ydinvoimala

Samalla kun Suomeen on tekeillä kaksi uutta ydinvoimalaa, aletaan maamme vanhinta reaktoria purkamaan. Prosessi on kuitenkin hidas, sillä viranomaisten täytyy varmistaa, että homma hoituu kunnolla. Seuraavan vuoden ajan pallo on Säteilyturvakeskuksella.

Espoon Otaniemessä sijaitseva VTT:n tutkimusreaktori FiR-1 otettiin käyttöön vuonna 1962. Se ehti palvella tutkimusta ja lääketiedettä yli 50 vuoden ajan. Sitä käytettiin niin neutroni- ja reaktorifysiikan tutkimuksessa, koulutuksessa, isotooppianalyyseissä, kuin sädehoitoasemanakin.

Nyt on vuorossa laitoksen käytöstäpoisto, joka täytyy hoitaa tarkasti. Prosessi alkoi jo vuonna 2015, jolloin reaktori suljettiin viimeisen kerran.

Nyt VTT hakee lupaa FiR-1 -reaktorin lopullista purkamista sekä alueen puhdistamista varten. Luvan antaa valtioneuvosto. Ympäristövaikutusten arviointi on jo Työ- ja elinkeinoministeriön hyväksymä.

Laitoksen sulkemisen jälkeen purkamisesta on tehty tarkka suunnitelma. Siinä käydään läpi kuinka reaktori puretaan, laitospaikka puhdistetaan, ja radioaktiiviset aineet käsitellään. Purkujätteiden välivarastointi ja aikanaan loppusijoitus on tarkoitus toteuttaa Suomessa, yhteistyössä ydinvoimayhtiöiden kanssa.

Reaktorirakennuksen nykyinen säteilytaso ei juuri poikkea ympäristöstä. Purkujätteen kokonaismääräksi VTT arvioi "muutamia kymmeniä kuutiometrejä".

Mukana on myös suunnitelma käytetyn ydinpolttoainemäärän loppusijoituksesta. Tämä korkea-aktiivinen jäte kuljetettaneen Yhdysvaltoihin Idahon ydintutkimuskeskukseen. Samoin on tehty useiden muidenkin maiden tutkimusreaktorien kanssa. Käytetyt polttoainesauvat eivät juuri kuumene, sillä niiden jälkilämpö on alle watin. Polttoaine voidaan siksi kuljettaa loppusijoituspaikkaansa kuivasäiliössä. Määrä on hyvin pieni, vain noin 25 kiloa 20-prosenttiseksi rikastettua uraania.

Nyt on Säteilyturvakeskuksen vuoro arvioida, onko suunnitelma riittävä, toteuttamiskelpoinen ja lainmukainen. Käytöstäpoisto pitää suunnitella ja toteuttaa niin huolellisesti, että sekään ei aiheuta ongelmia ihmisille tai ympäristölle. STUKin osalta arviointiin kulunee noin vuosi.

FiR-1 hankittiin aikoinaan Yhdysvalloista. Reaktorin yyppinimi TRIGA on akronyymi sanoista "Training, Research, Isotopes, General Atomics", eli se on suunniteltu juuri yliopistojen tutkimuskäyttöön.

Reaktori on allasjäähdytteinen, eikä se tarvitse erityistä suojakuorta. Laitoksen fissioteho on varsin vähäinen, ainoastaan 250 kW. Uraani-zirkonium-hydridi -seoksella toimiva laitos on suunniteltu niin, että polttoaineen lämmetessä sen ydinreaktiot käyvät koko ajan harvinaisemmiksi. Näin sitä voidaan käyttää huoletta hyvinkin suurella teholla ilman sulamisriskiä – tosin ainoastaan lyhyinä pulsseina. Valmistajan mukaan reaktorilla voidaan saavuttaa jopa 22 gigawatin hetkittäinen teho.

FiR-1 on ensimmäinen ydinreaktori, joka poistetaan Suomessa käytöstä. Samalla pystytään päivittämään ydinlaitoksia koskevia viranomaisohjeita tulevien, paljon suurempien ydinvoimalaitosten poistoa ajatellen. FiR-1 toimii siis yhä vieläkin harjoittelukappaleena.

Suomessa on toiminnassa neljä muuta ydinreaktoria, kaksi Loviisassa ja kaksi Olkiluodossa. Ne otettiin käyttöön vuosina 1977–80 ja ovat käyttöikänsä päässä 2020–2030 -lukujen taitteessa. Ne ovat voimalaitoksia, jotka tuottavat yhteensä noin neljänneksen kaikesta maassamme käytetystä sähköstä.

Uusiakin ydinvoimaloita on tulossa: Olkiluoto-3 päästäneen (viimein) käynnistämään 2018, samana vuonna kuin Hanhikiven ydinvoimalan varsinaisen rakentamisen on tarkoitus alkaa.

FiR-1, tai sen käytetty polttoaine eivät tiettävästi ole missään vaiheessa aiheuttaneet vaaraa ympäristölle tai ihmisille.

Lisätietoa FiR-1 -projektin purkamisesta: VTT, STUK

Pietarissa tehdään historiaa kuluvan vuoden loppuun mennessä. Akademik Lomonosov saa tuolloin ensimmäisen ydinpolttoainelastinsa. Laite on maailman ensimmäinen kelluva ydinvoimala.

Polttoaineena on 350 kiloa kevyesti rikastettua uraania. Vastaava uraanimäärä löytyy 10-metrisestä kuutiosta uraanimalmia tai 60–90 -metrisestä graniittikuutiosta. Voimala toimii sillä kolme vuotta.

Tänään 37 vuotta sitten, 28. maaliskuuta 1979 tapahtui Yhdysvalloissa, Pennsylvaniassa lähellä Harrisburgin kaupunkia sijaitevassa Three Mile Islandin ydinvoimalassa vakava onnettomuus.

Sitä edellisestä vakavasta ydinvoimalaonnettomuudesta oli ennättänyt jo kulumaan aikaa, sillä se tapahtui vuonna 1957 Kyštymissä, Neuvostoliitossa.

Three Mile Islandin onnettomuus oli kansainvälisellä ydinlaitostapahtumien asteikolla luokkaan 5 kuuluva tapahtuma, eli siitä ei aiheutunut henkilövahinkoja eikä merkittäviä ympäristövaikutuksia, mutta laitokselle koitui siitä suuria vahinkoja.

Onnettomuudessa vapautui ilmaan hieman radioaktiivista xenonia ja kryptonia. Ihmisille ja luonnolle vaarallista radioaktiivista jodia vapautui vain hyvin vähän, koska voimalan suojarakennus toimi kuten oli suunniteltu.

Päästöstä aiheutui ympärillä asuville noin kahdelle miljoonalle asukkalle 14 µSv:n säteilyannos, mikä ei ollut vaarallista. Normaali röntgenkuva on noin 32 µSv.

Voimalan kakkosyksikön ydin suli osittain, ja koska paria viikkoa ennen onnettomuutta elokuvateattereihin saapui elokuva The China Syndrome, joka käsitteli ydinvoimakatastrofia ja erityisesti ytimen sulamista (ns. Kiina-ilmiötä), nousi onnettomuus heti otsikoihin. Onnettomuus oli toki merkittävä, mutta siitä muodostui julkisuudessa todellisuutta suurempi tapaus. Koska onnettomuus tapahtui myös Yhdysvalloissa, levisi uutinen heti kaikkialle.

Onnettomuusalueen puhdistus alkoi välittömästi onnettomuuden jälkeen ja saatiin virallisesti päätökseen vuonna 1993, jolloin hintaa operaatiolle oli tullut karkeasti yksi miljardi nollaria.

Voimalan toinen yksikkö, numero 1, on edelleen toiminnassa ja se on tarkoitus pitää tuotannossa vuoteen 2034 saakka.

Yhdysvaltain kansallisarkistosta peräisin olevassa kuvassa presidentti Jimmy Carter lähtee Three Mile Island in voimala-alueelta vierailtuaan paikalla 1.4.1979.

Usein kuulee sanottavan, että tuulivoima on tyhjänpäiväistä vihreiden löpertelyä ja että ainostaan perinteisillä energianmuodoilla voidaan tuottaa tarpeeksi sähköä.

Tänään kuitenkin Pohjolassa on tuotettu enemmän sähköä tuuligeneraattoreilla kuin ydinvoimalla.

Ajantasaisen tilanteen näkee hyvin mm. Finngridin verkkosivuilta, joka näytti klo 16:03 tänään tuotetulle tuulivoimalle 3575 MW ja ydinvoimalle 3371 MW (ks. kuva alla). Samalla suurin osa energiasta tuotettiin vesivoimalla (9524 MW), joka voidaan toki laskea myös uusiutuvaksi energiamuodoksi.

Kyseessä on toki tuulen kannalta suotuisa päivä, koska Pohjanmerellä tuulee voimakkaasti ja Tanskassa olevat tuuligeneraattorit saavat siitä kerättyä talteen hyvin energiaa. Samalla energian kulutus on vain kohtalaista – onhan kesä, eikä lämmitystä juuri tarvita.

Tilanne on siis hieman samankaltainen kuin viime kesäkuussa, kun Saksassa tuotettiin yli puolet koko maan tarvitsemasta sähköenergiasta aurinkopaneeleilla. 

Nämä kumpikin tapaus kuitenkin osoittavat selvästi sen, että uusiutuvilla energiamuodoilla voidaan tuottaa olennaisia määriä energiaa. Ne vaativat toki varavoimaa pilvisten ja tyynten päivien varalle, mutta myös muut energiamuodot vaativat varavoimaa. 

Samalla kuitenkin kannattaa ajatella hieman laajemmin: sähköverkko ei ole paikallinen, vaan kattaa suuremman alueen. Niinpä tänäänkin on Suomessa käytetty tanskalaista tuulivoimaa yhteispohjoismaisen kantaverkon ansiosta; etenkin laajojen, älykkäiden sähköverkkojen ansiosta energiantuotantoa kautta Euroopan voitaisiin katsoa kokonaisuutena, jolloin jossain päin mannerta aina tuule ja paistaa, ja jossain päin voidaan tuottaa energiaa muilla keinoin.

Vuonna 2014 liki viiden miljardin euron tappion tehnyt ranskalainen ydinvoimayhtiö Areva on entistä suuremmissa vaikeuksissa: sen rakenteilla olevista uuden sukupolven tekniikkaa käyttävistä EPR-voimaloista on löytynyt suuri ja todennäköisesti hyvin kalliita korjaustoimia vaativa vika. Asiasta kertovat useat ranskalaismediat, mm. Le Monde.

Kyseessä on reaktoriytimen painekattilan teräs, mistä on havaittu liian suuria hiilipitoisuuksia. Hiili heikentää terästä ja tekee sen alttiiksi halkeamille. Hankalinta asiassa on se, että suurimmat hiilipitoisuudet on havaittu reaktorin alapuolella, missä kattilan tulisi olla kaikkein vahvin mahdollisen reaktoriytimen sulamisen vuoksi.

Olkiluodossa rakenteilla oleva ydinvoimala on eräs Arevan EPR-voimalatyömaista, mutta siinä on käytetty kiinalaisen teräsvalmistajan sijaan japanissa tehtyä terästä.  Kiinalaisterästä on sen sijaan käytetty kahdessa Kiinaan Taishaniin tekeillä olevassa ja alkuperäiseen, Ranskan Flamanvilleen tekeillä olevissa voimalassa. Siis suomalaisvoimalan Japanissa tehty teräs täyttää vaatimukset, mutta Kiinassa tehty ei.

Siitä, onko laatuongelmaan syynä Areva vai teräksen tuottaja, ei ole vielä tietoa.

Arevan – ja jo nyt pahasti myöhässä olevien rakennustyömaiden – kannalta tämä on erittäin ikävää, sillä painekattilat ovat voimalarakennuksen kaikkein sisimmässä ytimessä ja niiden vaihtaminen tarkoittaisi mahdollisesti koko voimalan purkamista ja uudelleen rakentamista.

Havaitusta heikkolaatuisesta teräksestä tiedotettiin viime tiistaina. Vian löysi Ranskan ydinturvallisuusviranomainen ASN (Autorité de sûreté nucléaire), joka kertoi havainneensa Flamanvillen reaktorin kattilan teräsnäytteen kemiallisessa ja mekaanisessa testissä epänormaaliuksia, jotka johtuvat liian suuresta hiilen määrästä. Nyt itse painekattilaa on tutkittu ja siitä sekä kiinalaislaitosten kattiloista on lehtitietojen mukaan havaittu samoja heikkouksia.

On siis toistaiseksi epäselvää, tuleeko painekattilat purkaa kokonaan, vai riittääkö niiden jonkinasteinen korjaaminen. Areva ei ole toistaiseksi kommentoinut asiaa. ASN on varoittanut löydöstään myös muita maita, niiden joukossa Suomea.

Koska Olkiluodossa käytetty teräs on erilaista ja koska Suomessa laatuvalvonta on ollut nähtävästi tarkempaa, voi olla hyvinkin niin, että Areva voi lopulta kiittää suomalaisviranomaisia tiukkuudestaan: myöhästymiskustannukset ovat minimaalisia verrattuna siihen, jos voimalaitokset joudutaan käytännössä rakentamaan uudelleen.

Ranskan energia-asioista vastaava ministeri Segolene Royal on todennut Reutersin mukaan, että tarkempia tutkimuksia tehdään viimeistään lokakuussa, mutta ASN:n mukaan joitain testejä aletaan tekemään saman tien. Samalla suurimman osan Arevasta omistava hallitus tekee päätöksiä yhtiön tulevaisuudesta, ja voi olla, että raskaat tappiot ajavat Arevan konkurssiin – tai käytännössä uudelleensynnyttämiseen.

Alun perin Olkiluodon uuden EPR-voimala piti kytkeä verkkoon vuonna 2009 ja Flamanvillen ydinvoimalan oli tarkoitus käynnistyä vuonna 2012. Nykyisen kaavailun mukaan Olkiluoto 3 ei ole valmis ennen vuotta 2018 ja Flamanvillen avajaisia oli tarkoitus viettää   vuonna 2017. Nyt aikakin Flamanvillen rakennus viivästyy edelleen, ja mikäli rakennus täytyy tehdä uudelleen, on viivästyminen hyvin merkittävä.

Olkiluodon voimalan hinnaksi arvioitiin aluksi 3 miljardia euroa, mutta nyt hintalapussa on ainakin 9 miljardia. Voimalan tilannut Teollisuuden Voima ja Areva yhdessä partnerinsa Siemensin kanssa ovat oikeustaistelussa toisiaan vastaan miljardiluokan korvausvaatimuksista.

Tämä kuva on levinnyt laajalti internetissä ja sen ohessa olevien tekstien mukaan kyseessä on maaliskuussa 2011 tapahtuneen Tohokun maanjäristyksen seurauksena Fukushiman ydinvoimalasta mereen valuneen radioaktiivisuuden määrä. Kuva on dramaattinen: radioaktiiviset aineet näyttävät levinneen ympäri Tyyntä valtamerta Etelämantereelta Yhdysvaltain rannikolle.

Kuva on todellinen, mutta se ei esitä radioaktiivisuutta, vaan maanjäristyksen seurauksena syntyneen tsunamiaallon korkeutta. Yhdysvaltain meren- ja ilmakehätutkimuslaitos NOAA julkisti kuvan heti järistyksen jälkeen, mutta yhä edelleen kuva pulpahtaa esiin eri puolilla ja sen väitetään esittävän radioaktiivisuutta. Tapaus on jälleen hyvä esimerkki siitä, että "liian komeaan" kuvaan kannattaa suhtautua varauksellisesti...

Tämä ei luonnollisestikaan tarkoita sitä, etteikö Fukushimasta vapautunut radioaktiivisuus ole vaarallista. Päinvastoin.

Pahimmillaan järistyksen runnomasta, huonosti rakennetusta ja turvamääräyksistä piittaamattomasta ydinvoimalasta laski mereen joidenkin tietojen mukaan 300 tonnia radioaktiivista vettä vuorokaudessa, ja vaikka määrä ei ole nyt näin suuri, virtaamaa on edelleen. Voimalayhtiö TEPCO on koittanut vähätellä ja peitellä voimalan vaurioita ja sen ympäristövaikutuksia koko ajan järistyksen jälkeen, ja kuten tuorein Japanissa ollut järistys osoitti, on Fukushiman voimala edelleen suuri uhka. Tapaus heitti aiheestakin pitkän varjon paitsi Japanin, niin myös koko ydinvoimateollisuuden päälle.

Fukushiman ydinvoimalaitosonnettomuus on suurin ja vakavin ydinonnettomuus sitten 1986 tapahtuneen Tsernobylin ydinvoimalakatastrofin.

Silti sen radioantiivisuusvaikutukset esimerkiksi Yhdysvaltain rannikolla ovat olleet huomaamattomat. Ensinnäkin Tyynessä valtameressä on niin valtavasti vettä, että suureltakaan kuullostavat radioaktiivisen valumaveden määrät eivät nosta koko meren pitoisuuksia käytännössä lainkaan. Paikallisesti Japanissa tilanne on toki hälyttävä.

Toiseksi useat radioaktiiviset isotoopit hajoavat paljon nopeammin kuin niitä kestää kulkeutua meren halki. Esimerkiksi Jodin radioaktiivisen isotoopin I-131:n puoliintumisaika on kahdeksan päivää, joten sen aktiivisuus putoaa puoleen joka 8. päivä. Sen sijaan radioaktiivisen Cesiumin isotooppien puoliintumisajat ovat pitempiä: Cs-134:n noin kaksi vuotta ja Cs-137:n noin 30 vuotta, joten nämä ovat vaarallisempia.

Hyvin pieniä vaikutuksia myös Suomessa

Veteen joutuneita päästöjä vaarallisempia ovat olleet kuitenkin radioaktiivisuuden joutuminen ilmaan. Fukushimasta peräisin olevaa jodin radioaktiivista isotooppia I-131 havaittiin maalis- ja huhtikuun 2011 aikana koko pohjoisella pallonpuoliskolla.

Säteilyturvallisuuskeskuksen tietojen mukaan vuonna 1986 Suomessa mitattiin Tshernobylin onnettomuudesta peräisin olevaa radioaktiivista jodia 200 becquereliä kuutiometrissä (Bq/m³) eli noin 20 000 kertaa enemmän kuin Fukushiman päästön seurauksena mitatut suurimmat pitoisuudet Helsingissä. Suojaustoimiin pitää ryhtyä, kun radioaktiivisen jodin pitoisuus on tuhansia becquereleja kuutiometrissä ilmaa.

Radioaktiivisen jodin ja cesiumin lisäksi on Suomessakin havaittu myös muita Fukushimasta lähtöisin olevia radioaktiivisia aineita. Näiden aineiden pitoisuudet ovat kuitenkin olleet erittäin pieniä eikä Fukushimasta tulleella päästöllä kokonaisuudessaan ole Suomessa terveysvaikutuksia.

Kuva: NOAA