Ydinjätteet ja niistä huolehtiminen maailmalla

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.

Matala- ja keskiaktiivisten jätteiden huolto

Ydinlaitoksilla syntyvien matala- ja keskiaktiivisten jäteaineiden radioaktiivisuus on yleensä niin pitkäikäistä, ettei niiden varastointi aktiivisuuden vähentämiseksi vaarattomalle tasolle ole järkevää. Sen vuoksi jätteet käsitellään ja pakataan loppusijoitusta varten.

Jätteen esikäsittelyyn voi kuulua jätteen kerääminen, lajittelu, neutralointi tai muu kemiallinen säätö, dekontaminointi ja alkukarakterisointi (ks. luokittelu). Nestemäisten jätteiden tilavuuden pienennykseen voidaan käyttää mm. ioninvaihtoa, mekaanista suodatusta, haihdutusta, kemiallista saostusta ja sentrifugointia. Kiinteiden jätteiden tilavuutta voidaan puolestaan pienentää polttamalla, kokoon puristamalla, paloittelemalla tai sulattamalla. Esikäsittelyn yhteydessä osa jätteistä voidaan vapauttaa valvonnasta, jos ne on todettu alkukarakterisoinnin yhteydessä riittävän matala-aktiivisiksi.

Loppukäsittelyssä jäte saatetaan vakaaseen muotoon ja pakataan säiliöön varastointia, kuljetusta ja loppusijoitusta varten. Nestemäiset ja hienojakoiset jäteaineet saatetaan yleensä pysyvämpään muotoon kiinteyttämällä ne sopivaan matriisiin, kuten sementtiin (Loviisan ydinvoimalaitoksella) tai bitumiin (Olkiluodon ydinvoimalaitoksella). Kiinteät jätteet pakataan säiliöihin sellaisenaan tai sementtitäytteen kanssa.

Keski- ja matala-aktiivisia jätteitä on maailmalla loppusijoitettu jo 1950-luvulta lähtien. Nykyisin on käytössä lähinnä kahdentyyppisiä loppusijoituksen periaateratkaisuja: betonibunkkeri maan pintakerroksissa tai luolasto kallioperässä noin 50–100 metrin syvyydessä. Näennäisestä erilaisuudesta huolimatta radioaktiivisten aineiden eristäminen perustuu molemmissa ratkaisuissa suurelta osin samoihin tekijöihin:

  • kestävät jätepakkaukset
  • betonirakenteiden eristyskyky ja niiden aikaansaama suotuisa kemiallinen ympäristö
  • vähäinen pohjaveden virtaama sijoitustilojen läheisyydessä
  • radionuklidien hidas kulkeutuminen sijoitustiloja ympäröivässä maa- tai kallioperässä.

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.

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.

Kansainvälisten asiantuntijoiden enemmistön mielestä paras ratkaisu on korkea-aktiivisten jätteiden loppusijoitus syvälle kallioperään rakennettaviin tiloihin. Tällaiset loppusijoitusratkaisut ovat olleet laajan tutkimus- ja kehitystyön kohteena jo 30 vuoden ajan.

Yksi väliaikainen ratkaisu on jätteiden valvottu pitkäaikaisvarastointi. 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 tai terrorismin kohteena haavoittuvampi kuin syvällä kallioperässä oleva loppusijoitustila.

Yhtenä vaihtoehtona on myös ehdotettu, että hyvin pitkäikäiset radioaktiiviset aineet voitaisiin erottaa jätteistä ja hävittää ydinmuunnoksella eli transmutaatiolla. Tällöin radioaktiivinen lähtöaine muutetaan vakaaksi tai lyhytikäisemmäksi voimakkaalla neutronivuolla, joka tuotetaan nopeassa reaktorissa tai hiukkaskiihdyttimellä aikaansaaduilla spallaatioreaktioilla. Transmutaatiotekniikka edellyttää uudentyyppisten ydinreaktoreiden lisäksi pitkälle vietyyn nuklidierotukseen perustuvaa jälleenkäsittelyä. Vaikka ydintekniikan kehitykseen panostettaisiin voimakkaasti, tällaisten teknologioiden ei arvioida tulevan laajaan käyttöön. Lisäksi transmutaatiolla päästäisiin eroon vain osasta pitkäikäisiä radioaktiivisia aineita. Loppusijoitettavan jätteen määrää voitaisiin vähentää, mutta tarve sijoittaa ydinjätteitä syvälle kallioperään ei poistuisi.

Jaa tämä sivu

Yhteyshenkilö

Yhteyshenkilö