Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen turvallisuuden varmistaminen Tutkimus ja kehitystyö vuosina 2000-2014

1 Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen turvallisuuden varmistaminen Tutkimus ja kehitystyö vuosina 2000-2014

2 SISÄLLYSLUETTELO 1 Johdanto... 4 2 Kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen luvituksen vaiheet... 5 2.1 Ympäristövaikutusten arviointi... 5 2.2 Periaatepäätösmenettelyt... 5 2.3 Rakentamislupamenettely... 5 2.4 Käyttölupamenettely... 6 3 Loppusijoitushanke... 7 3.1 Lähtökohdat... 7 3.2 Loppusijoituskonsepti... 7 3.3 Käytetyn ydinpolttoaineen palautettavuus... 8 3.4 Maanalainen tutkimustila...10 4 Kuljetukset...12 4.1 Lähtökohdat...12 4.2 Rakentamislupahakemuksen selvitys kuljetusriskeistä...12 5 Tutkimukset...14 5.1 Lähtökohdat...14 5.2 Ydinjätehuollon ohjelmat...14 5.2.1 Jätehuoltovelvollisten ohjelma...14 5.2.2 Kansallinen ydinjätehuollon tutkimusohjelma...15 5.3 Kallioperätutkimukset...16 5.3.1 Olkiluodon kallioperä...16 5.3.2 Kallioluokitus...17 5.3.3 Kalliorakentamisen vaikutukset ja seuranta...17 Kalliomekaniikan seurantaohjelma...18 Hydrologian seurantaohjelma...18 Hydrogeokemian seurantaohjelma...19 Pintaympäristön seurantaohjelma...20 5.3.4 Ulkoiset uhkat ja niihin varautuminen...20 5.4 Tekniset vapautumisesteet...21 5.4.1 Kapselitutkimukset...21 Kuparikorroosio...22

3 Mekaaninen kestävyys...22 5.4.2 Bentoniittitutkimukset...23 Bentoniitin käyttäytyminen...23 Bentoniittiin liittyvä tekniikka...24 5.4.3 Teknisten vapautumisesteiden toimintakykytutkimukset...25 6 Vaihtoehtojen kehittyminen...27 6.1 Lähtökohdat...27 6.2 Katsaus loppusijoituksen vaihtoehtoihin...27 6.2.1 Valvottu pitkäaikaisvarastointi...27 6.2.2 Tehostettu jälleenkäsittely ja transmutaatio...28 6.2.3 Loppusijoitus syviin porareikiin...28 7 Kehitystoimet...30 7.1 Lähtökohdat...30 7.2 Säädösten kehittäminen Suomessa...30 7.3 Osaamisen varmistaminen...31 8 Rahoitus...33 8.1 Lähtökohdat...33 8.2 Ydinjätehuollon kustannukset ja voimassa olevat rahoitusjärjestelyt...33 9 Kansainvälinen yhteistyö...35 10 Kansainvälinen tilanne...37

4 1 Johdanto Eduskunta päätti 18.5.2001, että valtioneuvoston periaatepäätös 21.12.2000 (M 7/2000) Posiva Oy:n (Posiva) käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen rakentamisesta Eurajoen Olkiluotoon jää sellaisenaan voimaan. Samassa yhteydessä eduskunta edellytti, että ennen rakentamisluvan myöntämistä valtioneuvosto antaa eduskunnalle selvityksen edellä mainitun periaatepäätöksen jälkeen saadusta uudesta tutkimustiedosta ja teknisestä kehityksestä ydinjätteen loppusijoituksen turvallisuuden varmistamiseksi. Tämä selvitys on edellä mainittu selvitys. Lähtökohtana sen laatimisessa on ollut talousvaliokunnan mietintö (TaVM 6/2001 vp) ja siinä esille nostetut loppusijoitusta koskevat näkökohdat. Pitkän aikavälin ja aiheen laajuuden vuoksi työ- ja elinkeinoministeriö teetti VTT:llä taustaselvityksen Käytetyn ydinpolttoaineen huoltoa ja loppusijoitusta tukeva tutkimus- ja kehitystoiminta vuosina 2001-2013. Siinä on tarkasteltu käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusta koskevan tutkimus- ja kehitystyön tavoitteita ja toteutumaa sekä näiden säännöllistä viranomaisvalvontaa. Taustaselvityksessä on kiinnitetty erityisesti huomiota loppusijoitusratkaisun turvallisuuteen ja teknisiin vapautumisesteisiin sekä laitoksen sijaintipaikkaan. Taustaselvitys on julkaistu VTT:n raporttisarjassa (VTT Technology 190). Tämän selvityksen laatimisessa on otettu huomioon Posiva Oy:n rakentamislupahakemus ja Säteilyturvakeskuksen (STUK) 11.2.2015 siitä antama lausunto ja turvallisuusarvio (1/H42212/2013). Vuonna 2008 tuli voimaan valtioneuvoston asetus ydinjätteiden loppusijoituksen turvallisuudesta (VNA 736/2008). Siinä määritellään ydinjätelaitos, jolla tarkoitetaan loppusijoituslaitosta ja kapselointilaitosta. Tässä selvityksessä käytetään paikoin termiä ydinjätelaitos. Vuoteen 2008 asti loppusijoituslaitoksella tarkoitettiin myös kapselointilaitosta. Posiva hakee rakentamislupaa kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen muodostamalle kokonaisuudelle.

5 2 Kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen luvituksen vaiheet 2.1 Ympäristövaikutusten arviointi Ydinlaitoksen lupamenettelyjä edeltää ympäristövaikutusten arviointimenettely (YVA-menettely). Rakentamislupahakemuksen kohteena olevan kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamisen ja käytön ympäristövaikutukset arvioitiin vuosina 1998-1999. 2.2 Periaatepäätösmenettelyt Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitos, joka koostuu maanpäällisestä kapselointilaitoksesta ja maanalaisesta loppusijoituslaitoksesta, on ydinenergialaissa tarkoitettu yleiseltä merkitykseltään huomattava ydinlaitos, jonka rakentaminen edellyttää valtioneuvoston hankekohtaista periaatepäätöstä siitä, että ydinlaitoksen rakentaminen on yhteiskunnan kokonaisedun mukaista. Valtioneuvoston periaatepäätös on annettava eduskunnan tarkastettavaksi. Eduskunta voi joko kumota tai jättää periaatepäätöksen voimaan sellaisenaan. Loppusijoituslaitoksen rakentamista koskevat periaatepäätökset tehtiin valtioneuvostossa 21.12.2000 ja 17.1.2002. Vuonna 2000 tehty periaatepäätös loppusijoituslaitoksen rakentamisesta koskee Suomen neljän käytössä olevan ydinvoimalaitosyksikön toiminnassa syntyvää käytettyä ydinpolttoainetta, jonka määrä on enintään 4000 tonnia uraania. Vuonna 2002 tehty periaatepäätös loppusijoituslaitoksen rakentamisesta laajennettuna koskee Olkiluoto 3 laitosyksikön käytettyä ydinpolttoainetta, mikä tarkoittaa enintään 2500 tonnia uraania. 2.3 Rakentamislupamenettely Valtioneuvoston periaatepäätöstä seuraa varsinainen lupamenettely. Kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentaminen edellyttävät valtioneuvoston myöntämää rakentamislupaa. Rakentamisluvan myöntämisen edellytyksenä on muun muassa, että ydinlaitosta koskevat suunnitelmat ovat turvallisuuden kannalta riittäviä ja että työsuojelu, väestön turvallisuus ja ympäristönsuojelu on asianmukaisesti otettu huomioon toiminnan suunnittelussa ja että sijoituspaikka on suunnitellun toiminnan kannalta tarkoituksenmukainen. Kapselointi- ja loppusijoituslaitosta koskeva rakentamislupahakemus jätettiin valtioneuvostolle 28.12.2012. Hakemuksen liitteinä ovat ydinenergia-asetuksen 32 :n mukaiset selvitykset ja lisäksi selvitykset ympäristövaikutuksista ja palautettavuudesta sekä kuljetusriskeistä. Kuulutus hakemuksen vireillä olosta julkaistiin 15.2.2013 Helsingin Sanomissa, Hufvudstadsbladetissa, Länsi-Suomessa, Satakunnan Kansassa, Turun Sanomissa ja Uusi Rauma lehdessä. Kuulemisaika oli 15.2.2013 30.9.2013. Kuulutus ja rakentamislupahakemus sekä hakemuksesta annetut lausunnot ja esitetyt mielipiteet on työ- ja elinkeinoministeriön internet-sivuilla (osoite: www.tem.fi/energia/ydinenergia/). Rakentamislupahakemuksen jättämisen ajankohta määräytyi kauppa-ja teollisuusministeriön vuonna 2003 tekemän päätöksen perusteella. Päätöksen mukaan lupahakemus tuli jättää vuoden 2012 loppuun mennessä kuitenkin siten, että ydinjätehuoltovelvolliset Fortum Power and Heat Oy ja Teollisuuden Voima Oyj jättävät vuonna 2009 työ- ja elinkeinoministeriölle selvitykset, joista käy ilmi, miltä osin käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitushankkeen rakentamisluvan edellyttämä asiakirja-aineisto on vielä ydinjätehuoltovelvollisten arvion mukaan puutteellinen sekä se, millä tavalla ja missä aikataulussa aineisto on tarkoitus täydentää. Yhtiöt jättivät mainitut selvitykset ministeriölle 30.9.2009. Posiva jätti samassa

6 yhteydessä tiedoksi luonnoksen ydinenergia-asetuksen 32 :ssä tarkoittamaksi rakentamislupahakemuksen liiteaineistoksi. Kauppa- ja teollisuusministeriön vuoden 2003 päätöksessä muutettiin ministeriön vuosina 1991 ja 1995 tekemissä päätöksissä esitettyä suunnittelutavoitetta käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksesta siltä osin kuin tavoite koski varautumista loppusijoituslaitoksen rakentamislupaa varten tarvittavien suunnitelmien esittämiseen. 2.4 Käyttölupamenettely Kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen käyttäminen edellyttää valtioneuvoston myöntämää käyttölupaa, jonka myöntämisen edellytyksenä on muun muassa, että työsuojelu, turvallisuus ja ympäristönsuojelu on otettu asianmukaisesti huomioon. Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitushankkeen käyttöluvan käsittely on ajankohtainen noin vuonna 2020.

7 3 Loppusijoitushanke 3.1 Lähtökohdat Vuonna 2000 esitetystä loppusijoituskonseptista eduskunnan talousvaliokunta totesi mietinnössään, että turvallisin ja tarkoituksenmukaisin tapa on eristää käytetty ydinpolttoaine sijoittamalla se lopulliseksi tarkoitetulla tavalla syvälle kallioperään. Valiokunta piti tärkeänä, että käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen tähtäävä prosessi jatkuu keskeytyksettä. Loppusijoitusta on kuitenkin välttämätöntä tutkia ja kehittää edelleen turvallisuuden varmistamiseksi viimeisimmän tiedon mukaiseksi. Ympäristövaliokunta korosti erikseen loppusijoitustilan avattavuuden merkitystä ja esitti, että ydinjätteen palauttaminen maanpinnalle tulisi olla mahdollista sen varalta, että tulevaisuudessa kehitetään vielä turvallisempia tapoja huolehtia ydinjätteestä. Ympäristövaliokunta piti tärkeänä maanalaisten tutkimusten suorittamista siten, että kallioperäolosuhteisiin aiheutuvista häiriöistä saadaan perusteellinen selvitys. Tässä luvussa on kuvattu loppusijoituskonsepti, käytetyn ydinpolttoaineen palautettavuus loppusijoitustiloista ja maanalainen tutkimustila. 3.2 Loppusijoituskonsepti Suomessa käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen on omaksuttu KBS-3-menetelmä, joka on Ruotsissa 1980-luvun alussa kehitetty ratkaisu turvalliseen loppusijoitukseen. Siitä lähtien ratkaisua on kehitetty edelleen ja sen keskeisiä osia on testattu Ruotsissa Svensk Kärnbränslehantering Ab:n (SKB) ja Suomessa Posivan toimesta. Loppusijoitusta varten rakennetaan maan päälle kapselointilaitos apu- ja oheistiloineen sekä kallioperään louhitaan loppusijoituslaitos, joka koostuu maan pinnalta loppusijoitustilaan johtavasta ajotunnelista ja useista erillisistä pystykuiluista sekä varsinaisista loppusijoitustiloista. Kuiluja tarvitaan henkilöliikenteeseen, kapseleiden siirtoon maan alle sekä ilmanvaihtoon. Käytetty ydinpolttoaine pakataan kapselointilaitoksessa loppusijoituskapseleihin, jotka sijoitetaan loppusijoitustilan sijoitustunneleihin. Tunnelit täytetään koviksi puristetuilla savilohkoilla loppusijoituksen edetessä. Viimeisten kapseleiden tultua loppusijoitetuksi kaikki tunnelit täytetään savilohkoilla ja pelleteillä, jonka jälkeen tunnelit suljetaan tiiviillä tulpalla. Lopuksi loppusijoitustilaan johtavat maanpintayhteydet suljetaan. Loppusijoituslaitoksen pitkästä käyttöajasta johtuen loppusijoitustiloja rakennetaan vaiheittain. Toimenpiteellä rajoitetaan aina kerrallaan aukiolevien tilojen suuruutta. Vaiheittaisen rakentamisen tarkoitus on osaltaan vähentää rakentamisen aiheuttamaa häiriötä kallioperässä. Loppusijoituksen aikana ja tilojen käyttövaiheessa loppusijoitustunneleita louhitaan, kapseleita sijoitetaan ja loppusijoitustunneleita täytetään ja suljetaan osittain samanaikaisesti. Loppusijoituskonseptin turvallisuus perustuu moniestejärjestelmään. Se koostuu teknisistä vapautumisesteistä ja loppusijoitustiloja ympäröivästä kalliosta luonnollisena vapautumisesteenä. Teknisiä vapautumisesteitä ovat kuparikapseli, bentoniittipuskuri sekä loppusijoitustunnelin ja laitoksen sulkemisrakenteet. Moniestejärjestelmän suunnittelussa tavoitteena on, että yksittäisten vapautumisesteiden pettäminen ei olennaisesti alenna koko järjestelmän toimintakykyä. Vapautumisesteiden tarkoitus on eristää käytetty ydinpolttoaine ja sen sisältämät radioaktiiviset aineet elinympäristöstä.

8 Posivan Olkiluotoon suunnittelemassa KBS-3V -ratkaisussa käytetty ydinpolttoaine suljetaan valurautaisesta sisäosasta ja kuparivaipasta koostuviin kapseleihin ja kapselit sijoitetaan pystyasennossa loppusijoitustilassa sijoitusreikiin, jotka on porattu sijoitustunnelien lattiaan. Rakentamislupahakemuksessa on esitetty myös tekninen vaihtoehto (KBS-3H), jonka mukaan kapselit voitaisiin sijoittaa vaaka-asennossa sijoitusreikiä vastaavaan porattuun tunneliin. Rautaosan on tarkoitus kestää kapseliin kohdistuva mekaaninen rasitus. Mekaanista rasitusta aiheuttavat pohjaveden ja paisuneen bentoniitin aiheuttama paine sekä mahdolliset kallion liikkeiden aiheuttamat kuormitukset. Kapseleiden pitkäaikainen kestävyys perustuu kuparin korroosionkestävyyteen. Suotuisten ja ennustettavissa olevien kallion ja pohjaveden olosuhteiden katsotaan edistävän kapseleiden kestävyyttä. Kapselit ympäröidään paisuvasta savesta koostuvalla puskurimateriaalilla eli bentoniitilla, joka erottaa ne kalliosta. Kapselit sijoitetaan bentoniitilla vuorattuihin reikiin. Kapselien asentamisen jälkeen loppuosa reikää täytetään puristetuilla bentoniittisavilohkoilla. Sijoitustunnelit, keskustunnelit, ajotunneli sekä muut maanalaiset tilat täytetään ja suljetaan, jotta kallioperän olosuhteet palautuvat mahdollisimman paljon luonnollisen kaltaisiksi käyttövaiheen jälkeen. Loppusijoitustilaa ympäröi kalliomassa, joka vaimentaa kaiken suoran säteilyn maan pinnalle. Useiden satojen metrien loppusijoitussyvyys myös suojaa loppusijoitustilan maanalaisia rakenteita tulevien jääkausien kallioperää kuluttavalta vaikutukselta sekä ihmisen tahattomalta tunkeutumiselta. Kallioperän raoissa hitaasti liikkuva pohjavesi muodostaa käytännössä ainoan mahdollisuuden käytetyn ydinpolttoaineen sisältämille radioaktiivisille aineille kulkeutua tulevaisuudessa kosketuksiin ihmisten ja muun elävän luonnon kanssa, mikäli moniestejärjestelmän toimintakyky heikentyisi. Riski loppusijoitustilan moniestejärjestelmän toimintakyvylle voisi aiheutua tulevaisuudessa jääkauden jälkeisistä maankuoren lohkoliikunnoista. Loppusijoitustilat sijoitetaan kalliolohkon alueelle turvallisuussyistä mahdollisimman ehjiin kallio-osuuksiin, sillä liikunnot tapahtuvat todennäköisimmin ensisijaisesti jo olemassa olevia liikuntasaumoja (mm. rako- ja ruhjevyöhykkeet) pitkin. Lisäksi täyteaineena käytettävä bentoniitti suojaa kapseleita loppusijoitustilassa tapahtuvilta pienehköiltä kallioperän liikunnoilta. Rakentamislupahakemuksen mukaan ehdotettu loppusijoitussyvyys on riittävä turvallisuuden kannalta. Loppusijoitustilojen sijoittamista suunniteltua syvemmälle rajoittaa pohjaveden suolaisuus, joka lisääntyy syvyyden kasvaessa. Loppusijoitustilat on suunniteltu rakennettavan tämänhetkisen suunnitelman mukaan 400 450 metrin syvyyteen yhteen kerrokseen. 3.3 Käytetyn ydinpolttoaineen palautettavuus Rakentamislupahakemuksessa on erillisenä liitteenä (liite 17) selvitys palautettavuudesta. Palautettavuuden kannalta merkityksellisiä seikkoja ovat palauttamisen ajoittuminen, tiiviste- ja täytemateriaalina käytettävän bentoniitin poistaminen, kapseleiden lämpötilan nousu ja säteily. Loppusijoituksen suunnittelussa tavoitteena on eristää käytetyn ydinpolttoaineen sisältämät radioaktiiviset aineet pysyvällä tavalla elollisesta luonnosta eikä suunnitelmiin siten sisälly kapseleiden palauttamista helpottavia piirteitä.

9 Kapselien palauttaminen ennen loppusijoitusreiän sulkemista on mahdollista noudattamalla samoja työvaiheita kuin kapselin asennuksessa mutta käänteisessä järjestyksessä. Lähtökohtana on, että reiän bentoniitti ei ole vielä ehtinyt paisua ja tarttua kapseliin. Kapselien palauttaminen loppusijoitustunnelien sulkemisen jälkeen on mahdollista purkamalla ensin loppusijoitustunnelin suulla oleva betonitulppa ja sen jälkeen vaiheittain poistaa tunnelin täyttömateriaalia edeten kohti loppusijoitusreikiä. Mikäli myös keskustunneli on ehditty sulkea, on myös sen täyttömateriaali poistettava. Betonitulpan poistossa käytetään betonirakenteiden purkutöiden menetelmiä. Tunnelien täyttömateriaali poistetaan perinteisin menetelmin. Loppusijoitusreikien bentoniitti voidaan poistaa sitä varten kehitetyllä liuotustekniikalla. Kapseli poistetaan noudattamalla samoja työvaiheita kuin asennuksessa. Kapselien palauttaminen kaikkien tilojen sulkemisen ja kapselointilaitoksen käytöstöpoiston jälkeen edellyttää uuden kapselien varastointi- ja käsittelylaitoksen rakentamista, jotta käytetty polttoaine voidaan tarvittaessa turvallisesti poistaa kapseleista. Loppusijoitustilojen avaamisessa voidaan käyttää samoja menetelmiä kuin niiden rakentamisessa. Tunneleista voidaan kaivaa täyttömateriaali pois, tulpparakenteet on purettava ja pohjavesi on pumpattava pois. Aputilat ja keskustunnelit kaivetaan auki ja niihin on rakennettava tarpeelliset rakenteet ja järjestelmät. Lämpötila on korkeampi kuin loppusijoitustoiminnan aikana ja sen vaikutukset jännitystiloihin tulisi huomioida rakenteissa. Loppusijoitustunnelien aukaisemisessa ja kapselien poistossa voidaan noudattaa samoja tekniikoita, joita käytettäisiin, jos kapselit palautettaisiin tilojen käyttövaiheessa. Ruotsissa Äspön kalliolaboratoriossa tehdyllä täyden mittakaavan kokeella ja laboratoriotesteillä on voitu osoittaa, että kapselin palautus on mahdollista ja menetelmä on toteutuskelpoinen. Lisäksi on voitu osoittaa, että pystytään rakentamaan laite, jolla kapseli vapautetaan paisuneesta bentoniitista. STUKin turvallisuusarviossa todetaan, että loppusijoituskapselien palauttamisen lähtökohtana on ollut ajanjakso, jolloin loppusijoituskapselien voidaan olettaa suurella varmuudella säilyttäneen tiiveytensä. Tilojen avattavuus on mahdollista hankkeen eri vaiheissa turvallisuutta vaarantamatta. Loppusijoitukseen käytettävä kupari-rauta-kapseli on suunniteltu säilyttämään tiiveytensä hyvin pitkän ajanjakson, jolloin palauttaminen on mahdollista ilman vaaraa radioaktiivisten aineiden kontaminaatiosta. Kallioon louhittavat tilat säilyvät hyvin teknisin toimin avattavissa. Posiva on kehittänyt yhdessä SKB:n kanssa kapselien palauttamiseen liittyvää tekniikkaa ja testannut kapselia ympäröivän bentoniittisaven poistamista suolaliuoksen avulla. STUKin arvion mukaan tekniikka soveltuu bentoniitin poistamiseen ja sen toimivuus on osoitettu riittävällä tavalla. STUKin näkemyksen mukaan loppusijoitettavan ydinjätteen palautettavuus on teknisesti toteutettavissa eikä mahdollisuus vaaranna loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuutta.

10 3.4 Maanalainen tutkimustila Suunnitelmat maanalaisen tutkimustilan (ONKALO) rakentamiseksi esitettiin vuonna 2000. ONKALOn rakentamisen tarkoituksena on ollut mahdollistaa eri syvyyksillä suoritettavat kallioperätutkimukset. ONKALOsta käsin suoritettavilla kallioperätutkimuksilla tavoitellaan hankittavan maanpinnalta käsin suoritettuja kallioperätutkimuksia täydentävää ja varmistavaa tietoa. Erityisesti tavoitteena on ollut parantaa tietämystä seuraavista kallioperän ominaisuuksista: kallioperän yksittäiset rakenteet, joita tulee välttää kallion jännitystilan suuruus ja suuntaus kallioperän lujuusominaisuudet kallioperän lämpötekniset ominaisuudet louhinnan aiheuttamat kalliomekaaniset vaikutukset kallioperän yksityiskohtaiset hydrogeologiset ja hydrogeokemialliset ominaisuudet. Suunnittelussa tarkoituksena on ollut myös selvittää erilaisia maanalaisten tilojen toteutusvaihtoehtoja. Maanalaista tutkimustilaa koskevia suunnitelmia täsmennettiin vuonna 2003. Niissä otettiin huomioon STUKin kokoaman arviointiryhmän esittämiä näkemyksiä. Suunnittelussa tarkasteltiin tilojen rakentamisesta ja käytöstä aiheutuvia häiriöitä ympäröivään kallioperään sekä etsittiin mahdollisuuksia vähentää syntyvien häiriöiden laajuutta. Tarkoituksena oli myös, että rakentamishanke ei saisi vaarantaa loppusijoituspaikan pitkäaikaisturvallisuuden kannalta olennaisia kallioperäolosuhteita. ONKALOn louhinnan yhteydessä tutkittiin eri louhintatapoja ottaen huomioon paikkakohtaiset kallioperän ominaisuudet. Lisäksi tutkimus- ja kehitystyön kohteina olivat kallion lujitus- ja tiivistystekniikat. Ennen ONKALOn louhintatöiden aloittamista kallion tiivistysmenetelmiä tutkittiin myös kansainvälisissä yhteistyöhankkeissa, erityisesti Äspön maanalaisessa tutkimustilassa Ruotsissa. Puskuri- ja täyteainetutkimuksessa päämääränä oli tulevien vuosien kuluessa ottaa huomioon Olkiluodon alueen kallio-olosuhteet. ONKALOn louhintatyöt aloitettiin vuonna 2004. Luolasto ulottuu nykyisin noin 450 metrin syvyyteen. Tutkimustarkoituksiin suunniteltujen tilojen kaavailtiin myöhemmässä vaiheessa toimivan osana loppusijoituslaitoksen kulku- ja ilmanvaihtoreittejä ja teknisinä aputiloina. STUK on valvonut ONKALOn rakentamista samoin menettelyin kuin rakenteilla olevan ydinlaitoksen tapauksessa, jotta ONKALO olisi mahdollista liittää loppusijoitustilojen osaksi. ONKALOn rakentamistoiminta on ollut myös kansainvälisen ydinsulkutarkastustoiminnan alaista. ONKALOon on louhittu vuonna 2011 demonstraatiotunneleita. Niiden louhinnan yhteydessä on demonstroitu kallioperän soveltuvuuden arviointimenetelmää ja loppusijoitustunnelien ja loppusijoitusreikien rakentamiseen liittyviä menetelmiä. Loppusijoitusreikää ei esimerkiksi saa sijoittaa hauraan siirrosvyöhykkeen tai vettä johtavan vyöhykkeen alueelle. Demonstraatiotunneleissa on tehty loppusijoituksen kannalta tärkeitä kokeita, jotka liittyvät mm. loppusijoituskapseleiden ja puskuribentoniitin asentamiseen ja loppusijoitustunneleiden sulkemiseen. Näiden kokeiden ansiosta varmuus moniestejärjestelmän asentamisesta pitkäaikaisen turvallisuuden edellyttämällä tavalla on lisääntynyt.

11 Olkiluodon kallioperän soveltuvuus loppusijoitukseen on varmistunut maanalaisen tutkimustilan, ONKALOn rakentamisen myötä. Sekä ONKALOsta että maan pinnalta hankittujen tietojen avulla on kehitetty kriteerit ja yksityiskohtainen menettely loppusijoitustunnelien sijoittamiselle Olkiluodon kallioperään siten, että sen pitkäaikaisturvallisuuden kannalta suotuisat ominaisuudet voidaan hyödyntää parhaalla mahdollisella tavalla.

12 4 Kuljetukset 4.1 Lähtökohdat Periaatepäätöksessä edellytetään, että hankkeen ympäristövaikutusten selvityksissä hakijan on esitettävä tarkennetut selvitykset ydinpolttoaineen kuljetusvaihtoehtojen turvallisuudesta ja vaikutuksista ympäristöön sekä osoitettava, että kuljetukset voidaan toteuttaa turvallisesti ja niin, että vaarallisten aineiden kuljetuksesta annetun lain (719/1994) sekä sen nojalla annettujen säännösten vaatimukset tulevat täytetyiksi. 4.2 Rakentamislupahakemuksen selvitys kuljetusriskeistä Selvitys kuljetusriskeistä on päivitetty rakentamislupahakemusta varten. Selvityksessä (rakentamislupahakemuksen liite 18) on huomioitu käytetyn ydinpolttoaineen kuljetuksia koskevat käytännön järjestelyt, turvallisuusvaatimukset, riskien hallinta ja säteilyvaikutukset. Seuraavassa esitetty perustuu rakentamislupahakemuksen liitteeseen 18. Kuljetusriskeissä otetaan huomioon käytetyn ydinpolttoaineen siirtokuljetukset Olkiluodon välivarastosta kapselointilaitokselle ja käytetyn ydinpolttoaineen kuljetukset Loviisan voimalaitokselta Olkiluodon kapselointilaitokselle. Kuljetusriskejä tarkastellaan ottaen huomioon eri reittivaihtoehdot ja kuljetusmuodot. Käytetyn polttoaineen kuljetus on mahdollista maanteitse, meritse tai rautateitse sekä eri muotojen yhdistelminä. Kuljetusten suunnittelussa otetaan huomioon kansainvälisen atomienergiajärjestön, IAEA:n ohjeet säteilytetyn polttoaineen kuljetuksille ja kansainvälisen merenkulun järjestön, IMO:n säännöstö vaarallisten tavaroiden kuljetukseen merellä. Kansallisista ohjeista merkittäviä ovat STUKin ydinaineiden ja ydinjätteiden kuljetuksia koskevat YVL-ohjeet. Kuljetuksissa noudatetaan voimassa olevia vaarallisten aineiden kuljetuksesta annettua lakia, sen nojalla annettuja asetuksia ja määräyksiä. Käytetyn ydinpolttoaineen kuljetukset ovat ydinenergialain (990/1987) mukaisesti luvanvaraista toimintaa. Kuljetuksille on haettava ydinenergia-asetuksen (161/1988) mukainen lupa. Käytetyn ydinpolttoaineen kuljetuksille tarvitaan myös mm. vaarallisten aineiden kuljetuksia säätelevän lainsäädännön mukaiset luvat. Säteilyannoksia on arvioitu normaalitilanteissa ja onnettomuustilanteissa. Onnettomuustilanteina on tarkasteltu seuraavia kuljetusajoneuvon suistuminen tieltä tai iskeytyminen teräsbetonisen sillan tukirakenteeseen laivan karilleajo ja tulipalo Väestön kuljetuksista saama säteilyannos on kaikilla tarkastelluilla reiteillä selvästi pienempi kuin mitä samana ajanjaksona aiheutuisi normaalista luonnon taustasäteilystä. Väestölle kuljetuksista aiheutuva lisäannos olisi pieni. Kuljetussäiliöiden käsittelijöiden ja kuljetushenkilöstön altistuminen säteilylle kuljetuksissa voi kuitenkin olla tausta-altistusta suurempi. Tämän hetkisten suunnitelmien mukaan meritse olisi taloudellisesti edullista kuljettaa kerralla 4 käytetyn ydinpolttoaineen säiliöllistä ja maanteitse tapahtuvissa kuljetuksissa keskimäärin noin 2 kuljetussäiliöllistä vuodessa.

13 Liikenteellisten onnettomuustilanteiden seurauksena ympäristössä aiheutuvat säteilyannokset olisivat vähäiset. Vakavimmissa liikenteellisissä onnettomuuksissa seurauksena voi olla jalokaasun ja muiden haihtuvien aineiden muodostama radioaktiivinen päästö, josta aiheutuisi yksilölle luonnon taustasäteilyyn verrattuna noin sadastuhannesosan suuruinen annoskertymä. Riskien hallinnan kannalta maantie- ja junareitteihin näyttäisi liittyvän suurempi häiriötilanteiden todennäköisyys kuin laivareittiin. Laivareitillä saavutettaisiin alhaisimmat säteilyannokset ja kuljetuksia olisi helpompi valvoa verrattuna maantie- ja junareitteihin. Kaikkiin kuljetuksiin liittyy vakavien tulipalotilanteiden ja niiden seurausvaikutusten mahdollisuus. STUKin turvallisuusarviossa todetaan, että käytetyn ydinpolttoaineen kuljetukset ovat toteutettavissa Posivan suunnitelmiin perustuen. STUK tarkastaa kuljetusten turvallisuusvaatimusten täyttymisen erillisessä kuljetusten lupakäsittelyssä.

14 5 Tutkimukset 5.1 Lähtökohdat Vuonna 2000 avoimet kysymykset loppusijoituksen turvallisuuden osalta liittyivät erityisesti teknisiin vapautumisesteisiin, jotka nousivat esille käsittelyn aikana. Ydinjäteaineiden eristäminen ensimmäisten tuhansien vuosien aikana todettiin turvallisuuden kannalta olennaiseksi. Samalla todettiin, että loppusijoitusratkaisuun sisältyvillä teknisillä vapautumisesteillä olisi hyvät edellytykset täyttää tämä vaatimus. Asiasta varmistumisen katsottiin edellyttävän tutkimusten jatkamista. Esimerkiksi ympäristövaliokunnan näkemyksen mukaan tulevan jääkauden vaikutukset olivat jääneet selvityksissä liian vähälle huomiolle. Jääkausi voisi erityisesti sulamisvaiheessa aiheuttaa huomattavia muutoksia kallioperään eikä asiantuntijoiden mukaan voitu olla varmoja, kestäisikö loppusijoituslaitos kallioperän muutosten vaikutukset. Tutkimusten kuvauksessa on otettu lähtökohdaksi ne loppusijoitukseen liittyvät elementit, joista todettiin periaatepäätösmenettelyn yhteydessä liittyneen epävarmuuksia. Tällaisia ovat kallioperätutkimukset kapselitutkimukset bentoniittitutkimukset 5.2 Ydinjätehuollon ohjelmat 5.2.1 Jätehuoltovelvollisten ohjelma Ydinenergialain mukaan jätehuoltovelvollisten tulee säännöllisin välein esittää työ- ja elinkeinoministeriölle suunnitelmat ydinjätehuollon toteuttamisesta. Vuoteen 2008 asti suunnitelmat toimitettiin vuoden välein. Sen jälkeen suunnitelmat on toimitettu kolmen vuoden välein. Ydinenergia-asetuksen 74 :ssä määrätään suunnitelmien sisällöstä. Suunnitelmiin kuuluvat seuraavat selvitykset: selvitys siitä, miten jätehuoltovelvollinen on suunnitellut toteuttavansa ydinjätehuoltoon kuuluvat toimenpiteet ja niiden valmistelun selvitys jätehuoltovelvollisten tekemistä ydinjätehuollon järjestämistä koskevista sopimuksista tai muista järjestelyistä muu viranomaisen tarpeelliseksi katsoma selvitys Suunnitelmissa esitetään yhteenvedot sekä edellisen kauden keskeisistä tutkimustuloksista että suunnitelmat seuraavalle kolmivuotiskaudelle. Työ- ja elinkeinoministeriö antaa ydinenergialain 28 :n nojalla lausunnon suunnitelmista ja tuloksista. Lausuntojen perustana on Säteilyturvakeskuksen antama lausunto suunnitelmista. Vuosittaisten ydinjätehuoltoa koskevien suunnitelmien lisäksi voimayhtiöt TVO ja Fortum ovat vuodesta 2003 lähtien laatineet kolmivuotissuunnitelmia Olkiluodon ja Loviisan ydinvoimalaitosten ydinjätehuollolle ja toimittaneet ne STUKille arvioitavaksi. Lisäksi valtioneuvoston vuonna 2000 tekemän periaatepäätöksen

15 jälkeen Posiva toimitti STUKille suunnitelmaraportin, jossa esitettiin tutkimus- ja kehitystyön sekä teknisen suunnittelutyön tavoitteet ja pääasiallinen sisältö rakentamislupahakemukseen mennessä. Ydinenergia-asetuksen 77 :n mukaisesti jätehuoltovelvollisen on vuosittain toimitettava selvitys suoritetuista toimenpiteistä. TVO ja Fortum raportoivat vuosittain Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten ydinjätehuollosta ja tutkimustoiminnasta ydinjätehuollon toimintakertomuksessa, joka on yhteenveto edellisen vuoden toiminnasta. 5.2.2 Kansallinen ydinjätehuollon tutkimusohjelma Vuodesta 1989 lähtien Suomessa on toteutettu jätehuoltovelvollisten omien tutkimusohjelmien rinnalla julkisrahoitteisia ydinjätehuollon tutkimusohjelmia. Vuonna 2003 ydinenergialakia muutettiin siten, että valtion talousarvion ulkopuoliseen Valtion ydinjätehuoltorahastoon on kerätty vuoden 2004 alusta lähtien varoja ydinenergia-alan asiantuntemuksen varmistamiseksi. Tavoitteena on mm. saada Suomen viranomaisten ja muiden tarvitsijoiden käyttöön korkeatasoista asiantuntemusta ydinjätehuollon erilaisista ratkaisuista. Tällaisen tutkimustoiminnan tarkoituksena on varmistaa, että viranomaisten saatavilla on riittävästi ja kattavasti sellaista ydinteknistä asiantuntemusta ja muita valmiuksia, joita tarvitaan ydinjätehuollon erilaisten toteutustapojen ja menetelmien arviointiin. Ydinjätetutkimuksia on tehty työ- ja elinkeinoministeriön (aik. kauppa- ja teollisuusministeriö) kokoamissa kansallisissa ydinjätehuollon tutkimusohjelmissa (KYT-tutkimusohjelma). KYT-tutkimusohjelmassa ydinjätehuollon vaihtoehtojen selvittämisen tavoitteena on ollut tukea ydinjätehuollon toteutusvarmuutta. Selvityksillä on pyritty myös varmistamaan osaamispohjaa ydinjätehuollon toteuttamisessa ja seuraamaan vaihtoehdoista käytävää keskustelua ja kehitystä kuten kansainvälinen keskustelu alueellisista polttoainekiertokeskuksista ja jälleenkäsittelystä. Selvitysten kohteena ovat olleet myös tulevaisuuden vaihtoehdot kuten erottelu ja transmutaatio. Useissa peräkkäisissä jaksoissa toteutetuissa KYT- tutkimusohjelmissa (KYT, KYT2010, KYT2014) on tutkittu myös kansallisesti merkittäviä ydinjätehuoltoon liittyviä kysymyksiä kuten ydinjätehuollon turvallisuus ja ydinjätehuollon yhteiskunnallinen näkökulma. Ydinjätehuollon turvallisuus käsittää loppusijoituksen tekniset vapautumisesteet, turvallisuusperustelun ja kapselin pitkäaikaiskestävyys sekä muut turvallisuuden kannalta merkittävät aihealueet, joita ovat radionuklidien kulkeutuminen kallioperässä ja biosfäärissä. Nykyisin käynnissä olevan kansallisen ydinjätehuollon tutkimusohjelman (KYT2018) pitkän aikavälin tarkoituksena on osaltaan ylläpitää kansallista osaamista ydinjätehuollon alalla ja edistää yhteistyötä viranomaisten, ydinjätehuoltovelvollisten ja alan tutkijoiden kesken.

16 5.3 Kallioperätutkimukset 5.3.1 Olkiluodon kallioperä Olkiluodon kallioperää on tutkittu loppusijoitusta varten 1980-luvulta lähtien. Vuonna 2000 tehdyn paikan valinnan jälkeen kallioperätutkimusten tavoitteena on ollut loppusijoituspaikan soveltuvuuden varmentaminen. Kallioperätutkimuksista, kuten esimerkiksi pohjaveden virtausolosuhteet ja kemia, saatujen tietojen perusteella on pyritty myös minimoimaan rakentamisen vaikutuksia kallioperään. Maan pinnalla tehtyjen tutkimusten ohella käynnistettiin maanalaiset kallioperätutkimukset. Maanpäällisiä tutkimuksia on jatkettu, koska syvien reikien kairauksella saadaan myös tietoa loppusijoituspaikan ominaisuuksista ja prosesseista. Kaikkiaan Olkiluodossa on 57 syvää kairareikää. Maanalaiset kallioperätutkimukset käynnistyivät ONKALOn rakentamisen aloittamisen myötä vuonna 2004. ONKALOssa on tehty geologista kartoitusta samaan aikaan kuin louhinta on edennyt. Tutkimuksia varten ONKALOssa on kairattu pitkiä kairareikiä. ONKALOssa on tehty seismiikkaan, kallion mekaanisiin ja termisiin ominaisuuksiin, pohjaveden virtauksiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin, sulfaatin pelkistymiseen ja kallion kulkeutumisominaisuuksiin liittyviä tutkimuksia. Lisäksi ONKALOon on louhittu ns. demonstraatiotiloja, joissa on tehty rakentamista, kallion soveltuvuusluokituksia ja teknisten vapautumisesteiden asentamista koskevia tutkimuksia ja testejä. Olkiluodon kallioperän soveltuvuus loppusijoitukseen on vahvistunut ONKALOn rakentamisen myötä. Sekä ONKALOsta että maan pinnalta hankittujen tietojen avulla on kehitetty kriteerit ja yksityiskohtainen menettely loppusijoitustunnelien sijoittamiselle Olkiluodon kallioperään siten, että sen pitkäaikaisturvallisuuden kannalta suotuisat ominaisuudet voidaan hyödyntää parhaalla mahdollisella tavalla. Rakentamislupahakemuksen perusteella Olkiluodon kallioperää on tutkittu tarkasti. Geologiset selvitykset osoittavat, että kallioperä on vakaata eikä laitoksen toimintaan vaikuttavia maanjäristyksiä esiinny. Lisäksi Posiva käynnisti vuonna 2002 Olkiluodon paikallisella seismisellä asemaverkolla seismiset mittaukset. Asemaverkkoa on laajennettu vuosina 2004 ja 2006. Olkiluodossa on tehty myös mikromaanjäristysmittauksia, joiden avulla on pyritty lisäämään tietoa Olkiluodon kallioperän rakenteesta, liikkeistä ja stabiilisuudesta. Mittaukset ovat myös osa ONKALOn ydinsulkuvalvontaa. Alueella esiintyy mikromaanjäristyksiä, jotka ovat louhinnan ja siihen liittyvien räjäytysten aiheuttamia. Myös STUKin turvallisuusarvion mukaan Olkiluotoa on tutkittu hyvin laajasti verrattuna Suomen kallioperään yleisesti. Loppusijoituspaikan rakentamisen aloittamiseksi tehty kallioperän karakterisointityö on riittävää STUKin lausunnon mukaan. Posivan aineistot tukevat olettamusta, että alue olisi seismisesti vakaa myös tulevaisuudessa ja että suuren maanjäristyksen uhka on hyvin pieni loppusijoituksen kannalta. Seismiset tarkastelut ovat rakentamislupavaiheeseen riittävät, mutta niitä mukaan lukien seismiset riskit ja seismiset uhkat on jatkossa laajennettava turvallisuusperustelun luotettavuuden parantamiseksi. Loppusijoituspaikasta on julkaistu yhteenveto, jossa esitetään 20 vuoden ajalta kerätty tieto (Posiva Site Description 2011). STUKin turvallisuusarvion mukaan Posivan loppusijoituspaikan kuvaus perustuu useiden tutkimusalojen ja menetelmien tuloksiin, joista saadun tiedon yhdistämisessä kokonaiskäsitykseksi on

17 vielä kehittämistä. Eri tutkimusalojen tulosten ja mallikuvausten yhteensovittamista tulee jatkaa ja syventää turvallisuusperustelun luotettavuuden parantamiseksi. STUKin turvallisuusarviossa todetaan, että Posiva on selvittänyt loppusijoituspaikan ominaisuuksia ja kehityskulkua. Maanalaisten tutkimustilojen louhinnan aikana Posiva on kerännyt käytännön kokemuksia Olkiluodon kallioperän vakaudesta. Kallioperän perustilan jännitystilojen ymmärrys ja mittausaineistot ovat rakentamislupavaiheen osalta riittävät. Niihin liittyy kuitenkin epävarmuuksia ja puutteita, joita Posivan on vähennettävä ennen loppusijoitustilojen rakentamisen aloittamista. Lisäksi tarvitaan lisäselvitystä kallion heterogeenisuuden vaikutuksista kallion stabiilisuuteen sekä rikkonaisuusvyöhykkeiden kalliomekaanisista ominaisuuksista eri mittakaavoissa. Kokonaisuutena STUK on katsonut kallion karakterisointi- ja tutkimustiedon riittäväksi rakentamisluvan myöntämisen kannalta mutta samalla todennut, että Olkiluodon kallioperän tutkimuksia on jatkettava rakentamisen edetessä. 5.3.2 Kallioluokitus Kallioperätutkimuksissa yhtenä tavoitteena on ollut laatia ns. kallioluokituskriteerit. Tutkimusten kohteina ovat olleet loppusijoitukseen soveltuvat kalliotilavuudet. Tutkimuksissa on myös arvioitu tunneliosuuksien ja loppusijoitusreikien soveltuvuutta loppusijoitukseen mm. ONKALOn demonstraatiotunneliin kairattujen koeloppusijoitusreikien ja niiden pilottireikien perusteella. Kallioluokittelu perustuu myös maan pinnalta tehtyihin kairauksiin. Posiva on julkaissut kallion luokitteluun liittyvät tutkimustulokset erillisissä raporteissa. Kallioluokituksella on merkitystä loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuuden kannalta. Kallioluokituskriteerien avulla pyritään välttämään heikkoa kalliota ja pienentämään epäsuotuisten virtausolosuhteiden esiintymistä. Kallioluokituksella on myös merkitystä loppusijoitustilojen rakentamisen kannalta. Kallioluokituskriteerien avulla pyritään asemoimaan loppusijoitustilat siten, että vältetään pitkäaikaisturvallisuuden kannalta epäedullisia geologisia ja hydrogeologisia vyöhykkeitä ja kalliorakoja, joissa voi syntyä merkittäviä siirtymiä tai jotka saattavat vedenjohtavuus- ja virtausominaisuuksiensa takia aiheuttaa pohjavesikemian muuttumisen epäedulliseksi tai toimia nopeina virtausreitteinä loppusijoitusrei istä maanpinnalle. Tutkimusten edetessä on myös arvioitu kriteerien riittävyyttä ja kriteerien toimivuutta. STUKin turvallisuusarviossa todetaan, että kallioluokitusjärjestelmän luotettavuutta on erittäin tärkeä arvioida loppusijoitustilan ensimmäisen vaiheen rakentamisen aikana ja sen jälkeen sekä ottaa huomioon järjestelmän käyttökokemukset sen jatkokehityksestä. Esimerkiksi luokituksen kriteerejä rakentamisen eri vaiheissa ja ennuste-toteumamenettelyä on edelleen kehitettävä. STUK toteaa edelleen, että Posivan on viimeisteltävä arviointiprosessin menettelyt ja esitettävä suunnitelmat kallioluokituksen jatkokehityksestä ennen rakentamisen aloittamista. STUK arvioi kallioluokitusjärjestelmän kokonaisuudessaan uudelleen käyttölupahakemuksen käsittelyn yhteydessä. 5.3.3 Kalliorakentamisen vaikutukset ja seuranta ONKALOn ja myöhemmin myös loppusijoitustilojen rakentaminen vaikuttaa ympäröivään kallioperään, pohjaveden virtausolosuhteisiin ja pohjavesikemiaan sekä pintaympäristöön. Posiva on käynnistänyt

18 ONKALOn rakentamisen vaikutusten seurannan eli ns. monitoroinnin vuonna 2004. Tarkoituksena on seurata vaikutusten suuruutta ja laajuutta sekä maanalaisista tiloista että maan pinnalta. Monitorointiohjelman avulla seurataan, että kallioperä säilyttää mahdollisimman hyvin pitkäaikaisturvallisuuden kannalta tärkeät ominaisuudet eikä rakentaminen aiheuta odottamattomia tai arvioitua suurempia haitallisia vaikutuksia. Monitorointiohjelma sisältää kalliomekaniikan, hydrologian, hydrogeokemian ja pintaympäristön seurannan sekä rakentamisessa käytettyjen ja käytettävien vieraiden aineiden laadun ja määrän seurannan. STUKin turvallisuusarvion mukaan Posiva käyttää useita keinoja vähentääkseen rakentamisen aiheuttamaa häiriötä. Tällaisia keinoja ovat louhinnan häiriövyöhykkeen rajoittaminen ja häiriövyöhykkeen poistaminen tulpparakenteiden kohdalla. Hydrogeologisia ja hydrogeokemiallisia häiriöitä rajoitetaan tiivistämällä vesivuotoja kallioinjektoinnein. STUKin turvallisuusarvion mukaan maanalainen loppusijoituslaitos voidaan rakentaa siten, että rakentamisen aiheuttama häiriö kallio- ja pohjavesiympäristöön pysyy hallittuna. Kallion luokitusjärjestelmän soveltamiseen liittyy edelleen kehitystyötä, jota Posivan on jatkettava ottaessaan kehitetyn menetelmän käyttöön tilojen asemoinnissa. Kalliomekaniikan seurantaohjelma Vaikutusten seurannan ohella kalliorakentamisen vaikutuksia on tutkittu kallion ominaisuuksiin kuten jännitystilaan ja hilseilylujuuteen. Kallion jännitystilan tutkimiseksi on tehty jännitystilamittauksia louhituissa tiloissa. Kallion jännitystilaa on tavoitteellisesti pyritty ymmärtämään seikkaperäisemmin loppusijoitussyvyydellä. Kallion jännitystilan merkitys kytkeytyy kiven lujuuteen (ns. kallion hilseilylujuus ja sen tutkimus). STUKin turvallisuusarvion mukaan kallioperän perustilan jännitystilojen ymmärrys ja mittausaineistot ovat rakentamislupavaiheen osalta riittävät. Niihin liittyy kuitenkin epävarmuuksia ja puutteita, joita Posivan on vähennettävä ennen loppusijoitustilojen rakentamisen aloittamista. Lisäksi tarvitaan lisäselvitystä kallion heterogeenisuuden vaikutuksista kallion stabiilisuuteen sekä rikkonaisuusvyöhykkeiden kalliomekaanisista ominaisuuksista eri mittakaavoissa. Hydrologian seurantaohjelma Hydrologian seurantaohjelmaan kuuluvat mm. pohjaveden pinnankorkeus ja painekorkeus, avoimien reikien virtausolosuhteet, pohjaveden virtaus, vedenjohtavuus, pohjaveden suolaisuus ja sähkönjohtavuus. Olkiluodon pohjavesi on loppusijoitussyvyydellä suolaista ja suolaisuus lisääntyy syvyyden kasvaessa. Rakentamislupahakemuksen mukaan louhinta aiheuttaa vaurioituneen vyöhykkeen muodostumisen kallioon, etenkin tunnelin lattiaan, mutta jatkuvaa vauriovyöhykettä, joka voisi toimia radionuklidien kulkeutumisreittinä, ei oleteta muodostuvan. Louhintavauriovyöhyke ja siihen liittyvät epävarmuudet otetaan huomioon pohjaveden virtausmallinnuksessa. Vaikutuksia pohjaveteen havainnoidaan maapeitteessä ja kalliossa sijaitsevien tarkkailupisteiden avulla. Vaikutuksia arvioidaan numeerisen virtausmallin avulla. Virtausmallia päivitetään ja tuloksia verrataan havaittuihin arvoihin. ONKALOn ja kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentaminen saattaa vaikuttaa Olkiluodon kallioperässä liikkuvan veden virtausreitteihin ja nopeuksiin sekä sitä kautta myös pohjaveden

19 kemialliseen koostumukseen. Tunneleita rakennettaessa ja loppusijoitustiloja käytettäessä avoimiin tunnelitilavuuksiin vuotaa pohjavettä, joka pumpataan maanpinnalle. Tämä alentaa pohjaveden painekorkeutta tunneliston ympärillä ja aiheuttaa mahdollisesti myös pohjaveden pinnankorkeuden alenemista Olkiluodon saaren alueella. Vuotovesien määrää ja vaikutusten laajuutta pyritään rakennustyön edetessä vähentämään tiivistämällä kalliota tunnelien ympärillä. Rakentamislupahakemuksessa esitetyn arvion mukaan kokonaisvuoto tulee olemaan enimmillään noin 100 litraa minuutissa tiivistämisen onnistumisesta riippuen silloin kun sekä ONKALO että kulloinkin avoimena oleva tila ovat samanaikaisesti avoimia. Vuotoveden lisääntyminen rakentamisen edetessä ei todennäköisesti enää lisää jo havaittua hyvin pientä vaikutusta pohjaveden pinnan korkeuteen, koska ONKALOn pinnanläheiset osat on jo rakennettu. Paikallisesti alenema on voinut ja voi tulevaisuudessa muodostua suuremmaksi kohtiin, joissa keskimääräistä paremmin vettä johtavia rakenteita sijoittuu pinnan läheisyyteen ja joista vedet vuotavat ONKALOon. Rakentamislupahakemuksen mukaan pohjaveden painekorkeudessa on havaittu sekä lyhytaikaisia että pitkäaikaisia muutoksia. Lyhytaikaiset muutokset ovat johtuneet useista eri tutkimustoimenpiteistä sekä tutkimusalueella että ONKALOssa ja tilapäisistä vuodoista ONKALOssa tehtyjen reikien lävistäessä vettä johtavia vyöhykkeitä ja rakoja. Painekorkeuden alenemat ovat vaihdelleet noin metristä yli 10 metriin. ONKALOn lähialueella on painekorkeus alentunut paikoin yli 100 metriä yksittäisissä raoissa. Kallion injektoinnissa käytetyllä sementillä on pystytty pienentämään vedenjohtavuuksia. Rakentamislupahakemuksen mukaan ONKALOn aiheuttama painegradientti on aiheuttanut muutoksia joissakin tapauksissa syvällä kalliossa kaavaillun loppusijoitustason alapuolella. Pohjavesi on joissakin kohdissa laimentunut. Joissakin kairarei issä on tapahtunut suolaisuuden kasvua. Vaikutukset pyritään minimoimaan ohjeistuksella, joka liittyy vesivuotojen hallintaan, kairauksiin, louhinnassa syntyviin kalliovaurioihin ja kaikkien loppusijoituksen kannalta vieraiden aineiden käyttöön maanalaisissa tiloissa ja niiden läheisyydessä. Posiva on julkaissut seurannan tulokset erillisissä raporteissa. Hydrogeokemian seurantaohjelma Kalliotilojen louhinta vaikuttaa pohjaveden virtausolosuhteisiin ja muuttaa niitä. Kalliotiloihin vuotava pohjavesi saattaa johtaa syvältä kallioperästä hyvin suolaisia pohjavesiä ja maanpinnalta makeita vesiä kalliotiloja kohti, mikä puolestaan voi muuttaa pohjavesikemiaa loppusijoitussyvyydellä teknisille vapautumisesteille epäedullisemmaksi. Näitä hydrogeokemiallisia häiriöitä Posiva pyrkii rajoittamaan tiivistämällä vesivuotoja ensisijaisesti kallioinjektoinnein. Louhinnassa ja injektoinneissa käytettävät materiaalit ovat kuitenkin vieraita aineita, jotka saattavat muuttaa pohjavesikemian olosuhteita teknisille vapautumisesteille epäedulliseksi. Pohjaveden virtausolosuhteista todetaan rakentamislupahakemuksessa, että suoranaisia muutoksia matalissa pohjavesissä ei ole havaittu ennen kuin vuonna 2010, jolloin sulfaattipitoisuus kohosi ONKALOn ympärillä ja erityisesti yläpuolella. Ilmiö saattaa olla yhteydessä ONKALOn rakentamisen aiheuttamiin muutoksiin pohjaveden virtausolosuhteissa. Toisaalta pohjavedessä on havaittu lievää suolaisuuden laimenemista kallion pintaosissa. Syvällä kalliossa havaitut muutokset ovat olleet vähäisiä.

20 Rakentamislupahakemuksen mukaan pohjaveden suolaisuus loppusijoitussyvyydellä palautuu louhinnan aiheuttamista muutoksista selvästi hitaammin kuin pohjaveden virtaus. Pitoisuus pysyy kuitenkin tavoiteominaisuuksien mukaisena. Pitkän aikavälin tarkasteluissa ikirouta hidastaa merkittävästi pintavesien suotautumista pohjaveteen ja suolaisuuden lasku loppusijoitussyvyydellä lähes pysähtyy. Tutkimuksissa ei ole havaittu merkkejä siitä, että edellisen jääkauden sulamisvedet olisivat saavuttaneet loppusijoitussyvyyden Olkiluodossa edellisen jääkausisyklin aikana. STUKin turvallisuusarvion mukaan edellä mainitut loppusijoitusjärjestelmän toimintakykyyn vaikuttavat tekijät on huomioitu ONKALOn rakentamisen aikana ja niiden hallintaan on kehitetty menettelytapoja. STUK toteaa edelleen, että Posivan esittämät perustelut kalliopohjavesikemian suotuisuudesta loppusijoitussyvyydellä ovat uskottavia. Olkiluodon perustilan hydrogeokemiallinen karakterisointi ja paleohydrogeokemiallisen evoluution tulkinta ovat Posivan vahvinta perusteluaineistoa sijoitustiloja ympäröivän kallion stabiilisuudesta. Posiva esittää turvallisuusperustelussaan mm. arvioita suolaisuuden kehittymisestä seuraavien 50.000 vuoden ajalta. Nämä kehityskulut vaikuttavat loppusijoitustiloja ympäröivän lähikallion pohjaveden laimenemisen suhteen ylipessimistisiltä, sillä ne eivät huomioi pintavesien suotautumisen yhteydessä tapahtuvia vesi-kalliovuorovaikutuksia. STUKin mukaan Posivan on edelleen tarkennettava ja parannettava kokonaisvaltaisesti hydrogeokemiallisen kehittymisen kuvausta ja tarkennettava käsitystä rakentamisesta aiheutuvien häiriöiden palautumisesta laitoksen osien sulkemisen jälkeen. Pintaympäristön seurantaohjelma Pintaympäristöön kohdistuvina vaikutuksina seurataan louhintaa, murskausta ja läjitystä sekä sitä, miten ne vaikuttavat ilman laatuun. Rakentamislupahakemuksen liitteessä 16 todetaan, että louhinnan kesto ja ajoittuminen sekä vaikutusalueen koko huomioiden merkittäviä ympäristövaikutuksia ei ole. Maanalaisen räjäytyksen pöly ei vaikuta maanpinnalla. 5.3.4 Ulkoiset uhkat ja niihin varautuminen Maanpäällisistä luonnonilmiöistä tärkeimpiä loppusijoituksen kannalta ovat jääkauden aiheuttamat olosuhteiden muutokset ja ikirouta. STUKin turvallisuusarvion mukaan Posiva on arvioinut mallinnuksen perusteella, että ikirouta ulottuisi 60-240 metrin syvyyteen 10 000 vuoden kestoisen kylmän ja kuivan jakson aikana. Samaa analyysiä käyttäen Posiva on arvioinut, että ikiroudan ulottuminen 400 metrin syvyyteen edellyttäisi 100 000 vuoden kuivaa ja kylmää jaksoa, mitä se pitää epätodennäköisenä. Pitkälle tulevaisuuteen ulottuviin ilmaston kehittymisen analyyseihin liittyy epävarmuuksia ja tästä syystä Posiva on arvioinut myös loppusijoitussyvyydelle ulottuvan ikiroudan vaikutuksia teknisten vapautumisesteiden toimintaan. Vuonna 2009 Posiva osallistui kansainväliseen tutkimusprojektiin, jossa tehtiin kairaustutkimuksia ja virtausmittauksia Grönlannissa. Monivuotisissa tutkimuksissa selvitettiin mannerjäätikön vaikutuksia pohjaveden kiertoon ja kemiallisiin ominaisuuksiin. Tutkimuksen tulosten avulla on arvioitu loppusijoituksen turvallisuutta jääkausiolosuhteissa. Lisäksi tutkimuksen tulosten avulla on tarkasteltu olemassa olevia jääkausimalleja ja jääkauden aikaisen pohjavesikemian mallinnuksen realistisuutta. Tutkimukset toteutettiin yhteistyössä ruotsalaisten ja kanadalaisten kanssa.

21 Ilmatieteen laitos on Posivan toimeksiannosta mallintanut tulevia ilmasto-oloja. Hankkeen tavoitteena on arvioida lämpimien ja kylmien jaksojen aikakausia, niiden todennäköisyyttä ja mahdollisia ääriarvoja eri ilmastoskenaarioissa seuraavien 100 000 vuoden aikana. Ilmastomallintamisen tietoja on tarvittu pitkäaikaisturvallisuuden arviointiin ja niissä käytettyjä skenaariomäärittelyjä varten. Yhtenä tutkimuskohteena on ollut ilmaston kehitys. Kallioperän toimiminen luonnollisena vapautumisesteenä pitkän ajan kuluessa perustuu siihen, että sitä varten on muodostettu näkemys ilmaston kehityksestä ja kehittymisestä tulevaisuudessa. Sitä varten Posiva on muodostanut vaihtoehtoisia ilmastoskenaarioita loppusijoituksen tulevaisuuden kehityskulkujen laatimista varten. Skenaarioiden muodostamista varten on tehty kvantitatiivisia tarkasteluja. STUKin turvallisuusarviossa todetaan, että ilmaston kehityksen kuvaus on rakentamislupavaiheen osalta riittävä. 5.4 Tekniset vapautumisesteet Periaatepäätöksen jälkeen tutkimuksen kohteina ovat olleet teknisten vapautumisesteiden loppusijoituskapseli, bentoniittipuskuri turvallisuustoimintoihin liittyvät tutkimukset loppusijoitusolosuhteisiin liittyvät tutkimukset teknisten vapautumisesteiden toiminta loppusijoitusolosuhteissa pitkäaikaisturvallisuuden näkökulmasta 5.4.1 Kapselitutkimukset Käytetty ydinpolttoaine pakataan valuraudasta ja kuparista valmistettuun kaksinkertaiseen kapseliin, jossa päällimmäisenä oleva kupari kestää hyvin korroosiota loppusijoitusolosuhteita vastaavissa, pelkistävissä (hapettomissa) olosuhteissa. Kapselit loppusijoitetaan useiden satojen metrien syvyyteen kallioperään, koska olosuhteet loppusijoitussyvyydellä (400 500 m) kallioperässä ovat suotuisat loppusijoituksen kannalta. Syvällä oleva kalliopohjavesi on hapetonta ja siinä olevien rikkivedyn ja sulfaattien määrät ovat vähäisiä. Toisaalta kalliopohjavesi sisältää kallioperästä liuenneita metalleja ja suoloja, jotka on otettava huomioon suunnittelussa. Kapselien suojaksi asennetaan bentoniittipuskuri. Bentoniittipuskuri paisuu veden vaikutuksesta. Sen jälkeen kapselien yleinen korroosio on erittäin hidasta muun muassa hapettomien olosuhteiden vuoksi. Periaatepäätöksen jälkeen kapselitutkimuksia on jatkettu muun muassa seuraavasti: Pitkäaikaisturvallisuuden osoittamiseksi on selvitetty kuparin mahdollisia korroosiomekanismeja ja korroosionopeuksia eri olosuhteissa. Tällaisia kokeita on tehty sekä Suomessa että Ruotsissa useissa laboratorioissa. Samalla seurataan muita kansainvälisiä korroosiotutkimuksia. Kapselin mekaanisen kestävyyden tutkimuksissa on keskitytty selvittämään kapselin valmistustekniikoiden ja valmistusvirheiden vaikutusta kapselin lujuuteen. Selvityksen kohteena ovat olleet myös kapseliin jäävät jännitykset sekä kapselimateriaalin viruminen ja virumismekanismit.