Media

Ajankohtaista

25.4.2013 10.25

Kallion virka - suojata ja pidättää

Käytetty ydinpolttoaine sijoitetaan tulevaisuudessa kallioon, jota on tutkittu Olkiluodossa yli 30 vuoden ajan. Kalliota on mallinnettu aina vain tarkemmaksi, yllätykset ovat enää hyvin pieniä ja harvassa. Eniten tietoa on tarjonnut 437 metrin syvyyteen louhittu tutkimustila ONKALO, jossa parhaillaankin tutkitaan kallion kykyä suojata ja pidättää.

- Mitään ei toki voida sanoa varmaksi ennen kuin asia on silmin havaittu, mutta mallintajina olemme kehittyneet aikojen saatossa valtavasti, kertoo pitkäaikaisturvallisuusryhmän päällikkö Lasse Koskinen Posivalta. Koskisen työnkuvaan kuuluvat pohjaveden virtauksen ja radionuklidien kulkeutumisen mallintaminen sekä pitkän ajan kehityskulun kuvaukset esimerkiksi ilmastonmuutoksista.

Lasse K_pieni
- Päämääränämme on havaita raot mahdollisimman varhaisessa vaiheessa etukäteen tunneliin tai loppusijoitusreikään porattujen kairanreikähavaintojen avulla. Viimeistään poraamisvaiheessa pystymme toteamaan tarkasti, onko reiässä rakoja ja liittyykö niihin vesivirtauksia, selvittää Lasse Koskinen.

 

Vahva, vakaa ja ennustettava

Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituspaikalle määritellyt kriteerit täyttyvät Olkiluodon kalliossa, tarkoitukseen soveltuvaa ehjää kalliota on riittävästi suunnitellulle polttoainemäärälle. Tärkeintä on, että polttoaine sijoitetaan suojakapselissaan loppusijoitusreikään, jossa ei ole merkittäviä vettä johtavia tai pitkiä rakoja.

 

- Kapseli voi periaatteessa rikkoontua maanjäristysvaiheessa, joka todennäköisesti liittyisi jäätikön sulamiseen ja vetäytymisvaiheeseen. Rikkoontuminen on mahdollista kuitenkin vain, jos kapselin kohdalla on iso rako, Koskinen kertoo.

 

Raot ovat syntyneet kallioon yli miljardi vuotta sitten joko kalliomassan kiteytymisen yhteydessä tai jonkun aikaa sen jälkeen. Kallioon ei voi enää syntyä uusia rakoja, mutta vanhat raot voivat liikkua silloin kun jännitystila muuttuu voimakkaasti. Loppusijoitusreikää porattaessa kallio voi hilseillä muutaman sentin paksuudelta, mutta tällä ei ole turvallisuuden kannalta merkitystä. - Käytännössä sellaista todennäköisyyttä ei ole, että kapseli voisi rikkoontua kriteerit täyttävissä loppusijoitusrei'issä. Silti rikkoontumisen seurauksiakin tutkitaan koska vain sellaisessa tilanteessa ihmisten tai eliöiden altistuminen säteilylle on edes periaatteessa mahdollista, Koskinen selvittää.

 

Radionuklidien pidättyminen

Polttoaineen liukeneminen pohjaveteen olisi kapselin rikkoontuessa hyvin hidasta. Pieni osa radioaktiivisuudesta voisi kuitenkin liueta veteen nopeasti. Suurin osa vapautuneista radionuklideista jäisi lähialueelle. Hyvin pieni osa nuklideista voisi virrata kallion rakoverkostosta maanpinnalle, mutta Säteilyturvakeskuksen määrittelemät raja-arvot eivät tässäkään tapauksessa ylittyisi.

 

ONKALOssa on parhaillaan käynnissä Koskisen vetämä radionuklidien pidättymistä selvittävä koe. Loppusijoitussyvyydelle kairattuun koereikään ohjataan vettä, joka kuljettaa radioaktiivisia merkkiaineita noin kahden metrin matkan. Siitä, miten merkkiaineet viivästyvät virtauksen mukana, päätellään miten ne pidättyisivät. - Olemme saaneet kokeesta tuloksia, jotka vahvistavat aiempia olettamuksiamme. Kallio pidättää radionuklideja tehokkaasti. Aineet leviävät kallioon, josta ne kulkeutuvat virtauksen mukana eteenpäin vasta hyvin pitkän ajan myötä.  Toki kokeessa suurin osa aineista kulkee hyvin vettä johtavan "testiraon" virtauksen mukana, Koskinen selvittää.

 

Kallion merkitys loppusijoituksessa on suuri. Se suojaa loppusijoituskapselia ulkoisilta tekijöiltä ja rajoittaa tehokkaasti radionuklidien kulkeutumista. Mikäli loppusijoitusreikää halkoo suuri rako, on kallion merkitys huomattavasti pienempi. Loppusijoitukselle merkitykselliset raot vältetään kuitenkin jo suunnitteluvaiheessa.

 


 

Hetkestä äärettömään

Filosofian lisensiaatti, fyysikko Lasse Koskinen (49 v) on tutkinut työkseen 1,9 miljardia vuotta vanhan kallion pohjavesivirtauksia kaiken kaikkiaan 19 vuotta. Hänen tyypillinen 10 tunnin työpäivänsä kuluu pääasiassa turvallisuustutkimuksiin ja pohjavesimallinnuksiin liittyvissä kokouksissa. Tutkimusalueena on 24 km³ suuruinen Olkiluodon saaren alueen peruskallio, jossa on arviolta 2-3 rakoa kairareikämetriä kohti, joissa kalliopohjavetenä virtaa noin 200 litraa vettä minuutissa.  Tarkastelun alla on loppusijoitusturvallisuuden kannalta keskeinen 100 000 vuoden ajanjakso, jota mallinnetaan ja ennustetaan aiemman, historiallisen kehityksen pohjalta.

 

Turvallisuustutkimusten keskiössä on viisi vapautumisestettä: käytetyn ydinpolttoaineen kiinteä olomuoto, kupari-valurauta-kapseli, bentoniittipuskuri, tunneleiden täyteaine sekä kallio. Esteet rajoittavat ja hidastavat radioaktiivisten aineiden vapautumista kapselissa olevasta polttoaineesta. Keskeistä on, että loppusijoituskapselit sijoitetaan ehjään kallioon. Kapseli voidaan sijoittaa loppusijoitusreikään, johon vuotaa pohjavettä enintään 0,1 litraa minuutissa. Loppusijoitusreiän sijoittelussa vältetään myös merkittäviä geologisia rakenteita ja pitkiä yksittäisiä kalliorakoja.

 

Loppusijoitusreiät ovat 8 metriä syviä ja leveydeltään 1,75 metrin mittaisia. Reiät porataan 200-300 metrin pituisiin loppusijoitustunneleihin noin 10 metrin välein. Tunneleita ryhdytään louhimaan 2020-luvun alkupuoliskolta lähtien, nykyisten arvioiden mukaan noin 200 kappaletta. Tunnelit sijaitsevat suunnilleen 420 metrin syvyydessä.

 

Kallion pohjavesimallinnustyö jatkuu oletettavasti ainakin sen ajan kuin itse loppusijoitustoimintakin, siis seuraavien sadan vuoden ajan. Olkiluodossa on laaja havaintoverkosto ja esimerkiksi pohjaveden painetta seurataan kymmenissä kairarei'issä. Lasse Koskinen luonnehtii työtään haastavaksi, mutta äärettömän mielenkiintoiseksi.

 

Kirjoittanut Johanna Aho


Palaa otsikoihin



Jaa artikkeli: