Ydinjätteet Ydinjätteet

Ydinjätteet

Ydinjätteet

Loppusijoituslaitoksen pitkäaikaisturvallisuus

Loppusijoituslaitoksen pitkäaikaisturvallisuus

Ydinenergian käytön perusperiaate on, että käytön on oltava turvallista, eikä siitä saa aiheutua vahinkoa ihmisille, ympäristölle tai omaisuudelle. Periaate koskee koko ydinpolttoainekiertoa jätehuolto ja loppusijoitus mukaan lukien.

Ydinjätteen loppusijoituksessa tärkeä eettinen periaate on, että tulevaisuudessa elävien yksilöiden ja populaatioiden säteilyturvallisuuskriteerit ovat samat kuin nykyistenkin. Hyväksyttävän turvallisuustason määrittäminen on kuitenkin varsin monimutkaista, ja se riippuu ihmisten riskikäsityksistä ja eri riskien hyväksyttävyydestä.

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.

Ydinjätteen geologisen loppusijoituksen pääperiaatteita ovat jätteen eristäminen elinympäristöstä niin pitkään kuin mahdollista ja ihmisen pääsyn estäminen loppusijoituslaitokseen. Molemmissa vaikutusta on loppusijoituksen syvyydellä sekä teknisillä vapautumisesteillä. Näillä aikaansaadaan eristys maanpintaympäristön häiriöistä, ja radioaktiivisilla aineilla on pidempi tai hitaampi kulkeutumismatka maan pinnalle eristyksen pettäessä. Myös ihmisen tunkeutumisen mahdollisuus on syvässä loppusijoituksessa pienempi verrattuna pinnan läheiseen loppusijoitukseen tai varastointiin.

Eristämisen tarkoituksena on, että radioaktiivisten ydinjätteiden vaarallisuus (radioaktiivisuus) vähenee loppusijoituksen aikana tasolle, joka on elinympäristön turvallisuuden kannalta merkityksetön. Tämän ajanjakson pituus riippuu ydinjätteen ominaisuuksista. Käytännössä ajanjaksot vaihtelevat jätelajin mukaan useista sadoista vuosista satoihin tuhansiin vuosiin. Esimerkiksi käytetyn ydinpolttoaineen aktiivisuus vähenee aluksi nopeasti, mutta saavuttaa uraanimalmiin verrattavan aktiivisuustason vasta hyvin pitkien aikojen kuluessa. Hyvin matala-aktiivisen ydinjätteen maapintaloppusijoituksessa taas jo alkuaan hyvin matala aktiivisuustaso saavuttaa merkityksettömän tason joissakin sadoissa vuosissa.

Loppusijoituksen turvallisuus perustuu useisiin vapautumisesteisiin

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.

Radioaktiivinen ydinjäte käsitellään, pakataan ja loppusijoitetaan huolellisesti. Esimerkiksi käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksessa ydinpolttoaine suljetaan tiiviiseen kuparikapseliin, joka sijoitetaan bentoniittisavella vuorattuun reikään peruskalliossa yli 400 metrin syvyyteen.

Loppusijoituskapselin tehtävänä on pitää radioaktiiviset aineet kapselin sisällä mahdollisimman pitkään. Kapselia ympäröivän bentoniittipuskurin tehtävänä on hidastaa pohjaveden pääsyä kosketuksiin kuparikapselin kanssa ja toisaalta kapselin vuototilanteessa radioaktiivisten aineiden pääsyä kallioon. Bentoniittipuskuri myös suojaa kapselia kalliosiirroksilta.

Tunnelitäytön tehtävänä on pitää loppusijoituskapseleita ympäröivä bentoniittipuskuri paikallaan. Lisäksi tunnelitäytön avulla säilytetään tilojen mekaaninen vakaus ja estetään louhittujen tilojen muuttuminen pohjaveden virtausreiteiksi.

Kallioperä hidastaa radioaktiivisten aineiden kulkeutumista elinympäristöön, koska kallioraoissa tapahtuva pohjaveden virtaus on vähäistä ja radioaktiiviset aineet pidättyvät kallion rakopinnoille ja kallioon.

Vapautumisesteiden laatu varmistetaan asettamalla niiden valmistukselle korkeat laatuvaatimukset ja kattavat tarkastukset. Loppusijoituslaitoksen rakentamisessa otetaan huomioon pyrkimys kallioperän olosuhteiden säilyttämiseksi turvallisuuden kannalta edullisina. Myös kalliorakentamiselle on asetettu korkeat laatuvaatimukset.

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 (skenaarioita).

Loppusijoituslaitoksen pitkäaikaisturvallisuudesta tehtyjen arvioiden luotettavuus varmistetaan analysoimalla teknistieteellistä aineistoa, havaintoja, kokeita, testejä ja muita todisteita. Loppusijoituksen mahdollisia säteilyvaikutuksia selvitetään laskennallisesti turvallisuusanalyysin avulla. Turvallisuusanalyysista saatavia tuloksia verrataan turvallisuusvaatimuksiin pitkäaikaisturvallisuuden arvioimiseksi.

Loppusijoituksesta aiheutuvia tulevaisuuden säteilyriskejä arvioidaan 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.

Arvioitaessa käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen turvallisuutta pitkällä aikavälillä, täytyy turvallisuutta arvioida kokonaisuutena, joka pitää sisällään loppusijoitusjärjestelmään kuuluvien vapautumisesteiden toimintakyvyn pitkällä aikavälillä sekä vapautuvien radioaktiivisten aineiden kulkeutumisen, viivästymisen sekä annoslaskennan erilaisten tulevaisuuden kehityskulkujen valossa. Tulevaisuuden tarkastelut sisältävät silti väistämättä epävarmuuksia, koska tulevaisuutta ei voi ennustaa. Turvallisuuden arvioinnin yhteydessä on muodostettava käsitys kokonaisuuteen liittyvistä epävarmuuksista ja muodostettava sen perusteella käsitys riskeistä. Tehtäessä päätöksiä loppusijoituksen turvallisuudesta ja hyväksyttävyydestä on riskien oltava hyväksyttävällä tasolla.

STUKin asettamat turvallisuusmääräykset edellyttävät, että käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksessa tekniset vapautumisesteet eristävät radioaktiivisten aineiden vapautumisen kallioperään vähintään 10000 vuoden ajan, jolloin käytetyn polttoaineen radioaktiivisuus on laskenut merkittävästi. Vastaava vaatimus lyhytikäisillä matala- ja keskiaktiivisilla jätteillä on 500 vuotta.

STUK arvioi loppusijoitusta koskevan aineiston ja pitkäaikaisturvallisuutta koskevan turvallisuusperustelun loppusijoitushankkeen eri lupahakemusvaiheissa. Pitkäaikaisturvallisuuden osalta STUK valvoo erityisesti loppusijoitusjärjestelmän toimintakyvyn osoittamiseksi tehtävää työtä, skenaario- ja turvallisuusanalyysityötä sekä niiden vaatimuksenmukaisuutta sekä viime kädessä pitkäaikaisturvallisuuden osoittamista ja turvallisuusperustelun luotettavuutta.

Loppusijoituksen turvallisuutta koskee STUKin määräys (STUK Y/4/2018). Yksityiskohtaisempia määräyksiä ydinjätehuollosta on STUKin YVL-ohjeissa.