waste And Decommissioning (WGWD), Waste and Spent Fuel Storage Safety Reference Levels Report, version 2.1 IAEA Draft SG DS371: Storage of spent fuel 4 Tepco Fukushima Dai-ichi onnettomuuden vaikutukset Ohjeessa YVL D.3 ei ole suoraan Fukushiman onnettomuudesta aiheutuneita vaatimuksia. YVL B.1:n kautta kuitenkin vaatimuksia tulee. Tällaisia ovat esimerkiksi vaatimukset 424 ja 452.