Loppusijoitus

Mitä ydinjäte on?

Tuotettaessa sähköä ydinvoimaloilla syntyy ydinjätettä, joka on radioaktiivista ja vaatii sen vuoksi erityistoimenpiteitä.

Ydinvoimalaitoksen käytössä ja huollossa kertyy matala- ja keskiaktiivista jätettä, jota sanotaan voimalaitosjätteeksi (VLJ). Osa ydinvoimalan rakenteista, muun muassa paineastia ja siihen liittyvät putket, muuttuvat radioaktiivisiksi tai niihin tarttuu radioaktiivisia aineita. Laitoksen toiminnan loputtua säteilevät jätteet on loppusijoitettava. Sekä voimalaitosjäte että purkujäte loppusijoitetaan voimalaitosjäteluolaan. Ydinvoimayhtiöt Teollisuuden voima Oyj  ja Fortum Power and Heat Oy huolehtivat itse voimalaitos- ja purkujätteestään.

Ydinvoimalat käyttävät polttoaineenaan uraania, jonka halkeamistuotteet ovat aluksi hyvin radioaktiivisia. Teollisuuden voima Oyj ja Fortum Power and Heat Oy ovat perustaneet Posiva Oy:n huolehtimaan yhtiöiden käytetystä ydinpolttoaineesta. Tämä polttoaine loppusijoitetaan Eurajoen Olkiluodon kallioperään.


Käytetty ydinpolttoaine

Ydinvoimalat käyttävät polttoaineenaan uraania, jonka halkeamistuotteet ovat radioaktiivisia. Käytetty polttoaine on korkea-aktiivista ydinjätettä, josta tulee huolehtia niin, ettei siitä aiheudu haittaa elolliselle luonnolle.

Käytetyn polttoaineen koostumus

Ydinvoimaloiden polttoaine on valmistettu kallioperästä louhitusta uraanimalmista. Polttoaineketjun alkupäässä malmi jalostetaan ydinpolttoainenipuiksi. Voimalaitokseen saapuva ydinreaktoreiden uraanipolttoaine on pakattu keraamisina tabletteina noin 1 cm:n läpimittaisiin ja 3–5 m:n pituisiin metalliputkiin eli polttoainesauvoihin, jotka on edelleen yhdistetty 126–265 kpl:n nipuiksi.

Käytetty ja tuore ydinpolttoaine näyttävät ulkoisesti samanlaisilta, mutta käytetyn polttoaineen uraanista on osa muuttunut radioaktiivisiksi halkeamistuotteiksi ja uraania raskaammiksi transuraaneiksi. Käytetystä polttoaineesta 96 % on yhä uraania.

polttoainenippu vaaka2

Radioaktiivisuus vähenee nopeasti

Käytetyn polttoaineen sisältämät uraani, halkeamistuotteet ja transuraanit ovat radioaktiivisia eli ne hajoavat vähitellen muiksi aineiksi ja lopulta pysyvästi ei-radioaktiivisiksi aineiksi. Eräillä aineilla tähän kuluu sekunnin murto-osia, toisilla miljardeja vuosia. Hajotessaan radioaktiiviset aineet lähettävät säteilyä.

Käytetty uraanipolttoaine on heti käytön jälkeen voimakkaasti radioaktiivista, mutta jo vuodessa sen aktiivisuus vähenee sadasosaan. Loppusijoitettaessa, eli noin 40 vuotta reaktorista poistamisen jälkeen, ydinpolttoaineen radioaktiivisuudesta on jäljellä 1/1 000 alkuperäisestä. Voimakkaimmin säteilevien aineiden radioaktiivisuus häviää vähitellen ja jäljelle jäävät pitkäikäiset, hitaasti puoliintuvat aineet


säteily polttoainenipun pinnalla
Säteilytaso polttoainenipun pinnalla on korkea kun polttoaine poistetaan reaktorista. Säteilytaso kuitenkin laskee nopeasti.









Polttoainenippujen uraanimäärä ja kierto

Olkiluoto 1 & 2 -laitosyksiköiden polttoaineniput sisältävät noin 180 kg uraania/nippu ja Loviisan 1 & 2 -yksiköiden 120 kg/nippu.

Olkiluodossa polttoaineniput ovat reaktorissa noin neljä vuotta ja Loviisassa noin kolme vuotta. Joka vuosi osa polttoaineesta vaihdetaan tuoreeseen, mikä tarkoittaa Olkiluodossa ja Loviisassa runsaat 100 uutta nippua/vuosi reaktoria kohti.

Reaktoreista poistetut polttoaineniput

Reaktoreista poistettuja polttoainenippuja jäähdytetään aluksi reaktorirakennuksen vesialtaissa. Muutaman vuoden kuluttua ne siirretään voimalaitoksen alueella sijaitsevaan käytetyn polttoaineen välivarastoon, missä niput ovat veden alla useita kymmeniä vuosia odottamassa loppusijoitusta. Tänä aikana käytetyn polttoaineen radioaktiivisuus ja lämmöntuotto vähenevät loppusijoituksen edellyttämälle tasolle.

Käytetyn polttoaineen loppusijoitus

Vuonna 1995 ydinvoimayhtiöt Teollisuuden Voima ja Fortum Power and Heat  perustivat Posiva Oy:n huolehtimaan ydinvoimaloidensa käytetyn polttoaineen loppusijoituksen tutkimuksesta ja käytännön toteutuksesta. Loppusijoitus on tarkoitus aloittaa vuonna 2020 Eurajoen Olkiluodossa.

 

kpa halkileikkaus
Käytetyn ydinpolttoaineen välivarasto Olkiluodossa (Kuva: TVO)


 


Voimalaitosjäte

Ydinvoimalaitoksen käytössä ja huollossa kertyy matala- ja keskiaktiivista jätettä, jota sanotaan voimalaitosjätteeksi (VLJ). Ydinvoimayhtiöt Teollisuuden Voima Oyj ja Fortum Power and Heat Oy huolehtivat voimalaitosjätteestään itse.

Voimalaitosjätteen synty

Matala-aktiivinen jäte on huoltojätettä, johon on tarttunut radioaktiivisia aineita. Matala-aktiivista jätettä ovat muun muassa huoltotöissä käytetyt suojamuovit, työkalut, suojavaatteet ja pyyhkeet sekä voimalaitokselta poistetut koneenosat ja putket.

Keskiaktiivista voimalaitosjätettä ovat prosessiveden puhdistusmassat.

Olkiluodossa voimalaitosjätettä kertyy vuodessa 150–200 m³ ja Loviisassa 100–150 m³.

Voimalaitosjätteen käsittely

Matala-aktiiviset jätteet puristetaan 200 litran tynnyreihin. Kokoonpuristumaton jäte pakataan teräs- tai betonilaatikoihin tai tynnyreihin.

Olkiluodossa keskiaktiiviset vedenpuhdistusmassat pakataan bitumiin kiinteytettynä terästynnyreihin  ja sijoitetaan jäteluolaan. Loviisassa vedenpuhdistusmassat pakataan sementtiin kiinteytettynä betonisiin jäteastioihin.

Voimalaitosjätteen loppusijoitus

Voimalaitosjäte varastoidaan Olkiluodossa ensin voimalaitoksella ja sen jälkeen erillisissä matala- ja keskiaktiivisten jätteiden välivarastoissa, joista jäte siirretään voimalaitosalueelle louhittuun  loppusijoitustilaan (VLJ-luola). Loviisassa voimalaitosjäte viedään suoraan voimalaitosjätteen loppusijoitustilaan.

Olkiluodon VLJ-luola otettiin käyttöön vuonna 1992 ja Loviisan vuonna 1997. VLJ-luolat on rakennettu kallioon 60–110 metrin syvyyteen. Jätteiden siirto loppusijoitustilaan tapahtuu erikoisajoneuvolla tunnelia pitkin.

Kun luolan käyttö päättyy, yhteydet luolaan suljetaan, minkä jälkeen tilaa ei tarvitse valvoa. Jätteiden radioaktiiviset aineet muuttuvat aikaa myöten ympäristölle vaarattomiksi. Jätteistä ei ole haittaa elolliselle luonnolle.

VLJ-kaavio su1
Olkiluodossa käytössä oleva voimalaitosjäteluola.



Purkujäte

Osa ydinvoimalan rakenteista muuttuu käytössä radioaktiivisiksi, joten toiminnan loputtua ne on loppusijoitettava. Ydinvoimalan rakenteista merkittävin on reaktorin paineastia. Myös tulevaisuudessa käyttöönotettavan käytetyn polttoaineen kapselointilaitoksen radioaktiiviset rakenteet ja laitteet tullaan purkamaan ja loppusijoittamaan.

Käytöstäpoisto

Ydinvoimalan sulkemisen jälkeisiä toimia, joihin myös purkujätteen loppusijoittaminen kuuluu, kutsutaan käytöstäpoistoksi. Sekä Loviisassa että Olkiluodossa purkujäte loppusijoitettaneen voimalaitosjäteluolaan laajennuksena tehtäviin uusiin tiloihin.

Purkujätteen käsittely Olkiluodossa

Olkiluodon voimalaitosyksiköiden käytön päätyttyä purkutyöt on suunniteltu tehtäväksi 30 vuoden kuluttua laitoksen sulkemisesta. Viivästetyn purkamisen etu on lyhytikäisten radionuklidien puoliintuminen ja radioaktiivisen jätteen väheneminen.

Purkujätteen käsittely Loviisassa

Loviisassa on suunniteltu välittömästi käytön päätyttyä purettavaksi se osa niistä voimalaitoksen rakenteista, joita ei tarvita alueella tapahtuvassa toiminnassa.

Toimintaan jäävät vielä esimerkiksi

  • käytetyn polttoaineen varastointi
  • jätteiden kiinteytys
  • matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitus.

Ydinjäte syntyy ydinvoimaloissa

Suomen kahdessa ydinvoimalaitoksessa, Eurajoella ja Loviisassa, toimii yhteensä neljä reaktoriyksikköä ja viides on rakenteilla. Ydinsähköntuotannossa syntyvästä jätteestä osa on radioaktiivista ja vaatii tarkkaa huolenpitoa.

Reaktoreiden teho

Teollisuuden Voima Oyj:n omistamien Olkiluoto 1 ja 2 yksiköiden  nettosähköteho on 860 MW/laitosyksikkö.

Fortum Power and Heat Oy:n omistamien Loviisa 1 ja 2 yksiköiden nettosähköteho on 488 MW.

Olkiluotoon rakennettavan Suomen viidennen (OL3) laitosyksikön nettosähköteho on valmistuessaan yli 1600 MW.

Laitosyksiköiden toiminta

Ensimmäinen yksikkö valmistui Loviisaan vuonna 1977 ja toinen 1980. Olkiluodon yksiköt valmistuivat 1978 ja 1980.

 


Jaa artikkeli: