Riina Virta: Tarkka kuva ydinpolttoainenipusta ennen loppusijoitusta
Ydinenergian tuotannossa syntyy väistämättä tehtävänsä täyttänyttä käytettyä ydinpolttoainetta. Tämä erittäin radioaktiivinen jäte on käsiteltävä siten, ettei siitä koidu harmia ihmisille eikä ympäristölle. Suomi onkin edelläkävijänä ratkaisemassa jäteongelmaa turvallisella ja pysyvällä menetelmällä.
Suomalaisten ydinvoimayhtiöiden omistama Posiva Oy on hakenut lupaa alkaakseen loppusijoittaa Suomen ydinvoimalaitosten käytettyä ydinpolttoainetta Eurajoen Olkiluodon kallioperään. Koska käytetty ydinpolttoaine sisältää paljon erilaisia radioaktiivisia isotooppeja, joista osaa voisi käyttää ydinaseen valmistamiseen, sitä valvotaan tarkasti.
Käytetty ydinpolttoaine on vaarallista, koska se säteilee voimakkaasti. Tätä ominaisuutta voidaan myös käyttää hyödyksi, kun Säteilyturvakeskus (STUK) todentaa, että kaikki ydinmateriaali on tallessa.
Ydinpolttoaine koostuu muutaman metrin mittaisista uraania sisältävistä sauvoista, jotka on koottu yhteen nippuun polttoaine-elementiksi. Näitä nippuja ladataan ydinreaktorin sydämeen joitakin satoja, ja yleensä noin neljän vuoden jälkeen nipusta on saatu irti kaikki turvallisesti otettava energia. Siinä vaiheessa polttoainenippu siirretään jäähtymään vesialtaaseen muutamaksi kymmeneksi vuodeksi.
Ennen loppusijoituslaitokselle siirtämistä jokainen jäähtynyt nippu on tarkastettava huolellisesti, jotta STUK voi olla varma siitä, että nippu vastaa siitä ilmoitettuja tietoja. Kaikki käytetyt ydinpolttoaineniput varmennetaan ennen loppusijoitusta ainetta rikkomattomin menetelmin. Tämä tarkoittaa, että nippua mitataan ulkopuolelta hajottamatta sitä osiin ja tuottamatta sille vahinkoa.
Kaksi tapaa varmistaa
STUK on valinnut käyttöön kaksi menetelmää, jotka yhdessä varmistavat sen, että voimme luotettavasti todentaa nipun sisällön. Toinen menetelmistä, PNAR mittaa nippua kokonaisuutena. PGET-menetelmä puolestaan auttaa näkemään polttoainenipun sisälle ja varmentamaan vielä jokaisen sauvan erikseen. Näiden kahden menetelmän yhdistelmää on erittäin vaikeaa, ellei mahdotonta huijata.
Passiivinen neutronialbedoreaktiivisuusmittaus, PNAR perustuu siihen, että käytetyssä ydinpolttoaineessa on vielä jonkin verran jäljellä neutroneja monistavia isotooppeja, joita tarvitaan fissioreaktorissa tapahtuvan ketjureaktion ylläpitämiseksi. PNARin avulla pystytään todentamaan, että polttoaineessa yhä tapahtuu neutronien monistumista. Tämän perusteella saadaan varmuus siitä, että kyseessä on todella polttoainenippu, eikä esimerkiksi neutroneita ja gammoja säteilevä väärennös. Näitä neutroneja monistavia isotooppeja voisi myös käyttää ydinaseessa, ja siksi on erityisen tärkeää varmistua, ettei tätä materiaalia ole päätynyt vääriin käsiin.
Toinen käyttämämme menetelmä on passiivinen gammaemissiotomografia, PGET, joka tarjoaa tarkan poikkileikkauskuvan nipun sisällöstä, samaan tapaan kuin lääketieteellisessä tietokonetomografiassa saadaan kuva vaikka potilaan päästä. Poikkileikkauskuvasta näemme, että nipun sisällä kaikki sauvat ovat tallessa. Polttoaineen lähettämää gammasäteilyä mitataan isolla donitsinmuotoisella laitteella, jonka keskellä olevaan reikään nippu asetetaan. Laite pyörähtää nipun ympäri ja mittaa säteilyä eri kulmista gammakameralla. Mittausdatasta voidaan laskea käänteismatematiikalla tarkka kuva polttoainenipusta.
On tärkeää, että varmennamme huolella kaiken loppusijoitusluolastoon menevän ydinpolttoaineen, sillä jälkeenpäin polttoainenippuihin ei enää pääse käsiksi. Meidän on talletettava kaikki tarpeelliset tiedot nipuista ja niiden sisällöstä jälkipolville, koska loppusijoitus on tarkoitettu pysyväksi ja polttoaineen on tarkoitus levätä kuparikapseleissaan ainakin seuraavat 100 000 vuotta, syvällä Olkiluodon kallioperän uumenissa.
Posivan loppusijoituslaitosta rakennetaan parhaillaan Eurajoen Olkiluodossa. Kapselointilaitoksessa ydinpolttoaine pakataan kuparikapseleihin. Itse loppusijoituslaitos on rakennettu noin 400 metrin syvyyteen peruskallioon, ja siihen louhittaviin tunneleihin nuo kuparikapselit haudataan, pois elinympäristöstämme odottamaan rauhassa radioaktiivisuuden laskua.
