Ydinjätteen loppusijoitus

Monilla ydinenergiaa käyttävillä mailla on käytössä loppusijoituslaitoksia matala- ja keskiaktiivisia jätteitä varten, kun taas korkea-aktiivisten jätteiden loppusijoitusta ei ole vielä aloitettu missään. Useilla ydinenergiamailla, Suomi mukaan lukien, on pitkän tähtäyksen tutkimus- ja kehitysohjelma, jonka tavoitteena on korkea-aktiivisten ydinjätteiden loppusijoituksen toteutus.

Ydinjätteen loppusijoituksessa tärkeä eettinen periaate on, että tulevaisuudessa elävien yksilöiden ja populaatioiden säteilyturvallisuuskriteerit ovat samat kuin nykyistenkin. Suomalaisen keskimääräinen säteilyannos eri säteilylähteistä on noin 5,9 millisievertiä vuodessa. Ydinjätteen loppusijoituksen osalta noudatetaan säteilyannosrajoitusta, jonka mukaan loppusijoitetuista radioaktiivisista aineista aiheutuva säteilyannos ei saa ylittää 0,1 millisievertiä vuodessa, joka on siis murto-osa suomalaisen keskimääräisestä vuotuisesta säteilyannoksesta.

Matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitus

Ydinvoimalaitosten käytön aikana syntyvän matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoitus on Suomessa ja maailmalla vakiintunutta toimintaa. Keski- ja matala-aktiivisia jätteitä on maailmalla loppusijoitettu jo 1950-luvulta lähtien, ja loppusijoitus on käynnissä yli 80 loppusijoituslaitoksessa.

Nykyisin on käytössä lähinnä kahdentyyppisiä loppusijoituksen periaateratkaisuja: betonibunkkeri maan pintakerroksissa tai luolasto kallioperässä noin 50–100 metrin syvyydessä. Merkittävin ero näiden kahden ratkaisumallin välillä on, että maan pintakerroksiin sijoitettu loppusijoituslaitos edellyttää valvontaa muutaman sadan vuoden ajan laitoksen sulkemisen jälkeen. Sen sijaan kallioperässä olevan loppusijoitustilan turvallisuuden varmistaminen ei vaadi valvontatoimia laitoksen sulkemisen jälkeen.

Suomessa matala- ja keskiaktiivisen jätteen loppusijoituslaitokset löytyvät Olkiluodon ja Loviisan voimalaitospaikoilta:

Korkea-aktiivisten jätteiden huollon vaihtoehdot

Ydinvoimalaitosten käytetystä polttoaineesta voidaan huolehtia kahdella vaihtoehtoisella tavalla: se voidaan kierrättää uraanin ja plutoniumin talteen ottamiseksi (jälleenkäsittelyvaihtoehto) tai polttoaine käytetään vain kerran. Molemmissa vaihtoehdoissa syntyy korkea-aktiivista jätettä, joka on eristettävä luonnosta hyvin pitkiksi ajoiksi. Suomessa käytetty ydinpolttoaine varastoidaan toistaiseksi ydinvoimalaitospaikoilla sijaitsevissa vesiallasvarastoissa (KPA-varastoissa).

• Yhtenä vaihtoehtona on ehdotettu hyvin pitkäikäisten radioaktiivisten aineiden erottamista jätteistä ja hävittämistä ydinmuunnoksella eli transmutaatiolla. Kyseinen tekniikka edellyttää kuitenkin uudentyyppisten ydinreaktoreiden lisäksi pitkälle vietyyn nuklidierotukseen perustuvaa jälleenkäsittelyä. Vaikka ydintekniikan kehitykseen panostettaisiin voimakkaasti, tällaisten teknologioiden ei arvioida tulevan laajaan käyttöön. 
• Jätteiden valvottu pitkäaikaisvarastointi on väliaikainen ratkaisu. Tällöin jätteitä säilytetään määräämättömän mittainen aika maanpäällisissä tai maanpinnan läheisissä varastoissa siinä toivossa, että tekninen kehitys tuo mukanaan nykyistä paremmat menetelmät jätteistä huolehtimiseksi. Pitkäaikaisvarastointi kuitenkin siirtää huolenpidon ydinjätteistä ja loppusijoituksen toimeenpanon suurelta osin jälkipolville, mikä on kansainvälisissä
  suosituksissa esitettyjen periaatteiden vastaista. Lisäksi pitkäaikaisvarasto on kriisitilanteessa

  Olkiluotoon on rakenteilla maailman ensimmäinen käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitos. Lue lisää aiheesta: Posivan loppusijoituslaitos

  tai terrorismin kohteena haavoittuvampi kuin syvällä kallioperässä oleva loppusijoitustila.
• Korkea-aktiivisten jätteiden loppusijoitus syvälle kallioperään rakennettaviin tiloihin on tällä
  hetkellä ainoa tunnettu toteutuskelpoinen loppusijoitusratkaisu. Tällaiset loppusijoitusratkaisut ovat olleet laajan tutkimus- ja kehitystyön kohteena jo 30 vuoden ajan.

Loppusijoituksen turvallisuus

Ydinjätteen loppusijoituksen turvallisuus pitkällä aikavälillä (pitkäaikaisturvallisuus) perustuu toisiaan täydentäviin vapautumisesteisiin. Niin sanotun moniesteperiaatteen mukaisessa loppusijoituksessa yhden tai useamman vapautumisesteen toimimattomuus ei saa vaarantaa loppusijoituksen turvallisuutta. Vapautumisesteet koostuvat luonnollisesta vapautumisesteestä (kallioperä) ja teknisistä vapautumisesteistä.

1. Radioaktiivinen ydinjäte käsitellään, pakataan ja loppusijoitetaan huolellisesti. Esimerkiksi käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksessa ydinpolttoaine suljetaan tiiviiseen kuparikapseliin. Loppusijoituskapselin tehtävänä on pitää radioaktiiviset aineet kapselin sisällä mahdollisimman pitkään
2. Kuparikapseli sijoitetaan bentoniittisavella vuorattuun reikään peruskalliossa. Kapselia ympäröivän bentoniittipuskurin tehtävänä on hidastaa pohjaveden pääsyä kosketuksiin kuparikapselin kanssa ja toisaalta kapselin vuototilanteessa radioaktiivisten aineiden pääsyä kallioon. Bentoniittipuskuri myös suojaa kapselia kalliosiirroksilta.
3. Tunnelitäytön tehtävänä on pitää loppusijoituskapseleita ympäröivä bentoniittipuskuri paikallaan. Lisäksi tunnelitäytön avulla säilytetään tilojen mekaaninen vakaus ja estetään louhittujen tilojen muuttuminen pohjaveden virtausreiteiksi.
4. Kallioperä hidastaa radioaktiivisten aineiden kulkeutumista elinympäristöön, koska kallioraoissa tapahtuva pohjaveden virtaus on vähäistä ja radioaktiiviset aineet pidättyvät kallion rakopinnoille ja kallioon. Kallion tehtävänä on eristää jäte elinympäristöstä ja samalla tarjota loppusijoitukselle suojaa luonnonilmiöitä ja ihmisen toimia vastaan.

Loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuuden osoittaminen

Pitkäaikaisturvallisuudella tarkoitetaan loppusijoituslaitoksen sulkemisen jälkeisen ajanjakson turvallisuutta. Pitkäaikaisturvallisuuden arvioimisen yhteydessä tarkastellaan mm. vapautumisesteiden suunnittelun riittävyyttä, loppusijoitusratkaisuun sisältyvien epävarmuuksien merkitystä sekä erilaisia tulevaisuuden kehityskulkuja. Loppusijoituslaitoksen pitkäaikaisturvallisuudesta tehtyjen arvioiden luotettavuus varmistetaan analysoimalla teknistieteellistä aineistoa, havaintoja, kokeita, testejä ja muita todisteita.

Loppusijoituksesta aiheutuvia tulevaisuuden säteilyriskejä arvioidaan eri skenaarioihin perustuvilla turvallisuusanalyyseillä. Skenaariot kuvaavat tulevaisuuden mahdollisia kehityskulkuja, kuten jääkausia tai kalliosiirroksia, jotka voisivat aiheuttaa radioaktiivisten aineiden päästöjä. Analyyseissa tehdään pessimistisiä oletuksia, millä kompensoidaan tulevaisuuden kehityskulkuihin liittyviä epävarmuuksia. 

Puhuttaessa hyvin pitkistä ajanjaksoista (miljoonista vuosista) loppusijoituslaitoksen tekniset vapautumisesteet lopulta menettävät toimintakykynsä. Loppusijoitusratkaisussa pyritään siihen, että tällöin jäljellä olevista radioaktiivisista aineista ei enää aiheutuisi vaaraa alueella eläville ihmisille.