Uraanipitoisuudet Suomen kallioperässä ja vesistössä
Suomessa on kymmeniä uraani- ja toriumesiintymiä tai -mineralisaatioita, joita on tutkittu syväkairauksin ja/tai tutkimuskaivannoin.
Tunnetuista uraaniesiintymistä merkittävimpiä ovat Kolarin-Kittilän alueella Kesänkitunturin kerrosmyötäinen esiintymä, Kuusamon alueelta löydetyt pienet uraaniesiintymät, Kolin-Kaltimon kvartsiittijakso Pohjois-Karjalassa, Rompaksen kulta-uraani-esiintymä Ylitorniossa ja Etelä-Suomessa Uusimaa, joka erottuu sekä radiometrisesti että geokemiallisesti alueena, jonka kallioperässä ja pohjavedessä on laajoilla alueilla korkeampia uraanipitoisuuksia kuin muualla Suomessa.
Uraani kallioperässä
Isotoopilla U-235 on luonnostaan kyky spontaaniin halkeamiseen, kun sen ydintä pommitetaan neutroneilla, ja siitä vapautuvaa energiaa käytetään hyväksi muun muassa ydinvoimaloissa.
Isotooppi U-238 muodostaa 14-portaisen radioaktiivisen hajoamissarjan, jossa uraani muuttuu usean tytäraineen kautta viimein lyijyksi (Pb-206).
U-238 radioaktiivinen puoliintuminen kestää 4,5 miljardia vuotta. U-238 hajoamissarjassa tytäraineita ovat muun muassa radium-226, jonka puoliintumisaika on 1 620 vuotta sekä sen tytäraine radon-222 (puoliintumisaika 3,82 vuorokautta). Radon on kaasumaisena helposti liikkuva maankamarassa sekä maaperän huokosilmassa että veteen liuenneena.
Uraani-238:n puoliintumisaika on merkittävästi pidempi kuin uraani-234:n. Tästä seuraa, että kun uraanin pitoisuus ilmoitetaan massana tilavuus- tai painoyksikköä kohden (mg/l tai mg/kg = ppm), koostuu uraanin massa lähes yksinomaan uraani-238:sta. Kun puhutaan uraanin aktiivisuudesta, on muistettava, että uraanin kokonaisaktiivisuus koostuu kaikista kolmesta uraanin isotoopista, joista U-238:n ja U-234:n aktiivisuudet kiinteässä kalliossa ovat yhtä suuret (1 mg luonnon uraania sisältää uraani-238:aa ja uraani-234:ää kumpaakin 12,4 Bq ja uraani-235:tä 0,58 Bq).
Suomen kallioperässä arvioidaan olevan uraania keskimäärin 2 ppm, ja graniittisissa kivissä keskimäärin 4 ppm (GTK raportti M10/2010/53, Selvitys Suomen kallioperän U-pitoisuudesta). Nuoremmissa graniittisissa kivissä, erityisesti Kaakkois-Suomen rapakivialueilla, esiintyy varsin yleisesti keskimääräistä suurempia pitoisuuksia uraania (4-50 ppm). Esimerkiksi Talvivaaran mustaliuskeessa uraanipitoisuus on 15–20 ppm, eli ei poikkeuksellisen korkea Suomen kallioperän pitoisuusvaihteluihin nähden.
Uraani luonnonvesissä
Maamme porakaivovesissä uraanin (uraani-238 ja uraani-234) keskimääräinen aktiivisuuspitoisuus on noin 0,3 becquereliä litrassa (Bq/l) (21 mikrogrammaa litrassa), mutta vaihtelualue on hyvin laaja: enimmäispitoisuudet ovat noin 150–300 Bq/l. Maaperäkaivojen vedessä aktiivisuuspitoisuudet ovat keskimäärin kymmenesosa porakaivovesien aktiivisuuksista ja uraanipitoisuuden enimmäisarvot jäävät paljon pienemmiksi, noin yksi mikrogramma litrassa.
Maamme luonnonvesissä uraanipitoisuudet ovat tyypillisesti 0,0001–0,001 Bq/l (alle 0,01–0,1 mikrogrammaa litrassa). Kuitenkin esimerkiksi Itä- ja Keski-Uudellamaalla ne ovat selvästi keskimääräistä korkeammat: 0,006–0,03 Bq/l (0,5–2,4 mikrogrammaa litrassa).