Ydinvoiman ongelmat


Usein kuulee väitettävän, että ydinvoima on ongelmaton, saasteeton ja turvallinen tapa tuottaa sähköenergiaa? Nämä väitteet eivät tietenkään pidä paikkaansa. Ydinvoima ei ole turvallista, saasteetonta eikä ongelmatonta.

Jos Suomeen valmistuva, maailman suurin (1600 MW) täysin uudenlaisella tekniikalla varustettu EPR painevesireaktorin prototyyppi toimii odotetulla tavalla, jää huoleksemme ydinonnettomuuden riski ja käytetyn ydinpolttoaineen välivarastointi sekä loppusijoitus, jotka nekään eivät missään tapauksessa ole ongelmattomia. Nykyiset Suomen ydinvoimalat tuottavat 40 vuoden käyttöikänsä aikana lähes 4 miljoonaa kiloa korkea-aktiivista ydinjätettä, joka säilyy vaarallisena vähintään 200 000 vuotta, yli 10000 tulevan sukupolven eliniän ajan.

Uraani Suomen ydinvoimaloihin louhitaan (2000) Australian Olympic Damin kaivoksesta, Kanadan Saskatchewanin Rabbit Lakella ja McArthur Lakella, Uzbekistanin Navoista, Nigerin Arlitista sekä Venäjän Krasnokamenskista.

Ongelmatontako, saasteetonta, turvallista?

Uraaninlouhinta tuottaa erittäin suuret määrät radioaktiivista jätettä. 0,5 kiloa uraania tuottaa tuhat kiloa radioaktiivista jäteainesta: hiekkaa, joka varastoidaan usein satoja metrejä korkeiksi kasoiksi sekä radioaktiivista lietettä, joka syntyy kun uraani erotetaan kiviaineksesta rikki-hapolla. 85 % uraanin radioaktiivisuudesta säilyy näissä jätteissä. Jäte sisältää myös raskasmetalleja ja on kemiallisesti hyvin myrkyllistä. (Wise 2001), (EPA 1983)

Laajoista jätekummuista ja liejusta leviää ympäristöön radioaktiivista pölyä ja radonkaasua, joka aiheuttaa keuhkosyöpää. Hiekka ja lieju sisältävät erittäin pitkäikäisiä aineita, muun muassa torium-230:ttä ja radium-226:tta, joiden puoliintumisajat ovat 75.000 vuotta ja 1650 vuotta. Nämä aineet puolestaan tuottavat hajotessaan radon-222:ta eli radonkaasua. Näin uraaninlouhinta-alueet pysyvät radioaktiivisina satoja tuhansia vuosia. (EPA 1983)

Vahinkoja on myös tapahtunut

Pato- ja suojausjärjestelmät ovat pettäneet sekä nestemäiset radioaktiiviset jätteet ovat saastuttaneet vesistöjä ja pohjavesiä kaivosalueilla. Uraanimalmin louhinta ei siis missään tapauksessa ole ongelmatonta, se tuhoaa ympäristöä ja aiheuttaa valtavia jäteongelmia kaivosalueille sekä vaarantaa ihmisten terveyden. Esimerkiksi Venäjän Krasnokamenskin kaivosalueilla syöpäkuolleisuus on moninkertaistunut.

Uraanimalmin louhinnan ja erottelun jälkeen edelleen jalostamiseksi tarvitaan rikastus-, konversio-, väkevöinti- ja lopullisen polttoaineen valmistuslaitos. Koko tässä jalostusketjussa syntyy radioaktiivista jätettä. Vai onko niin, että meidän ei kuulu eikä pidä ottaa louhinnasta ja jatkojalostuksesta aiheutuvia ongelmia huomioon kun niitä ei tehdä täällä, puhuessamme ydinvoiman ongelmattomuudesta, turvallisuudesta ja saasteettomuudesta?

Maailmassa toimii tällä hetkellä yli 440 ydinvoimalaa ja nämä kuluttavat yhteensä 60.000 tonnia uraanipolttoainetta vuodessa. Lisäksi rakenteilla on 20 - 30 uutta ydinvoimalaitosta.

TVO ja Fortum nettisivuillaan ovat ilmoittaneet, että kohtuullisin kustannuksin louhittavat uraanivarat riittävät n. 40 - 50 vuodeksi nykykäytöllä. Lisäksi tunnettuja köyhempiä uraanimalmi esiintymiä osaksi spekulatiivistenkin arvioiden mukaan olisi suurin piirtein vastaava määrä.

Suomessa on ryhdytty etsimään riittävän rikkaita uraanimalmiesiintymiä mahdollisen louhinnan aloittamiseksi. Jos meiltä riittävän rikkaita uraanimalmivaroja löytyy, pääsemme osalliseksi uraanikaivoksen tuottamista ympäristöongelmista, eivätkä ne ympäristötuhot ja saastumiset näin ollen jääkään toiselle puolelle maapalloa.

Ydinvoima hidastaa todellista ilmastonmuutoksen torjumista, siirtymistä uusien energiatehokkaiden teknologioiden ja uusiutuvien energialähteiden käyttämiseen.

Kaivosten ympäristövaikutukset
Säteilyturvakeskuksen (STUK) mukaan uraanikaivosjätteistä on usein huolehdittu huonosti. ”Lietealtaiden vallit ovat murtuneet rankkasateissa ja jäteaineet ovat valuneet ympäristöön.Tuulet ovat kuljettaneet rikastushiekkaa kuivuneista lietealtaista ympäristöön. Lietealtaista on vuotanut radioaktiivisia aineita pohjavesiin. Jäteaineita on käytetty maantäyttöaineina asutusalueilla.”
STUK: ”Jätteiden hoito ei ole ongelmatonta nykyiselläkään ympäristötekniikalla. Maanpinnan läheisten loppusijoitustilojen hydrokemiallisesta vakaudesta ei ole riittävästi kokemusperäistä näyttöä. On mahdollista, että vuosikymmenten ja vuosisatojen kuluessa loppusijoitustilat unohdetaan ja alueella tehdään maansiirtotöitä. Uraanikaivosjätteiden maanpäällisen loppusijoitusalueen olisikin oltava jatkuvassa valvonnassa – periaatteessa seuraavaan jääkauteen asti.”
Käytetyn ydinpolttoaineen aktiivisuus

Reaktorista juuri poistettu käytetty ydinpolttoaine säteilee aluksi hyvin voimakkaasti ja on tappavan vaarallista. Säteilyaktiivisuus reaktorista poistettaessa on 5000 000 000 MBq/kg. Juuri reaktorista poistetun käytetyn ydinpolttoaineen lähellä voidaan oleskella, jos säteilysuojana on vähintään muutama metri vettä tai metrin paksuinen betonieste.

Vaikka käytetyn ydinpolttoaineen aktiivisuus vähenee nopeasti, se säilyy pitkään hyvin vaarallisena. Yhden vuoden jäähtyneessä käytetyssä polttoaineessa aktiivisuuspitoisuus on lähes 100 biljoonaa becquerelia polttoainekiloa kohden (100 terabecquerelia kilossa). Tämä korkea-aktiivinen ydinjäte ei saa joutua kosketuksiin elollisen luonnon kanssa ja on eristettävä siitä sadoiksi tuhansiksi vuosiksi.
1 vuosi voimalasta poistamisen jälkeen:Jos ihminen oleilee metrin etäisyydellä nipusta aiheuttaa se kuoleman kolmessa minuutissa. (kuolemaan johtava säteilyannos on 10 sieverttiä)
40 vuoden kuluttua:  Kuolemaan johtavan säteilyannoksen saa nipun lähellä 40 minuutissa. 
500 vuoden kuluttua:Nipusta saa tunnissa saman määrän säteilyä kuin voimalatyöntekijän vuotuinen annosraja on, eli 20 millisieverttiä. 
10000 vuoden kuluttua:1 tunnin säteilyannos nipusta on yhtä suuri kuin vuotuinen luonnosta saatu säteilyannos, eli 2 millisieverttiä. 
250000 vuoden kuluttua:Kallioon sijoitetun ydinjätteen säteilymäärä vastaa samaa luokkaa kuin kalliossa sijaitseva keskikokoinen uraaniesiintymä. 

Säteilysairaus

Jos koko keho altistuu hyvin suurelle (yli yhden sievertin eli 1000 millisievertin) säteilyannokselle lyhyessä ajassa, kehittyy säteilysairaus. Jokseenkin varma kuolema seuraa, jos ihminen saa lyhyessä ajassa 8 sievertin säteilyannoksen. Säteilysairaus johtuu laaja-alaisesta solutuhosta. Herkimpiä säteilylle ovat elimet, joissa on runsaasti jakautuvia soluja.

Heti altistuksen jälkeen ihminen ei havaitse mitään, koska säteilyä ei tunne aistein. Ensimmäinen oire on pahoinvointi, joka alkaa parin tunnin kuluessa. Vasta parin viikon jälkeen kehittyy varsinainen säteilysairaus. Oireena on luuytimen lamaantuminen. Kaikkien verisolujen määrä vähenee, mistä seuraa infektioita ja verenvuotoja. Myös suoliston limakalvo vaurioituu, mistä seuraa ripuli. Sairaus saattaa johtaa kuolemaan noin kuukaudessa. Korkeatasoisella hoidolla ennustetta voi parantaa.

Palovammaan, säteilysairauteen tai kuolemaan johtaneita säteilyannoksia on aiheutunut tilanteissa, joissa tavalliset kansalaiset ovat tietämättään käsitelleet voimakkaita teolliseen tai lääketieteelliseen käyttöön valmistettuja säteilylähteitä. Tällaista onnettomuutta ei ole Suomessa koskaan sattunut. ( STUK)

Käytetyn ydinpolttoaineen varastointi

Käytetyt polttoaineniput säilytetään ensialkuun reaktorin kupeessa vesialtaissa, jonka jälkeen ne siirretään voimalaitosalueella olevaan välivaraston vesialtaisiin, vesi eristää säteilyn ja samalla niput jäähtyvät. Välivarastossa nippuja säilytetään 20 - 50 vuotta. Käytetyn ydinpolttoaineen radioaktiivisuus heikkenee hyvin nopeasti, vuodessa jo n. sadasosaan. Neljänkymmenen (40) vuoden kuluttua enää tuhannesosa alkuperäisestä aktiivisuudesta on jäljellä. Myös käytetyn polttoaineen lämmöntuotanto laskee säilytysaikana niin paljon, ettei erillinen jäähdytys enää ole tarpeen, ja loppusijoitus kallioperään voidaan aloittaa.

Polttoaineen aktiivisuus MBq/kg
  • Reaktorista poistettaessa 5000 000 000

  • Yhden vuoden jälkeen 80 000 000

  • 100 vuotta kulunut 3 000 000

  • 1000 vuotta kulunut 100 000

  • 10 000 vuotta kulunut 30 000

  • 100 000 vuotta kulunut 3000
Ydinjätteiden aktiivisuudet Bq/kg
  • Runsasaktiivinen yli 10 000
  • Keskiaktiivinen 1 - 10 000

  • Vähäaktiivinen alle 1
Aiheeseen liittyvät yksiköt:
Bq = becquerel, säteilyaktiivisuuden yksikkö (1 Bq = kun ainemäärässä hajoaa keskimäärin yksi atomi sekunnissa.
MBq = miljoona becquereliä.


Sievert = SI-järjestelmän säteilyannoksen yksikkö. Sievert kuvaa ionisoivan säteilyn biologista vaikuttavuutta.
Sv = Sievert
mSv = millisievert (sievertin tuhannesosa)

Maailman ydinjätemäärät


Ydinjätteitä on kertynyt pääasiassa ydinasetuotannosta ja ydinenergiatuotannosta. Maailmanlaajuiset kertymät ovat arviolta seuraavanlaiset:

Ydinvoimalaitosten käytettyä polttoainetta on noin 250 000 uraanitonnia vastaava määrä ja sen aktiivisuus ylittää 1 000 000 petabecquerelia (PBq, 1 PBq = 1015 Bq). Kolmannes tästä määrästä on jälleenkäsitelty.

Ydinasetuotannossa kertyneiden korkea-aktiivisten jälleenkäsittelyjätteiden määrä lähentelee miljoonaa kuutiometriä ja sen kokonaisaktiivisuus on noin 150 000 PBq. Vain vähäinen osa tästä jätteestä on saatettu kiinteään muotoon.

Muita pitkäikäisiä, keski- ja matala-aktiivisia jätteitä on myös noin miljoona kuutiometriä ja niiden kokonaisaktiivisuus on noin 1000 PBq.

Lyhytikäisiä keski- ja matala-aktiivisia jätteitä, joissa vallitsevien radioaktiivisten aineiden puoliintumisaika on enintään noin 30 vuotta, on useita miljoonia kuutiometrejä.

Uraanikaivostoiminnan jätteitä, joissa aktiivisuuspitoisuus on tyypillisesti 100 becquerelia grammassa (Bq/g), on kertynyt noin miljardi tonnia.

Edellä tarkastellut ydinjätemäärät ovat joko varastoituina tai loppusijoitettuina. Sen lisäksi ydinjätteitä on päässyt myös ympäristöön huomattavia määriä.

Ydinasekokeissa on päässyt ilmakehään yli 1500 PBq aineita, joiden puoliintumisaika on vähintään noin 30 vuotta.

Tshernobylin onnettomuudessa pääsi ilmaan noin 100 PBq vastaavanlaisia radioaktiivisia aineita.

Meriin on upotettu radioaktiivisia aineita noin 90 PBq ja jälleenkäsittelylaitoksista on päässyt meriin noin 40 PBq.

Maaperään, järviin ja jokiin on päässyt eniten radioaktiivisia aineita Tshernobylin onnettomuuden seurauksena, ydinaseiden tuotanto- ja koealueilla sekä joidenkin huonosti hoidettujen uraanikaivosten lähistöllä.

Ydinvoimalaonnettomuuksia
  • NRX, Ontario, Kanada 1952,
  • EBR-I, Idaho, USA 1955,
  • Windscale, Sellafield, Englanti 1957,
  • Santa Susana Field Laboratory, Simi Hills, Kalifornia 1959,
  • Enrico Fermi Nuclear Generating Station, Michigan, USA 1966
  • Three Mile Islandin ydinvoimalaonnettomuus Pennsylvania, USA1977.
  • Harrisburgin ydinvoimalaonnettomuus Yhdysvalloissa 1979.
  • Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuus 26. huhtikuuta 1986 Ukrainassa. Radioaktiivinen päästö oli valtava. 13–30 prosenttia reaktorin 190 tonnista polttoainetta arvioidaan levinneen ympäristöön. Eniten säteilylle altistuivat voimalan työntekijät, paloja sammuttaneet palomiehen sekä ne noin 200 000 sotilasta. 200 000 ukrainalaista, venäläistä ja valkovenäläistä evakuoitiin 30 km:n säteeltä ja uudelleen asutettiin.
  • Fukushima Japani. Japanin pohjoisosassa tapahtui 8,9 magnitudin maanjäristys perjantaina 11.3.2011 klo 7.46 Suomen aikaa. Järistys aiheutti tsunamin Japanin rannikolla ja aaltojen korkeus oli jopa 10 metriä, aiheuttaen valtavaa tuhoa ydinvoimaloissa sekä ympäristössä.  Aiheesta lisää täältä
Olkiluoto 3, tekniset tiedot

EPR painevesireaktori (prototyyppi)

Reaktorin lämpöteho: 4 300 MW
Laitoksen nettosähköteho: noin 1 600 MW

Kokonaishyötysuhde: runsaat 37 %
Vuotuinen sähköntuotanto: noin 13 TWh
Reaktorin toimintapaine: 154 bar
Tuorehöyryn lämpötila: 293°C
Tuorehöyryn paine: 78 bar

Paineastian korkeus: 13 m
Reaktorinsydämen korkeus: 4,2 m
Polttoaine: uraanidioksidi UO2
Polttoaineen kulutus: noin 32 t vuodessa
Polttoaineen keskimääräinen rikastusaste: 3 - 5 % U-235

Polttoaine-elementtien määrä: 241 kpl
Uraanimäärä reaktorissa: 128 tonnia UO2
Säätösauvojen määrä: 89 kpl
Jäähdytysvesivirtaus: 57 m³/s
Turpiinin kierrosluku: 1 500 rpm
Pesien lukumäärä: 1 KP + 3 MP
Päähöyryn lämpötila: 290°C
Suojarakennuksen korkeus: 63 m
Suojarakennuksen leveys: 49 m
Suojarakennuksen seinämä: 2 m

MW = megawatti = 1000 kW
TWh = terawattitunti = 106 MWh
1 bar = 105 Pa

Lähteitä: STUK, Tiede 8/2007 , Wikipedia, Wise ja EPA

0 kommenttia:

Lähetä kommentti