Hyvä tietää ydinjätteestä
Sisällysluettelo Ydinjätteet voidaan jakaa aktiivisuuden perusteella... 3 Käytetty polttoaine... 6 Polttoaineniput reaktorissa...6 Välivarastointi reaktorista poiston jälkeen... 7 Jälleenkäsittely... 8 Transmutaatio... 9 Loppusijoitus... 9 Suomi ja käytetyn polttoaineen loppusijoitus... 10 Loppusijoituskapselit 500 metrin syvyyteen... 11 Käytetyn polttoaineen loppusijoituksen lupamenettely... 12 Olkiluodon kallioperätutkimukset jatkuvat... 13 Turvallisuusanalyysi yliarvioi riskejä... 14 Luonnonanalogiat auttavat tutkimuksessa... 15 Matala- ja keskiaktiiviset jätteet... 16 Voimalaitoksen käytöstäpoisto... 17 Ydinjätehuolto maailmalla... 18 Ydinjätteen kuljetukset... 19 Lainsäädäntö, sopimukset ja valvonta... 20 Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen kustannukset... 21 Valtion ydinjätehuoltorahasto... 21 Sanasto... 22 Hyvä tietää ydinjätteestä ISBN 978-952-5615-11-1 Painos 20 000 Helsinki 2007 MIKTOR
Ydinjätteet voidaan jakaa aktiivisuuden perusteella Ydinjätteellä tarkoitetaan ydinenergian käytön yhteydessä tai sen seurauksena syntyneitä radioaktiivisia aineita, joille ei suunnitella jatkokäyttöä. Radioaktiivista ydinjätettä syntyy lähes kaikissa ydinpolttoainekierron vaiheissa. Polttoainekierron alkupäässä jätteet sisältävät luonnon radioaktiivisia aineita, etupäässä uraania ja sen hajoamistuotteita. Ydinvoimalaitoksen reaktorisydämessä syntyy keinotekoisesti tuotettuja radioaktiivisia aineita. Fissioreaktoreissa energia syntyy halkeavista atomiytimistä. Ytimet halkeavat, kun niihin osuu neutroni. Hajoamistuotteena syntyy kaksi kevyempää ydintä ja samalla hal- Neutroni Energiaa Uraanin ydin Ytimen halkeaminen Neutroni Halkeamistuote Ketjureaktio Energian tuotanto ydinvoimalaitoksessa perustuu vapaiden neutronien aikaansaamaan atomiydinten halkeamiseen. keavista ytimistä irtoaa muutamia neutroneja. Irronneista neutroneista osa jatkaa ydinreaktiota törmäämällä uusiin ytimiin. Reaktorissa olevista nuklideista niin sanotut fissiilit nuklidit eli uraani-235, plutonium-239 ja plutonium- 241 kykenevät tuottamaan energiaa. Fissiilillä nuklidilla tarkoitetaan atomiydintä, joka hajoaa ulkopuolisen neutronin osuessa siihen. Ytimen haljetessa sitä koossa pitävät sidokset purkautuvat ja suurin osa sitoutuneesta energiasta vapautuu lämmöksi. Jokaisessa nuklidissa on sille ominainen määrä protoneja ja neutroneja. Protonien lukumäärä kertoo alkuaineen järjestysluvun, joka uraanilla on 92. Neutronien lukumäärä voi vaihdella samalla aineella, jolloin puhutaan aineen erilaisista isotoopeista. Luonnossa tavataan kahta uraanin isotooppia, uraani-235:tä ja uraani-238:aa. Isotoopin tunnistaa atomimassan kertovasta luvusta, joka kertoo ytimen protonien ja neutronien yhteismäärän. Aina neutroni ei halkaise uraaniydintä, vaan tapahtuu neutronikaappausreaktio, jossa ylimääräinen neutroni jää osaksi uraaniydintä. Neutronikaappauksen tuloksena syntyy uusia uraania raskaampia aineita eli transuraaneja, mm. plutoniumia. Myös transuraanit voivat haljeta ja tuottaa energiaa. Neutronikaappausreaktioita tapahtuu myös rakenteissa, jotka sijaitsevat lähellä reaktorin sydäntä. Näin syntyy radioaktiivisia aktivoitumistuotteita. Yksi niistä on koboltti-60, joka syntyy neutronikaappauksen kautta teräksessä olevasta koboltti-59:stä. Käytetyn polttoaineen halkeamistuotteet sekä transuraanit ja niiden radioaktiiviset hajoamistuotteet ovat korkea-aktiivista ydinjätettä. Käytetty polttoaine voidaan jälleenkäsitellä, jolloin osa siitä palaa uudelleen polttoainekiertoon. Suomessa käytettyä polttoainetta ei jälleenkäsitellä. Matala- ja keskiaktiivista voimalaitosjätettä syntyy voimalaitoksella huolto- ja korjaustöiden yhteydessä sekä radioaktiivisten prosessivesien puhdistuksessa. Matala-aktiivista jätettä ovat esimerkiksi huoltotöissä Ydinjätteet voidaan luokitella kolmeen ryhmään: Korkea-aktiivinen jäte, käytetty polttoaine Käytetty polttoaine voidaan jälleenkäsitellä, jolloin osa siitä palautuu uudelleen polttoainekiertoon. Suomessa käytettyä polttoainetta ei jälleenkäsitellä. Matala- ja keskiaktiivinen voimalaitosjäte Tätä jätettä syntyy voimalaitoksen käytön yhteydessä. Matalaaktiivista jätettä ovat esimerkiksi huoltotöissä kertyvät suojamuovit ja muu sekalainen jäte. Voimalaitoksen käytöstäpoistosta syntyvä purkujäte Purkujätteellä tarkoitetaan mm. reaktoripaineastiaa ja sen sisäosia, jotka ovat aktivoituneet käytön aikana neutronisäteilyssä. Hyvä tietää ydinjätteestä 3
Neutroni kertyvät suojamuovit ja muu sekalainen jäte. Keskiaktiivista jätettä ovat radioaktiivisia halkeamistuotteita sisältävät nesteet, lietteet ja ioninvaihtomassat. Purkujätteellä tarkoitetaan reaktoripaineastiaa, sen käytön aikana aktivoituneita sisäosia ja sitä ympäröivää betonia. Purkujätteiksi luokitellaan myös laitteita ja putkistoja, joiden pinnoille on tarttunut prosessivesien mukana kulkeutuneita radioaktiivisia aineita. Ydinjätehuolto jakautuu ydinjätteen käsittelyyn, varastointiin ja loppusijoitukseen. Käsittely ja varastointi parantavat ydinjätehuollon turvallisuutta ja helpottavat jatkokäsittelyä. Loppusijoituksen periaatteena on eristää jätteiden sisältämät radioaktiiviset aineet elollisesta luonnosta siten, ettei ympäristön turvallisuus vaarannu missään vaiheessa. Kun kaikki ydinjäte on sijoitettu Koboltti-59 Koboltti-60 Nikkeli-60 Gammasäteilyä Beetahiukkanen Radioaktiivisen aineen puoliintumisaika merkitsee aikaa, jossa aineen radioaktiivisuus pienenee puoleen alkuperäisestä. Aktiivisuudella tarkoitetaan ytimessä tapahtuvien muutosten lukumäärää sekunnissa (hajoamista sekunnissa) ja sen yksikkö on becquerel (Bq). Mitä enemmän ydinmuutoksia tapahtuu, sitä enemmän syntyy säteilyä. Säteilyn vaarallisuus riippuu säteilyn määrästä, voimakkuudesta ja säteilylajista. loppusijoitustiloihin, sinne johtavat tunnelit täytetään kalliomurskeella ja alas johtavat kuilut suljetaan. Sulkemisen jälkeen loppusijoituspaikka maisemoidaan ja sitä voidaan käyttää muihin tarkoituksiin. Loppusijoituksen turvallisuus ei edellytä valvontaa tilojen sulkemisen jälkeen. Suomessa ydinjätehuollon valmistelutyö alkoi samalla, kun ydinvoimaloita rakennettiin 1970-luvulla. Teollisuuden Voima Oy ja Imatran Voima Oy (nyk. Fortum Power and Heat Oy) laativat yhdessä ydinjäteselvityksen, joka valmistui vuonna 1978. Samana vuonna perustettiin Voimayhtiöiden ydinjätetoimikunta (YJT), jonka tehtävänä oli koordinoida tutkimus- ja kehitystyötä. Yhteistyön tuloksena vuonna 1978 valmistui ensimmäinen ydinjätehuollon ohjelma. Voimayhtiöt huolehtivat itse matala- ja keskiaktiivisten jätteiden käsittelystä ja loppusijoituksesta sekä käytetyn polttoaineen välivarastoinnista. Matala- ja keskiaktiivisten jätteiden loppusijoitusluolat valmistuivat 1990-luvulla Loviisan Aikajana 1970-luku: Ydinjätehuoltoa valmisteltiin alustavasti. 1977-1978: Ensimmäiset ydinvoimalaitosyksiköt aloittivat toimintansa Loviisassa ja Olkiluodossa. 1983: Valtioneuvosto teki periaatepäätöksen ydinjätehuollon tavoitteista ja aikataulusta. 1988: Olkiluodon voimalaitosjätteen loppusijoitusluolan (VLJ) rakentaminen alkoi. 1970 1980 1978: Käytetyn polttoaineen (KPA) välivarastointi aloitettiin Loviisassa. 1983: Aloitettiin käytetyn polttoaineen loppusijoituspaikan seulontatutkimukset. 1987: Olkiluodon KPA-varasto otettiin käyttöön. 1987: Kenttätutkimukset loppusijoituspaikan valitsemiseksi aloitettiin viidellä paikkakunnalla. 4 Hyvä tietää ydinjätteestä
ja Olkiluodon voimalaitosalueille. Laitosten käytön päätyttyä tilojen laajennuksiin on tarkoitus sijoittaa myös käytöstäpoiston yhteydessä syntyvä jäte. Aikaisemmin Loviisan voimalaitoksen käytetty polttoaine palautettiin Neuvostoliittoon (Venäjälle), kuten voimalaitoskaupan yhteydessä oli sovittu. Vuonna 1994 Suomessa muutettiin ydinenergialakia niin, että ydinjätteen vienti ja tuonti kiellettiin. Tämän seurauksena ydinpolttoaineen kuljetukset Venäjälle päättyivät vuonna 1996. Vuonna 1995 ydinvoimayhtiöt perustivat Posiva Oy:n vastaamaan käytetyn polttoaineen loppusijoittamisesta. Uraanin väkevöinti Polttoaineen valmistus Tuore ydinpolttoaine Uraani - 238, 97 % Käytetty ydinpolttoaine Uraani - 238, 95 % Tuore poltttoaine Uraani - 235, 3-4 % Uraani - 235, 1 % Plutonium, 1 % Halkeamistuotteet, 3 % Tuore ydinpolttoaine sisältää pelkästään uraania. Käytön aikana uraanista syntyy radioaktiivisia halkeamistuotteita sekä plutoniumia ja muita transuraaneja. Käytetty poltttoaine Välivarastointi Kapselointi Uraanin konversio Jälleenkäsittely Uraanin polttoainekierto Suomessa käytettyä polttoainetta ei jälleenkäsitellä, vaan välivarastoinnin jälkeen se kapseloidaan ja loppusijoitetaan kallioperään. Kaivos Jätteiden käsittely ja varastointi Loppusijoitus kallioperään 1992: Olkiluodon VLJ-luola otettiin käyttöön. 1993: Loviisan VLJ-luolan rakentaminen alkoi. 1997: Loviisan VLJ-luola otettiin käyttöön. 2003: Eurajoen kunta myönsi rakentamisluvan käytetyn polttoaineen loppusijoituksen maanalaiselle tutkimustilalle ONKALOlle. 1990 2000 1992: Eurajoki, Kuhmo ja Äänekoski valittiin yksityiskohtaisiin loppusijoitustutkimuksiin. 1994: Eduskunta päätti ydinjätteiden tuonti-/ vientikiellosta. 1996: Posiva Oy aloitti toimintansa 1997: Loviisa valittiin neljänneksi paikkakunnaksi, jossa suoritettiin yksityiskohtaisia loppusijoitustutkimuksia. 2000: Olkiluoto valittiin käytetyn polttoaineen loppusijoituspaikkakunnaksi. 2004 2009: ONKALO-alueen maanpinnalle rakennetaan muun muassa huolto- ja valvomorakennukset. Ajotunneli ja rakenteet louhitaan 420 metrin syvyyteen. 2009 2011: ONKALOn louhimista jatketaan 520 metrin syvyyteen, jossa tutkitaan kalliomekaanisia oloja ja selvitetään loppusijoitustilojen asemointiin vaikuttavia tekijöitä. 2012: Loppusijoituslaitoksen rakentamislupahakemus jätetään valtioneuvostolle. 2015: Loppusijoituslaitoksen rakentaminen aloitetaan. 2020: Loppusijoitus aloitetaan. Hyvä tietää ydinjätteestä 5
Käytetty polttoaine Polttoaineniput reaktorissa Luonnossa uraania esiintyy kahtena isotooppina. Valtaosa luonnonuraanista on ydinpolttoaineeksi kelpaamatonta isotooppia uraani-238:aa. Halkeamiskelpoista isotooppia uraani-235:tä on luonnossa vain 0,7 painoprosenttia kaikesta uraanista. Luonnonuraania on väkevöitävä isotoopin uraani-235 suhteen ennen kuin se kelpaa kevytvesireaktorin polttoaineeksi. Uraani on reaktorissa pieninä keraamisina uraanioksiditabletteina polttoainesauvoissa, joiden ulkokuori on zirkoniumia. Polttoainesauvat ovat kevytvesireaktorissa useasta sauvasta koostuvina nippuina. Polttoainetta käsitellään nippuina ja yksi nippu vaihdetaan uuteen 3-5 vuoden käytön jälkeen. Keskikokoinen kevytvesireaktori muuttaa uraanipolttoainetta energiaksi alle kilogramman vuodessa. Vuosihuoltojen yhteydessä osa vanhasta, tehonsa jo menettäneestä polttoaineesta vaihdetaan tuoreeseen polttoaineeseen. Loviisassa tuoretta polttoainetta vaihdetaan vuosittain noin 12 000 kg laitosyksikköä kohti eli kolmannes reaktorin polttoaineesta. Olkiluodossa vaihdettava polttoainemäärä on noin 20 000 kg eli viidennes reaktorin polttoainemäärästä. Olkiluotoon rakennettavassa uudessa laitosyksikössä on 129 000 kg uraanipolttoainetta, josta vaihdetaan vuosittain 32 000 kg. Käytetystä ydinpolttoaineesta noin 95 prosenttia on edelleen uraani-238:aa ja yksi prosentti uraani- 235:tä. Neutronikaappausten ja radioaktiivisen hajoamisen seurauksena polttoaineeseen on syntynyt myös lukuisia uusia aineita. Yksi prosentti käytetyn polttoaineen uusista aineista on transuraaneja. Tärkein transuraani on plutonium-239, joka osittain hajoaa edelleen reaktorissa uraanin tapaan tuottaen energiaa. Loput kolme prosenttia muodostuu halkeamis- eli fissiotuotteista. Fissiotuotteita ovat muun muassa jodi, kesium ja teknetium. Monet syntyneistä nuklideista ovat radioaktiivisia. Osalla aineista on lyhyt puoliintumisaika ja ne hajoavat nopeasti muiksi aineiksi. Joidenkin aineiden hajoaminen kestää pitkään. Mitä lyhyempi puoliintumisaika aineella on, sitä voimakkaammin radioaktiivista se myös on. Puoliintumisaika merkitsee aikaa, jossa aineen radioaktiivisuus pienenee puoleen alkuperäisestä. Aktiivisuudella tarkoitetaankin aineen ytimissä tapahtuvien muutosten lukumäärää sekunnissa ja sen yksikkö on becquerel (Bq). Mitä enemmän ydinmuutoksia tapahtuu, sitä enemmän syntyy säteilyä. Säteilyn vaarallisuus riippuu säteilyn määrästä, voimakkuudesta ja säteilylajista. Radionuklidien puoliintumisaikoja Koboltti-60 Plutonium-239 Uraani-235 Uraani-238 5,27 vuotta 24 100 vuotta 704 miljoonaa vuotta 4,47 miljardia vuotta Kolme vuotta reaktorissa ollut polttoainenippu säteilee voimakkaasti. Sininen hehku on Tsherenkovin säteilyä. 6 Hyvä tietää ydinjätteestä
Välivarastointi reaktorista poiston jälkeen Polttoaine ei muuta reaktorissa muotoaan käytön aikana. Käytetyt niput siirretään reaktorista jäähtymään vesialtaisiin muutamaksi vuodeksi. Samalla niiden radioaktiivisuus laskee voimakkaasti. Siirto tapahtuu koneella niin, että niput pidetään koko siirron ajan vedessä. Vuodessa polttoaineen aktiivisuus on vähentynyt sadasosaan siitä, mitä se oli välittömästi reaktorista poiston jälkeen. Monet kaasumaiset isotoopit ehtivät menettää lähes kaiken aktiivisuutensa. Käytetty polttoaine siirretään vedellä täytetyissä siirtosäiliöissä välivarastoon odottamaan loppusijoitusta. Olkiluodon siirtosäiliöön mahtuu kerralla 41 polttoainenippua ja se painaa täyteen kuormattuna 93 tonnia. Olkiluodon polttoainenippu on 4,1 metriä korkea ja sisältää 180 kg uraania. Reaktorissa on 500 nippua. Nipun sisältämien radioaktiivisten aineiden hajotessa syntyy edelleen lämpöä, ja siksi käytettyjä polttoainenippuja täytyy jäähdyttää. Suomessa jäähdytys tehdään vedellä, mutta se voidaan hoitaa myös kaasulla, esimerkiksi ilmalla. Vesi muodostaa samalla tehokkaan suojan säteilyä vastaan. Aktiivisuuden laskiessa lämmöntuotto vähenee polttoaineessa nopeasti ensimmäisten vuosien aikana. Kun yhden uraanitonnin lämpöteho on reaktorista poistettaessa noin 1400 kw, vuoden kuluttua se on enää noin 10 kw eli saman verran kuin saunan kiukaalla. Muutaman vuoden jäähtymisen jälkeen niput pakataan massiivisiin kuljetussäiliöihin. Sen jälkeen ne siirretään reaktorihallista laitosalueella sijaitsevaan välivarastoon odottamaan loppusijoitusta tai joissakin maissa jälleenkäsittelyä. Hyvä tietää ydinjätteestä 7
Ranskassa La Haguen jälleenkäsittelylaitoksessa käsitellään myös muiden maiden käytettyä ydinpolttoainetta. Jälleenkäsittelyn jälkeen loppusijoitettava ydinjäte palautetaan takaisin alkuperämaahan. (KUVA: AREVA NC) Jälleenkäsittely Osa käytetystä polttoaineesta voidaan palauttaa polttoainekiertoon jälleenkäsittelyn avulla. Käytetty polttoaine viedään varastoinnin jälkeen jälleenkäsittelylaitokselle, missä jätteestä erotetaan kemiallisin prosessein uraani ja plutonium. Ydinjätteen uraanista ja plutoniumista saadaan talteen 99,9 prosenttia. Niistä voidaan valmistaa kevytvesireaktoreihin sekaoksidi- eli MOXpolttoainetta. Jälleenkäsittely ei poista loppusijoituksen tarvetta. Kemiallisen käsittelyn jälkeen loppusijoitettava jäte on usein nestemäistä ja se täytyy kiinteyttää sopivaan materiaaliin, esimerkiksi lasiin. Loppusijoitettavaksi korkea-aktiiviseksi jätteeksi jäävät uraania raskaammat alkuaineet (mm. amerikium, neptunium ja curium), niiden radioaktiivisissa hajoamisissa syntyvät tytärnuklidit sekä fissiossa syntyneet halkeamistuotteet. Kiinteytetty massa on korkea-aktiivista jätettä. Se kapseloidaan tiiviisti ja loppusijoitetaan muun korkea-aktiivisen jätteen tavoin. Myös käsittelyprosessissa syntyvät matala- ja keskiaktiiviset jätteet loppusijoitetaan asianmukaisella tavalla. Lähes kaikki jälleenkäsittelypalveluja tarjoavat yritykset edellyttävät ja vaativat valtiolliset takuut siitä, että jälleenkäsittelyjätteet ja jälleenkäsittelyssä erotetut aineet palautetaan niiden alkuperämaahan. Suomen ydinenergialaki määrää, että kaikki Suomessa käytetty polttoaine on käsiteltävä ja loppusijoitettava kotimaassa. Ydinpolttoainetta jälleenkäsittelevät tällä hetkellä muun muassa Ranska, Iso-Britannia ja Venäjä. Suomessa käytettyä polttoainetta ei jälleenkäsitellä. 8 Hyvä tietää ydinjätteestä
Transmutaatio Nukliditransmutaatiolla tarkoitetaan alkuaineen keinotekoista muuttamista toiseksi aineeksi tai isotoopiksi ydinreaktion avulla. Tulevaisuudessa transmutaation avulla voidaan ehkä muuttaa vaaralliset radioaktiiviset nuklidit lyhytikäisemmiksi tai pysyviksi. Tällä tavoin ydinjäte muuttuisi vaarattomaksi nykyistä nopeammin. Jätteiden hävittämiseen käytettynä transmutaatio vaatisi eri radionuklidien tehokasta erottelua toisistaan. Nykyisellä jälleenkäsittelytekniikalla käytetystä polttoaineesta saadaan erotettua vain uraani ja plutonium. Transmutaation hyödyntämiseksi kaikki uraania raskaammat ytimet olisi erotettava fissio- eli halkeamistuotteista. Myös muiden pitkäikäisten radionuklidien erottelu olisi välttämätöntä, jotta jätettä ei tarvitsisi varastoida pitkäksi aikaa. Transmutaation käyttöä osana ydinjätehuoltoa tutkitaan tällä hetkellä ympäri maailmaa. Tekniikka vaatii vielä vuosikymmenien kehitystyön ennen kuin sitä voidaan laajamittaisesti hyödyntää ydinjätteen käsittelyssä. Transmutaatio vaatii toimiakseen jälleenkäsittelymenetelmien kehittämistä, aineiden nykyistä parempaa erottelua ja huomattavia investointeja. Transmutaatio ei tule kokonaan poistamaan loppusijoituksen tarvetta. Tällä hetkellä sitä tutkitaankin fuusioon verrattavissa olevana tulevaisuuden mahdollisuutena. Nykynäkemyksen mukaan käytetyn polttoaineen loppusijoitus sisältää vähemmän riskejä kuin jatkuvaa valvontaa vaativa välivarastointi. Loppusijoitetun ydinpolttoaineen väärinkäyttö on vaikeaa ilman suuria teknisiä ja taloudellisia voimavaroja, eikä sitä voida tehdä salaa muiden tietämättä. Ydinjätteen palauttaminen maan pinnalle olisi kallista ja vaikeaa, muttei mahdotonta. Se saattaisi tulla ajankohtaiseksi, mikäli esimerkiksi keksittäisiin uusia käsittelymenetelmiä tai joillekin ydinjätteen ainesosille keksittäisiin uusia käyttötarkoituksia. Suomessa ydinpolttoaineen palauttaminen on mahdollista loppusijoituksen kaikissa vaiheissa. Ydinjäte voidaan palauttaa ennen kuparikapselin sijoitusreiän sulkemista, sijoitustunnelin sulkemisen jälkeen tai vielä kaikkien tilojen sulkemisen jälkeenkin. Palauttaminen kaikkien loppusijoitustilojen täyttämisen ja sulkemisen jälkeen saattaa vaatia mittavia rakennustöitä, sillä sulkemisen jälkeen kaikki maanpäälliset tilat puretaan ja hissi-, ilmanvaihto-, sähköja vesijärjestelmät suljetaan. Loppusijoitus Loppusijoitus tarkoittaa ydinjätteen lopullista eristämistä elollisesta luonnosta ja ihmisen toiminnan piiristä. Loppusijoitus tehdään niin, ettei tiloja tarvitse enää sulkemisen jälkeen valvoa tai seurata. Loppusijoitusvaihtoehtoja on erilaisia. Ydinjätekapselien loppusijoitusta on harkittu muun muassa kallioperään tai suolakerrostumiin. Käytetyn polttoaineen loppusijoituskapselin ulkokuori on kuparia, joka kestää hyvin korroosiota. Hyvä tietää ydinjätteestä 9
Suomi ja käytetyn polttoaineen loppusijoitus Loppusijoituksesta ei saa millään tarkastelujaksolla aiheutua sellaisia terveydellisiä tai ympäristöllisiä vaikutuksia, jotka ylittäisivät loppusijoituksen toteutumisajankohtana hyväksyttävänä pidettävän enimmäistason Valtioneuvoston päätös käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen turvallisuudesta (478/1999) 5 Ydinjätehuoltoa alettiin valmistella jo voimalaitosten rakentamisvaiheessa 1970-luvulla. Vuonna 1983 valtioneuvosto asetti tavoiteaikataulun ydinjätteen loppusijoitukselle. Koko maan kattavia alueseulontatutkimuksia tehtiin 1980-luvun puolivälissä. Sen jälkeen siirryttiin tekemään alustavia paikkatutkimuksia, jotka syvenivät yksityiskohtaisiksi paikkatutkimuksiksi Kuhmossa, Eurajoella ja Äänekoskella sekä myöhemmin vielä Loviisassa. Ydinvoimayhtiöt perustivat vuonna 1995 Posiva Oy:n vastaamaan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoittamisesta. Vuonna 1999 Posiva jätti valtioneuvostolle periaatepäätöshakemuksen, joka koski käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen sijoittamista Eurajoen Olkiluotoon. Säteilyturvakeskus antoi hakemuksesta hyväksyvän lausunnon. Säteilyturvakeskuksen lausunnon jälkeen Eurajoen kunnanvaltuusto puolsi myönteisen periaatepäätöksen tekemistä. Joulukuussa 2000 valtioneuvosto teki myönteisen periaatepäätöksen, jossa loppusijoitushanke todettiin yhteiskunnan kokonaisedun mukaiseksi. Eduskunta vahvisti loppusijoitusta koskevan periaatepäätöksen toukokuussa 2001. Tämä periaatepäätös koskee ainoastaan neljästä nykyisin toimivasta reaktorista peräisin olevan käytetyn polttoaineen loppusijoitustiloja. Toukokuussa 2002 eduskunta hyväksyi periaatepäätöksen viidennen ydinreaktorin rakentamisesta. Samalla hyväksyttiin myös Posivan hakemus käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen rakentamisesta laajennettuna. Loppusijoitustiloja saa laajentaa enintään viidennen voimalaitosyksikön käyttöluvan perusteella arvioidulle määrälle käytettyä ydinpolttoainetta. Periaatepäätösten hyväksymisen jälkeen tutkimustoiminta on edennyt Olkiluodossa myös maan alle. Vuonna 2004 aloitettiin maanalaisen kallioperäntutkimustilan eli ONKALOn rakennustyöt. ONKALOsta hankittavan tutkimustiedon avulla on tarkoitus varmistaa Olkiluodon soveltuvuus loppusijoitukseen ja määritellä loppusijoitustunnelien sijoittuminen kallioperässä. Loppusijoituslaitokselle on tarkoitus hakea valtioneuvostolta rakentamislupaa vuonna 2012. Ennen laitoksen suunniteltua käyttöönottoa vuonna 2020 tarvitaan vielä käyttölupa, jonka niin ikään myöntää valtioneuvosto. Käytetyn polttoaineen kapselointilaitos Kapselointi Tarkastus Kapselivarasto Hitsaus Välivarasto Kuljetussäiliö Hissi 10 Hyvä tietää ydinjätteestä
Loppusijoituskapselit 500 metrin syvyyteen Käytetyn polttoaineen loppusijoitus alkaa vuonna 2020. Tilojen suunnittelussa on varauduttu nykyisten laitosten 50-60 vuoden ja viidennen ydinvoimalaitosyksikön 60 vuoden käytön aikana syntyvän käytetyn ydinpolttoaineen määrään. Nykyisten arvioiden mukaan käytettyä ydinpolttoainetta loppusijoitetaan noin 5 500 uraanitonnia vastaava määrä. Käytetty ydinpolttoaine kuljetetaan välivarastoinnin jälkeen Olkiluodossa sijaitsevaan loppusijoituslaitokseen. Käytetty polttoaine kapseloidaan kaasutiiviisiin kapseleihin, joiden kansi suljetaan elektronisuihkuhitsauksella. Kapseli on kaksiosainen. Ulkokuori on valmistettu kuparista ja sisäosa on valettu pallografiittiraudasta. Ulompi kuparisäiliö suojaa pallografiittirautaista sisäosaa korroosiolta. Loppusijoitustiloissa vallitsee lähes hapettomat olosuhteet. Kuparin on tutkittu kestävän korroosiota loppusijoitusolosuhteissa vähintään sata tuhatta vuotta. Pallografiittiraudasta valmistettu sisäosa tekee kapselin rakenteen niin vahvaksi, että se varmasti kestää kallioperän mekaaniset rasitukset. Loviisan ja Olkiluodon polttoaineniput ovat eri muotoisia ja pituisia, mutta rakenteeltaan molempien Kaaviokuva käytetyn polttoaineen loppusijoitustiloista Olkiluodossa. Loppusijoitustilat sijaitsevat noin 500 metriä maanpinnan alapuolella. nipputyyppien loppusijoituskapselit ovat samanlaisia. Kapselit pakataan tiiviisti kapselointilaitoksen täyttölinjalla paksujen betoniseinien sisällä. Kapselien tiiviys testataan ennen prosessin etenemistä. Kapselointilaitos on säteilysuojattu ja ilmastoitu niin, ettei ympäristöön pääse radioaktiivisia aineita edes onnettomuustilanteessa. Kapselointilaitoksessa tiiviisti pakatut ja testatut kapselit siirretään hissillä loppusijoitustiloihin 400-500 metriä maan alle. Loppusijoitustiloissa on yli 40 kilometriä tunneleita, joiden lattiaan on porattu sijoitusreikiä. Ensisijaisena vaihtoehtona on kapseleiden pystysijoitus, mutta viime vuosina on alettu tutkia myös kapselien sijoitusta vaakasuoraan. Vaakasijoitusratkaisussa kalliota joudutaan louhimaan vähemmän kuin tällä hetkellä enemmän tutkitussa pystysijoitusratkaisussa. Posivalla ja ruotsalaisella Svensk Kärnbränslehantering AB:lla (SKB) Käytetyn polttoaineen loppusijoituskapselit. Loviisa 1 ja 2 Olkiluoto 1 ja 2 Olkiluoto 3 korkeus 3,6 m korkeus 4,8 m korkeus 5,2 m paino 16,1 t (tyhjänä) paino 20,7 t (tyhjänä) paino 26,0 t (tyhjänä) 12 nippua / säiliö 12 nippua / säiliö 4 nippua / säiliö on yhteinen kehitysohjelma, jossa kehitetään vaakasijoitusratkaisua teknisesti pystyreikäratkaisun tasolle. Samoin loppusijoituskapseleiden kehitystyö jatkuu yhä. Loppusijoitusreikä vuorataan bentoniittilohkoilla ennen kuparikapselin sijoittamista. Kapselit tuodaan erikoisajoneuvolla loppusijoitustunneliin ja asetetaan reikään. Lopuksi reikä täytetään bentoniitilla, joka laajenee ja muovautuu estäen pohjaveden virtauksen kapselin ympärillä. Samalla bentoniitti myötäilee kallion liikkeitä. Sijoitustunnelit täytetään puristetuilla savilohkoilla sitä mukaa kun loppusijoitus etenee. Kun viimeisetkin kapselit on loppusijoitettu, kapselointilaitos puretaan ja alas johtava tunneli suljetaan. Sulkemisen jälkeen loppusijoituslaitoksen valvonta ei ole välttämätöntä. Kun laitoksen maanpäälliset rakennukset on purettu, maisema voidaan palauttaa lähes ennalleen. Hyvä tietää ydinjätteestä 11
Havainnekuva loppusijoitusalueen maanpäällisistä osista. Ajotunnelin sisäänmenoaukko edessä. Käytetyn polttoaineen loppusijoituksen lupamenettely Ympäristövaikutusten arviointi eli YVA-menettely Lakisääteisessä YVA-menettelyssä kansalaiset saivat mahdollisuuden vaikuttaa loppusijoitushankkeen suunnitteluun. Alueen asukkaille ja muille asiasta kiinnostuneille annettiin tietoa itse hankkeesta ja Lakisääteisessä YVA-menettelyssä todettiin, että loppusijoituksen ympäristö- ja terveysvaikutukset ovat vähäisiä. sen vaihtoehdoista. He saivat esittää mielipiteensä siitä, minkälaisia vaihtoehtoja ja ympäristövaikutuksia arvioidaan sekä miten arviointi suoritetaan. Halukkaat saivat esittää myös mielipiteensä YVA-arviointiselostuksesta eli hankkeen vaihtoehtojen vaikutuksista, haitallisten vaikutusten lieventämis- ja torjumiskeinoista sekä seurantaohjelmasta. YVA-menettelyn perusteella loppusijoituksen ympäristö- ja terveysvaikutukset todettiin kaikissa paikkavaihtoehdoissa vähäisiksi. Kaavoitus Viranomaiset ja kunnalliset päättäjät ovat päättäneet loppusijoitushankkeeseen liittyvistä kaavoitusasioista. Tarvittavia kaavoja ovat olleet seutukaava ja yleiskaava sekä rakennustai asemakaava. Ydinenergialain mukaiset päätökset Loppusijoituslaitos vaatii kolme erillistä ydinenergialain mukaista päätöstä. Aluksi tarvitaan valtioneuvoston periaatepäätös siitä, että Suomeen rakennettava loppusijoituslaitos on yhteiskunnan kokonaisedun mukainen. Eduskunnan hyväksyttyä periaatepäätöksen loppusijoituslaitokselle voidaan hakea valtioneuvostolta rakentamislupaa ja myöhemmin käyttölupaa. Kuljetusluvat Radioaktiivisten aineiden kuljetuksiin tarvitaan Säteilyturvakeskuksen lupa. Muut luvat Lisäksi vaaditaan mm. ympäristölupa ja vesioikeuden lupia. Yleisten teiden rakentaminen vaatii tielain mukaisen vahvistamispäätöksen. Ympäristöohjelmat ja suunnitelmat Luonnonsuojelua sekä maiseman ja kulttuuriympäristön suojelua koskevat valtakunnalliset suojeluohjelmat ja valtioneuvoston päätökset on otettava huomioon loppusijoituslaitosta ja tiloja rakennettaessa. Alueen maanomistajia ja muita asianosaisia kuultiin muun muassa Natura-ohjelman aluerajauksista. 12 Hyvä tietää ydinjätteestä
Olkiluodon kallioperätutkimukset jatkuvat Loppusijoitukseen sopivan kallioalueen tulee olla paitsi geologisesti vakaa ja vailla suurehkoja halkeamia myös sikäli tavanomainen, ettei tulevillakaan sukupolvilla olisi tarvetta louhia kalliota juuri loppusijoitustilojen kohdalta. Geologisissa tutkimuksissa selvitetään Olkiluodon kallioperän rakoilu- ja vedenjohtavuusominaisuuksia sekä pohjaveden liikkumista kalliossa. Tietoa hankitaan tekemällä laajoja maanpintakartoituksia ja mittauksia sekä lukuisia syvälle ulottuvia kairaustutkimuksia. Käsitys kallion ominaisuuksista saadaan yhdistämällä ja vertaamalla useilla eri menetelmillä hankittuja tietoja. Koska pohjavesi voi liikkua vain kalliorakoja pitkin, tutkimuksissa keskitytään erityisesti rakoilun ja sen vedenjohtavuusominaisuuksien selvittelyyn. Kallion ruhje- ja murrosrakenteiden tarkka paikallistaminen mahdollistaa kallioalueiden liikkeiden ennakoinnin. Ruhjevyöhykkeiden ansiosta kallion jännitykset pääsevät vapautumaan niin, ettei vyöhykkeiden sisään jäävässä kalliossa tapahdu merkittäviä muutoksia. Moninaiset tutkimustulokset kootaan lopulta malleiksi, joista keskeisimmät ovat kallioperämalli ja pohjavesimalli. Niiden avulla arvioidaan pohjaveden liikettä tutkimusalueella ja edelleen selvitetään sen merkitystä käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen turvallisuudelle. Paikkatutkimusten ohella käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen tähtäävä tutkimus- ja kehitystyö sisältää muun muassa ydinjätteen kuljetusten ja kapselointilaitoksen suunnittelun, tarvittavien kalliotilojen asemoinnin ja loppusijoitussäiliön rakenteen kehittämisen. Koti- ja ulkomaisissa laboratorioissa selvitetään myös lämmön sekä pohjaveden vaikutuksia kapselimateriaaleihin ja kapselien eristämisessä käytettävään bentoniittisaveen. Kesäkuussa 2004 loppusijoitustutkimusta varten alettiin rakentaa maanalaista tutkimustilaa ONKALOa. ONKALO ei ole tarkoitettu pelkästään tutkimustilaksi, vaan myöhemmin se toimii kulkuväylänä varsinaisiin loppusijoitustiloihin. ONKALOon rakennetaan kaksi tutkimustasoa. Päätutkimustaso on ylempänä ja se sijaitsee 420 m maan pinnan alapuolella. Alempi tutkimustaso sijaitsee 520 metrin syvyydessä. Kaikkiaan rakennustyöt vievät 6-7 vuotta. Ajotunnelin kokonaispituus on 5,5 km kaltevuudella 1:10 ja louhittavien tilojen kokonaistilavuus 330 000 m 3. ONKALOssa hankitaan tarkkaa tietoa loppusijoitustilojen yksityiskohtaista suunnittelua varten. Siellä voidaan myös testata loppusijoitustekniikkaa aidoissa olosuhteissa. Louhinnasta ja rakennustöistä kootaan tietoa, jota sovelletaan käytäntöön jatkuvasti hankkeen edetessä. Posiva on kehittänyt laitteen, jolla mitataan hitaita kalliovesivirtauksia. Hyvä tietää ydinjätteestä 13
Turvallisuusanalyysi yliarvioi riskejä Turvallisuusanalyysissä arvioidaan, täyttääkö käytetyn polttoaineen loppusijoitusratkaisu sille asetetut vaatimukset. Siinä myös selvitetään, mitä seurauksia ihmisille ja muulle luonnolle aiheutuisi, jos yksi tai useampi käytetyn ydinpolttoaineen eristykseen tähtäävistä vapautumisesteistä pettäisi ja radioaktiivisia aineita vapautuisi loppusijoitustiloista. Tärkein vapautumiseste on kuparikapseli, joka analyysissä rikotaan, jotta radionuklidien kulkeutumista ympäröivään luontoon voidaan ylipäätään arvioida. Kapselia ympäröi loppusijoitustilassa bentoniittisavi, joka toimii tehokkaana radionuklidien pidättäjänä ja päästöjen rajoittajana. Senkin toimintakyvyn oletetaan tarkasteluissa osaksi pettävän. Lisäksi pohjaveden normaalisti vähäiset virtaukset oletetaan moninkertaisiksi ja kallioperä huonosti aineita pidättäväksi. Näin luodun pessimistisen ta- pahtumakulun puitteissa lasketaan minkälaisia säteilyannoksia kiinteästä ja huonosti veteen liukenevasta uraanipolttoaineesta voisi elolliselle luonnolle ja ihmiselle aiheutua. Todellisuudessa vaikutukset ovat suurella varmuudella analyysin tuloksia pienempiä. Turvallisuuden kannalta on kuitenkin keskeistä arvioida tapahtumakulkuja, jotka voivat vaikuttaa vapautumisesteiden eritoten kuparikapselin ja bentoniittisaven toimintaan. Tähän liittyen on selvitettävä, miten vesi voisi päästä tunkeutumaan kapseleihin ja miten radioaktiiviset aineet voisivat vapautua pohjaveteen. Jos näin tapahtuisi, on tunnettava pohjaveden virtausolosuhteet ja radionuklidien kulkeutuminen kallioraoissa. Loppusijoituspaikaksi valitun Olkiluodon kallioperän olosuhteita pystytään ennustamaan melko hyvin. Alueen geologia tunnetaan hy- vin satoja tuhansia vuosia taaksepäin. Myös jääkaudet ja niiden vaikutukset on turvallisuusanalyysissä otettu huomioon. Analyysin aikahaarukka ulottuu maksimissaan miljoonaan, mutta käytännössä noin 100 000 vuoteen eli yhden jääkausisyklin yli. Kun on kulunut 200 000 vuotta, loppusijoitustila vastaa radioaktiivisten aineiden määrältään keskikokoista uraaniesiintymää. Kaikkein pahin skenaario on jääkauden jälkeinen suuri kalliosiirros, joka rikkoo useita loppusijoituskapseleita ja vie bentoniittisaven pois. Lisäksi tarkastelussa oletetaan, että maan pinnalta avautuu hyvin nopea, hapekasta vettä loppusijoitustilaan kuljettava virtaus. Tässäkään tapauksessa maan päällä eläville ei aiheutuisi säteilyannoksia, jotka ylittäisivät luonnon taustasäteilyn annostason. Vaikka kaikkia mahdollisia tapahtumakulkuja ei pystytä koskaan kattavasti tarkastelemaan ja arvioimaan, turvallisuusanalyysin avulla voidaan osoittaa, että pessimistisestikin arvioituna käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksesta ei aiheudu haittaa ihmisille ja ympäristölle. Käytetyn polttoaineen loppusijoituksen turvallisuusanalyyseja on tähän mennessä tehty kuusi, joista tuorein vuonna 1999. Jatkossa Olkiluodon kallioperän soveltuvuus loppusijoitukseen ja teknisen toteutuksen toimivuus osoitetaan niin sanotuilla turvallisuustodisteilla. Turvallisuustodisteet muodostuvat useasta osaraportista. Osaraportit käsittelevät pitkäaikaisturvallisuuteen liittyviä asioita, muun muassa loppusijoituspaikan ja tilojen sekä biosfäärin kehitystä tuhansia vuosia eteenpäin. Turvallisuustodisteiden ensimmäinen raportointi tapahtuu vuonna 2009 ja loppuraportti luovutetaan viranomaisille rakentamislupahakemuksen yhteydessä vuonna 2012. 14 Hyvä tietää ydinjätteestä
Luonnonanalogiat auttavat tutkimuksessa Suurin osa suomalaisen saamasta vuosittaisesta säteilyannoksesta tulee maaperän radon-kaasusta. Radon on kallioperässä esiintyvän uraanin hajoamisketjun tuote. Maailmassa tunnetaan rikkaita uraanimalmiesiintymiä, joissa oikeissa olosuhteissa on käynnistynyt ydinreaktioita ilman ihmisen vaikutusta. Tällaisia malmioita kutsutaan luonnonreaktoreiksi ja niitä on tavattu muun muassa Kanadassa ja Gabonissa. Kanadan Cigar Lakessa syvällä kalliossa on uraaniesiintymä, jossa uraanipitoisuus on paikoin yli 50 prosenttia. Uraani on suurin piirtein samassa muodossa kuin ydinpolttoaineessakin eli uraanidioksidina. Sitä ympäröi savikerros kuten suunnitelluissa loppusijoitustiloissakin. Esiintymän ympärillä tehdyt mittaukset osoittavat, ettei uraani ole liikkunut yli miljardin vuoden aikana käytännössä katsoen lainkaan. Maan päällä ei ole havaittavissa mitään merkkejä uraaniesiintymästä, eikä säteilytaso poikkea normaalista luonnon taustasäteilystä. Gabonissa on aikanaan toiminut luonnon oma ydinreaktori, jossa on syntynyt samoja radioaktiivisia aineita kuin käytetyssä ydinpolttoaineessa. Oklon ja Okelobondon uraanimalmioissa toimi kaksi miljardia vuotta sitten luonnonreaktori, jossa ketjureaktio käynnistyi itsestään. Luonnonreaktori toimi aikanaan muutamia satoja tuhansia vuosia. Monet reaktiossa syntyneet radioaktiiviset aineet ovat aikojen kuluessa kokonaan hajonneet, mutta niiden hajoamistuotteiden sijainnista voidaan päätellä radioaktiivisten aineiden kulkeutumista alueen hiekkakivikallioperässä. Pääosa luonnonreaktorin ydinjätteistä on pysynyt syntysijoillaan. Puhtaan luonnonkuparin esiintymät maapallolla puolestaan ovat osoittaneet loppusijoitussäiliössäkin käytettävän kuparin voivan säilyä muuttumattomana kalliossa erittäin pitkiä aikoja. 1 2 4 5 1. Kallio 2. Kvartsikirkas kerros 3. Rapautunut kallio 4. Savikerros 5. Kapseli 6. Uraani 2 6 3 4 6 Hyvä tietää ydinjätteestä 15
Matala- ja keskiaktiiviset jätteet Voimalaitoksen käytön ja huollon aikana muodostuu matala- ja keskiaktiivista voimalaitosjätettä, joka loppusijoitetaan voimalaitosalueella sijaitsevaan voimalaitosjäteluolaan. Olkiluodon voimalaitoksella kertyy vuosittain 150 200 m 3 voimalaitosjätettä, josta puolet on matalaaktiivista ja puolet keskiaktiivista. Loviisassa voimalaitosjätettä kertyy 100 150 m 3 vuodessa. Matala-aktiivista voimalaitosjätettä muodostuu esimerkiksi huolto-, korjaus- ja siivoustöistä tulevista suojamuoveista, pyyhkeistä, suojakäsineistä, poistetuista koneenosista ja ilmastointisuodattimista. Jäte pakataan 200 litran tynnyreihin, jotka puristetaan puoleen alkuperäisestä tilavuudestaan tilan säästämiseksi. Suuret kappaleet pakataan joko teräs- tai betonilaatikoihin. Matala-aktiivista jätettä sisältäviä tynnyreitä voidaan käsitellä ilman säteilysuojia. Keskiaktiivinen jäte muodostuu prosessiveden puhdistuksessa käytettävistä ioninvaihtohartseista ja suodatinmateriaaleista sekä voimalaitoksen viemärijärjestelmään kertyvästä radioaktiivisesta vedestä ja lietteistä. Niiden käsittely ja siirrot vaativat säteilysuojan käyttöä. Keskiaktiivinen jäte on usein nestemäistä. Loppusijoituksen helpottamiseksi se kiinteytetään Olkiluodossa bitumiin terästynnyreihin ja Loviisassa sementtiin betonitynnyreihin. Tynnyrit sijoitetaan voimalaitosalueilla sijaitseviin maanalaisiin loppusijoitustiloihin. Matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitustilat ovat voimalaitosalueen peruskalliossa 60-110 metrin syvyydessä. Sijoitustiloissa on erilliset siilot tai tilat matala-aktiiviselle jätteelle ja keskiaktiiviselle jätteelle. Tiloihin mahtuu kaikki radioaktiivinen voimalaitosjäte, jonka laitokset tuottavat toimintansa aikana. Laitoksen käytöstäpoiston yhteydessä syntyvä jäte on tarkoitus sijoittaa samanlaisiin luolatiloihin. Kun kaikki jäte on loppusijoitettu, tilaan johtavat tunnelit ja kuilut täytetään ja suljetaan. Olkiluodon voimalaitosjätteen luola (VLJ-luola) on ollut käytössä vuodesta 1992 alkaen. Loviisan VLJ-luolaan alettiin sijoittaa jätteitä vuonna 1997. Matala- ja keskiaktiivinen voimalaitosjäte kuljetetaan betonilaatikoissa ja teräksisessä kuljetussuojassa Olkiluodon VLJ-luolaan. Kuljetusajoneuvo ja kuorma tarkastetaan VLJ-luolan valvomorakennuksen sisäänajotilassa ennen kuin ne jatkavat matkaa ajotunnelia pitkin halliin. Hallissa kuorma puretaan kauko-ohjattavalla siltanosturilla siiloihin. Kuljetuksesta ei aiheudu vaaraa ympäristölle eikä työntekijöille. 16 Hyvä tietää ydinjätteestä
Voimalaitoksen käytöstäpoisto Poikkileikkauskuva Loviisan matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitustilasta. Aikanaan sinne loppusijoitetaan myös voimalaitoksen purkujätteet. Suomalaisten ydinvoimalaitosten käyttöiäksi on arvioitu noin 50-60 vuotta. Tämän jälkeen ne puretaan, jolla varmistetaan laitoksen ympäristön turvallisuus sulkemisen jälkeen. Loviisan voimalaitosyksiköiden käytöstäpoistosuunnitelman lähtökohtana on käynnistää purkutyöt välittömästi käytön jälkeen. Olkiluodon voimalaitosyksiköiden käytön päätyttyä purkutyöt on tarkoitus tehdä viivästetysti 30 vuoden kuluttua laitoksen sulkemisen jälkeen. Laitosalueita voidaan purkamisen jälkeen käyttää muihin toimintoihin tai esimerkiksi uuden voimalaitoksen sijoituspaikkana. Osa ydinvoimalaitoksen sisimmistä rakenteista muuttuu käytön myötä radioaktiivisiksi ja toiminnan loputtua ne loppusijoitetaan muun ydinjätteen tavoin. Purkujäte on rinnastettavissa käytön aikana kertyvään matala- ja keskiaktiiviseen jätteeseen. Esimerkiksi Olkiluodon kahdesta voimalaitosyksiköstä on laskettu kertyvän purkujätettä yhteensä 20 000 m 3. Ydinvoimalaitosten lopullisesta käytöstäpoistosta on maailmassa vielä melko vähän kokemusta. Käytöstäpoiston syynä on tavallisimmin ollut laitoksen ikä tai vanhentuneet turvajärjestelmät, joiden uudistaminen maksaa liian paljon. Useimmat käytöstäpoistetut laitokset ovat olleet lähinnä kokeiluluontoisesti rakennettuja laitostyyppejä. Ydinvoimalaitoksen käytöstäpoisto on laitoksen omistajayhtiön vastuulla. Suomessa ja useassa muussa maassa käytöstäpoistoon tarvittavat varat on rahastoitava etukäteen. Laitoksen käytön aikana laitososia seurataan erilaisin tarkastuksin ja kokein, joiden avulla saadaan viime kädessä viitteet siitä, milloin ollaan lähestymässä laitoksen teknisen käyttöiän päättymistä. Reaktoripaineastian suuri koko ja paino sekä astian materiaalin ja ympäröivien rakenteiden korkea säteilytaso vaikeuttavat vanhan paineastian purkua ja uuden asentamista. Joillakin laitoksilla neutronisäteilyn aiheuttama materiaaliominaisuuksien huononeminen saattaa lisäksi rajoittaa paineastian ikää. Muita vaikeasti vaihdettavia osia ydinvoimalaitoksissa ovat teräksiset tai betoniset reaktorin suojarakennukset sekä yleensä hankalasti luokse päästävissä olevat suuret osat. Laitoksen purkaminen voidaan toteuttaa melko pian käytöstäpoiston jälkeen. Muutaman vuosikymmenen viivästys alentaa rakenteiden säteilytasoa ja saattaa helpottaa niiden käsittelyä. Jos purkaminen tehdään välittömästi käytön lopettamisen jälkeen, joudutaan voimakkaimmin radioaktiivisia osia käsittelemään kauko-ohjattuja laitteita käyttäen. Viivästetyssä purkamisessa voidaan laajemmin soveltaa normaaleja teknisiä menetelmiä. Rakenteiden lyhytikäiset radionuklidit ehtivät hajota pois ennen purkamista, mikä vähentää myös loppusijoitettavan radioaktiivisen jätteen määrää. Sekä Loviisassa että Olkiluodossa matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitustilojen yhteyteen on suunniteltu tilat myös laitosten purkamisesta aiheutuville jätteille. Reaktoripaineastian sisäosat ovat aktivoitunutta metallijätettä ja ne sijoitetaan Loviisassa paineastian sisään. Paksu terässeinä toimii tehokkaana esteenä sisäosien radioaktiivisten aineiden vapautumiselle. Paineastia eristetään kalliosta vielä betoniseinällä ja murskekerroksella. Olkiluodossa aktivoitunut purkujäte pakataan paksuseinäisiin betonilaatikoihin. Loppusijoitustilassa jätepakkaukset valetaan vielä betoniin. Hyvä tietää ydinjätteestä 17
IAEA:n päämaja sijaitsee Wienissä Itävallassa. Ydinjätehuolto maailmalla Kansainvälisellä atomienergiajärjestöllä (IAEA) on ylikansallinen ohjaava rooli ydinjätekysymyksissä. Ydinjätehuoltoaan valmistelevat maat hyväksyivät 1997 IAEA:n puitteissa laaditun yleissopimuksen, jonka mukaan kukin maa raportoi ydinjätehuollostaan määräajoin muille allekirjoittajamaille. IAEA ei käytä sopimusta pakotteena, vaan pikemminkin kannustimena. Sopijamaat voivat myös esittää huolensa jonkin toisen maan ydinjätehuollon puutteista. Globaalia ydinjätehuoltoa seuraa muun muassa OECD-maiden ydinenergiajärjestö NEA (Nuclear Energy Agency). Euroopan unionin tasolla tehdään parhaillaan useita selvityksiä siitä, miten jäsenvaltioiden ydinjätehuoltoa koskevia säädöksiä saataisiin harmonisoitua nykyisestä. Eri maiden ydinjätehuolto on suunniteltu kansallisista lähtökohdista. Jäsenvaltiot ovat käyttäneet omien suunnitelmiensa pohjana kansainvälisiä ohjeita ja suosituksia. EU:n, IAEA:n ja NEAn ohjeiden lisäksi muun muassa eurooppalaisten ydinturvallisuusviranomaisten järjestö WENRA (Western European Nuclear Regulators Association) on laatinut omat ohjeensa ydinjätehuollon yhtenäistämiseksi Euroopassa. Eri maiden ydinjätehuollosta löytyy lisätietoa muun muassa: Iso-Britannia http://www.nirex.co.uk Japani http://www.numo.or.jp/english/index.html Kanada http://www.nwmo.ca Ranska www.andra.fr Ruotsi www.skb.se Saksa http://www.dbe.de Sveitsi www.nagra.ch Yhdysvallat www.ocrwm.doe.gov 18 Hyvä tietää ydinjätteestä
Ydinjätteen kuljetukset Kotimaiset ja kansainväliset viranomaiset säätelevät radioaktiivisten aineiden kuljetuksia. Kansainvälisessä atomienergiajärjestössä IAEA:ssa on laadittu kuljetusten kansainväliset määräykset. Kotimaassa kuljetusten turvallisuutta valvoo Säteilyturvakeskus, joka myöntää myös kuljetuksiin tarvittavat luvat. Kaikista vaarallisten aineiden kuljetuksista on pari prosenttia radioaktiivisten aineiden kuljetuksia. Ydinvoimalaitosten polttoaine- ja jätehuollon lisäksi radioaktiivisia aineita kuljetetaan sairaaloiden, teollisuuden ja tutkimustyön käyttöön. Radioaktiivisia aineita kuljetetaan kaikilla eri kuljetusmuodoilla: maanteitse, rautateitse, ilmateitse ja meritse. Useimmat radioaktiivisia aineita sisältävät pakkaukset kuljetetaan muun tavaran mukana normaalina rahtitavarana. Kuljetuksen aikana ne pidetään erillään matkustaja- ja miehistötiloista, eikä niitä saa jättää tiloihin, joihin on pääsy ulkopuolisilla. Ydinvoimalaitosten polttoaineen valmistusta varten kuljetettaviin ydinaineisiin ja tuoreeseen polttoaineeseen ei liity olennaista säteilyvaaraa. Voimalaitoksessa syntyvistä ydinjätteistä suurin osa on melko matala-aktiivista. Suomessa matala- ja keskiaktiivisia jätteitä ei kuljeteta yleisillä teillä juuri lainkaan, koska ne käsitellään ja loppusijoitetaan laitosalueelle. Käytettyä polttoainetta säilytetään reaktorista poistamisen jälkeen reaktorirakennuksessa muutamia vuosia ennen sen kuljettamista välivarastoon. Varastoinnin aikana polttoaineen radioaktiivisuus vähenee huomattavasti. Suomessa ei tällä hetkellä ole lainkaan käytetyn polttoaineen kuljetuksia, vaan polttoaine odottaa laitosalueiden välivarastoissa kotimaista loppusijoitusta. Korkea-aktiivisen jätteen kuljetuspakkauksilta vaaditaan hyviä lujuus- ja materiaaliominaisuuksia onnettomuustilanteiden varalle. Säiliöiden on kestettävä esimerkiksi rajut törmäykset, tulipalo ja uppoaminen. Ydinjätteen kuljetussäiliöiden paksu terässeinä vaimentaa säteilytason säiliön ulkopuolella hyvin alhaiseksi. Kuljetusten aiheuttama säteilyaltistus väestölle ei poikkea juurikaan taustasäteilystä. Käytettyä polttoainetta kuljetaan aina erityisvalmisteisella kalustolla. Maantie- ja rautatiekalustolta vaaditaan erityisrakennetta jo kuljetuspakkausten suuren painon vuoksi. Maantiekuljetuksen kokonaispaino on säiliöstä ja kalustosta riippuen 140-215 tonnia. Merikuljetuksia varten maailmassa on kymmenkunta erikoisvarusteista laivaa. Maailmalla käytettyä polttoainetta on kuljetettu runsaasti jo vuosikymmenien ajan, eikä tiettävästi ole tapahtunut yhtään sellaista kuljetusonnettomuutta, jossa kuljetettava radioaktiivinen aine olisi aiheuttanut terveyshaittaa. Useasta Euroopan maasta ja Japanista viedään käytettyä polttoainetta Ranskaan ja Iso-Britanniaan jälleenkäsittelyyn, jossa polttoaineesta erotetaan vielä polttoaineeksi uudelleen kelpaava uraani ja plutonium. Jälleenkäsittelymaat palauttavat lähettäjämaahan kaikki ydinjätteet sekä erotetun uraanin ja plutoniumin. Ruotsin kaikilta ydinvoimalaitoksilta käytetty polttoaine kuljetetaan erikoisrakenteisella M/S Sigynillä yhteisvarastoon Oskarshamnin ydinvoimalaitokselle. M/S Sigyn on vieraillut useana kesänä myös Suomessa, muun muassa Olkiluodossa. Hyvä tietää ydinjätteestä 19
Lainsäädäntö, sopimukset ja valvonta Ydinjätteet, jotka ovat syntyneet Suomessa tapahtuneen ydinenergian käytön yhteydessä tai seurauksena, on käsiteltävä, varastoitava ja sijoitettava pysyväksi tarkoitetulla tavalla Laki ydinenergialain muuttamisesta (1420/1994) 6 a Säteilyturvakeskuksen (STUK) tehtävänä on asettaa ydinenergian käyttöä koskevat turvalliisuusvaatimukset ja varmistaa, että energiaa tuottavat voimayhtiöt toimivat vaatimusten mukaisesti. Ydinjätteen käsittelyä säädellään ydinenergialaissa ja ydinenergiaasetuksessa, jota uudistetaan parhaillaan. Nykyinen ydinenergialaki ja -asetus astuivat voimaan vuonna 1988 ja niitä uudistettiin vuonna 2004. Tätä ennen ydinvoimalaitosten toimintaa säädeltiin atomienergialaissa. Ydinenergialaissa ydinjätteeksi luokitellaan käytetty ydinpolttoaine, matala- ja keskiaktiivinen voimalaitosjäte ja laitosten käytöstäpoistosta syntyvä radioaktiivinen jäte. Muut, kuten esimerkiksi sairaalojen radioaktiiviset jätteet kuuluvat säteilylain piiriin. Vuonna 1994 ydinenergialakia uudistettiin niin, että ydinjätteen vieminen pois Suomesta ja tuominen Suomeen kiellettiin. Viranomaiset laativat ydinvoimalaitoksiin ja ydinjätehuoltoon liittyvät turvallisuusmääräykset ja valvovat niiden noudattamista. Ydinjätehuollon ylin johto ja valvonta kuuluvat kauppa- ja teollisuusministeriölle (KTM). Ministeriö valmistelee ydinjätteitä koskevan lainsäädännön ja kansainväliset sopimukset Suomen osalta. Se myös valvoo lainsäädännön ja sopimusten noudattamista. Kauppa- ja teollisuusministeriön energiaosasto valmistelee ydinenergiaa koskevat valtioneuvoston ja ministeriön päätökset yhdessä alan asiantuntijoiden kanssa. Keskeisissä ydinenergiaan liittyvissä valmistelutehtävissä toimii ministeriön apuna virkamiehistä ja asiantuntijoista koostuva ydinenergianeuvottelukunta. Säteilyturvakeskus (STUK) valvoo ydinvoiman turvallisuutta. STUK valmistelee ohjeet ja säännökset ydinturvallisuudesta sekä tarkastaa voimalaitosten turvallisuuden. Myös ydinjätteen käsittelyyn ja varastointiin liittyvät turvallisuuskysymykset kuuluvat STUK:n valvontaan. Suomi kuuluu Euroopan unionin jäsenvaltiona Euroopan atomienergiayhteisöön sekä Kansainväliseen atomienergiajärjestöön (IAEA), OECD:n ydinenergiajärjestöön (NEA) ja pohjoismaiseen ydinturvallisuutta käsittelevään tutkimusohjelmaan (NKS). Kansainvälisissä valvontaa ja säätelyä suorittavissa järjestöissä Suomea edustaa kauppa- ja teollisuusministeriö. 20 Hyvä tietää ydinjätteestä
Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen kustannukset Loppusijoituksen kustannusarviossa oletetaan Loviisan voimalaitoksen olevan käytössä 50 vuotta ja Olkiluodon nykyisten yksiköiden ja uuden rakennettavan yksikön 60 vuotta. Kokonaispolttoainekertymä on noin 5 500 tonnia ja polttoainekapseleita tullaan tuottamaan noin 2 800 kappaletta. Loppusijoituslaitoksen kokonaiskustannukset ovat noin 2 600 miljoonaa euroa, josta investointikustannukset ovat noin 500 miljoonaa euroa, käyttökustannukset vuoteen 2130 noin 2 000 miljoonaa euroa ja käytöstäpoisto- ja sulkemiskustannukset 100 miljoonaa euroa. Toiminnan aikana loppusijoituslaitos työllistää runsaat 100 henkilöä käyttö-, huolto-, valvonta- ja järjestelytehtävissä ja tuottaa vuosittain kunnalle palkkatuloveroja 200 000 500 000 euroa sekä kiinteistöverotuloja enimmillään noin 2 miljoonaa euroa. Rahastomäärä ja vakuuksin katettu (milj. euroa) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Vakuuksin katettu, Fortum Vakuuksin katettu, TVO Rahastotavoite, Fortum Rahastotavoite, TVO 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 Fortumin ja TVO:n rahastotavoitteet nykyisin käytössä oleville neljälle reaktoriyksikölle Valtion ydinjätehuoltorahastossa sekä vakuuksin katetut osuudet ennen rahastotavoitteiden saavuttamista noin vuonna 2000. Rahastotavoite määräytyy sen mukaisesti, että tällä summalla voidaan toteuttaa tarkasteluhetkeen mennessä kertyneiden ydinjätteiden jätehuolto ja loppusijoitus sekä reaktorien käytöstä poisto. Summaan eivät sisälly jo toteutettujen ydinjätehuoltotoimien kustannukset, kuten käytetyn polttoaineen välivarastot ja voimalaitosjätteiden loppusijoitustilat eivätkä jo toteutettujen tutkimus- ja kehitystoimien kustannukset. LÄHDE: VTT Valtion ydinjätehuoltorahasto Ydinjätteiden käsittelyssä sovelletaan laissa määriteltyä periaatetta jätteiden tuottaja maksaa. Ydinjätehuollon aiheuttamiin kustannuksiin on Suomessa varauduttu alusta alkaen. Voimayhtiöt ovat keränneet varoja sisällyttämällä ne ydinvoimalla tuotetun sähkön hintaan. Ydinjätehuollon osuus ydinsähkön tuotantokustannuksista on noin 10-15 prosenttia. Voimayhtiöt maksavat vuosittain ydinjätehuoltomaksuja kauppa- ja teollisuusministeriön alaisuudessa toimivaan valtion ydinjätehuoltorahastoon. Rahaston tehtävänä on kerätä, säilyttää ja turvaavasti sijoittaa ydinjätehuoltoon tarvittavat varat. Valtion ydinjätehuoltorahaston pääoma muodostuu ydinjätehuoltomaksuista ja rahaston tuotosta. Se kattaa kaikki tulevat toimenpiteet: tutkimukset, suunnittelut, varastoinnit, käytetyn polttoaineen ja voimalaitosjätteen loppusijoittamisen sekä laitosten purkamisen. Voimayhtiöt selvittävät Posivan avustamana joka vuosi ydinjätehuoltotilanteen, määrittävät vielä tekemättömät toimenpiteet ja saattavat niiden kustannukset ajan tasalle. Asiantuntijalausunnot hankittuaan KTM päättää rahastoon tarvittavasta rahamäärästä ja vakuuksista. Ydinvoimayhtiöiden tulee huolehtia siitä, että rahastossa on tarvittava määrä varoja tai vakuuksia niiden tuottaman ydinjätteen käsittelemiseen. Valtion ydinjätehuoltorahaston varautumisrahastossa oli vuoden 2006 lopussa alustavien tietojen mukaan 1,492 miljardia euroa. Määrä kattaa täysimääräisesti ne vastuut, jotka ydinvoimayhtiöillä on laskettu olevan tähän mennessä syntyneen ydinjätteen määrän perusteella. Vuonna 2004 perustettiin erillinen ydinjätetutkimusrahasto, johon kerätään voimayhtiöiltä vuosittain runsaat miljoona euroa. Ydinjätetutkimusrahastosta rahoitetaan muun muassa pääosa Kansallisesta ydinjätehuollon tutkimusohjelmasta (KYT2010). KYT2010in laajuus on noin miljoona euroa vuodessa. Tutkimusohjelman avulla halutaan ylläpitää suomalaista ydinjätehuollon osaamista. Tutkimusaiheiden on oltava kansallisesti merkittäviä. Kaikkiaan ydinjätehuoltotutkimusta tehdään vuosittain yli 15 miljoonalla eurolla ja suuren osan siitä rahoittavat Posiva sekä voimayhtiöt. Hyvä tietää ydinjätteestä 21