Olkiluodon käyttöhäiriö

Jaakko Leppänen – 11.12.2020

Olkiluodon ydinvoimalaitoksen kakkosyksiköllä tapahtui torstaina 10.12.2020 poikkeuksellinen käyttöhäiriö, joka johti reaktorin automaattisten suojaustoimintojen käynnistymiseen. Tapahtumien taustalla oli reaktorin vedenpuhdistusjärjestelmään tullut vika, jonka seurauksena suodattimiin kertyneitä radioaktiivisia aineita pääsi vuotamaan takaisin jäähdytyskiertoon. Häiriö ei aiheutunut radioaktiivista päästöä tai uhkaa ydinturvallisuudelle. Lyhyestä kestostaan huolimatta tilanne keräsi kuitenkin suuren mediahuomion, kun perhe- ja peruspalveluministeri Krista Kiuru sekä sosiaali- ja terveysministeri Aino-Kaisa Pekonen järjestivät tapahtuneesta virallisen tiedotustilaisuuden. Paikalle kutsuttiin myös Säteilyturvakeskuksen pääjohtaja Petteri Tiippana.

Mitä Olkiluodossa sitten oikeastaan tapahtui, ja miten poikkeuksellisesta ja vakavasta tilanteesta oli kyse? Esitän tässä oman käsitykseni tapahtumien kulusta. TVO:n ja STUK:in selvitykset ovat edelleen käynnissä, joten yksityiskohdat voivat vielä muuttua.

Reaktorin vedenpuhdistusjärjestelmä

Olkiluodon ykkös- ja kakkoslaitokset ovat tyypiltään kiehutusvesireaktoreita. Reaktori lämmittää vettä, joka alkaa kiehua kulkiessaan polttoainenippujen läpi. Muodostunut höyry ohjataan putkia pitkin turbiinille, joka muuttaa lämpöenergian mekaaniseksi pyörimisenergiaksi, ja edelleen sähköksi. Jäähdytyskierto on suljettu, eli reaktorin läpi virtaavaa vettä ei lasketa missään vaiheessa kierrosta ulos.

Vesi virtaa reaktorissa korkeassa lämpötilassa ja korkean paineen alla. Sydämen rakenteista, putkista ja muista jäähdytyskierron komponenteista irtoaa käytön aikana erilaisia korroosiotuotteita, jotka aktivoituvat reaktorissa neutronisäteilytyksen vaikutuksesta. Veteen vapautuu toisinaan myös pieniä määriä fissiotuotteita polttoainesauvojen vuotaessa. Jäähdytteen mukana kiertävien radioaktiivisten aineiden määrä ei ole niin suuri, että sillä olisi turvallisuuden kannalta merkitystä. Kohonnut säteilytaso voi kuitenkin hankaloittaa esimerkiksi reaktorin määräaikaishuoltoja, minkä vuoksi jäähdyte pyritään pitämään mahdollisimman puhtaana.

Veden puhdistukseen käytetään mekaanisia ja kemiallisia suodattimia. Osa jäähdytyskierron virtauksesta ohjataan puhdistusjärjestelmään, joka poistaa vedestä fissio- ja aktivoitumistuotteita ja epäpuhtauksia. Suodatuksen jälkeen vesi palautetaan takaisin kiertoon. Koska radioaktiiviset aineet kerääntyvät suodattimiin, niiden aktiivisuustaso voi reaktorin käydessä olla suhteellisen korkea. Käytöstä poiston jälkeen suodattimissa käytetyt ioninvaihtohartsit luokitellaan keskiaktiiviseksi jätteeksi.

Suodattimet toimivat reaktorin jäähdytyskiertoa matalammassa lämpötilassa, minkä vuoksi puhdistusjärjestelmään ohjattua vettä joudutaan jäähdyttämään. Olkiluodon käyttöhäiriötilanteessa oli ilmeisesti kyse suodatusjärjestelmän jäähdytykseen tulleesta viasta. Suodattimiin pääsi tavallista kuumempaa vettä, joka irrotti niihin kertyneitä radioaktiivisia aineita takaisin kiertoon.

Suojaustoimintojen käynnistyminen

Suodattimista irronneet aineet näkyivät reaktorin jäähdytysjärjestelmässä hetkellisesti kohonneena aktiivisuutena. Laitoksen suojausjärjestelmät haistelevat jatkuvasti jäähdytteen aktiivisuutta, sillä myös sydämessä tapahtunut polttoainevaurio aiheuttaa samalla tavalla nopean aktiivisuustason nousun. Kohonnut lukema laukaisi laitoksen suojaustoiminnot, joihin kuului reaktorin pikasulku ja suojarakennuksen eristys.

Pikasulussa reaktori sammutetaan työntämällä neutroniabsorbaattoria sisältävät säätösauvat nopeasti sydämeen. Kiehutusvesireaktoreissa säätösauvoja käytetään sydämen alapuolelta, ja nopea sammutus saadaan aikaiseksi nostamalla sauvat ylös typpikaasun paineella. Ketjureaktio katkeaa, ja reaktorin tuottama lämpöteho kääntyy laskuun. Pikasulku on reaktorin käyttöhäiriötilanteissa varsin tavanomainen toimenpide, joita tapahtuu toisinaan Suomenkin laitoksilla.

Suojarakennuksen eristyksessä on kyse astetta rankemmasta suojaustoiminnosta. Reaktorilta turbiinille kulkevien höyrylinjojen venttiilit sulkeutuvat, ja reaktorin jäähdytyskierto jää kokonaisuudessaan eristyksiin kaasutiiviin suojarakennuksen sisälle. Onnettomuustilanteessa suojarakennuksen tehtävä on toimia uloimpana vapautumisesteenä radioaktiiviselle päästölle, joten reaktorin sydämestä ulos johtavan päästöreitin katkaiseminen on varsin luonnollinen varotoimenpide.

Suojarakennuksen eristys oli toimenpiteenä siinä mielessä poikkeuksellinen, että vastaavaa ei ole Suomessa aikaisemmin tapahtunut. Tässä tapauksessa eristyksen syy oli siis se, että reaktorin suojausjärjestelmä tulkitsi kohonneen aktiivisuusmittauksen suureksi polttoainevaurioksi, ja pyrki estämään radioaktiivisten aineiden päätymisen laitoksen turbiinille. Vaikka kyse ei ollutkaan polttoainevauriosta, järjestelmä toimi juuri niin kuin sen oli tarkoituskin.

Miten vakavasta tapahtumasta oli kyse?

Monissa uutisissa todettiin, että Olkiluodossa selvittiin tällä kertaa säikähdyksellä. Vastaavaa ilmaisua käytetään usein kuvaamaan myös erilaisia läheltä piti -tilanteita, joissa on ollut onnea matkassa. Kun lentokone joutuu tekemään moottorivian vuoksi hätälaskun, voidaan sanoa, että matkustajat selvisivät tilanteesta säikähdyksellä.

Olkiluodossa ei kuitenkaan ollut kyse tuurilla vältetystä ydinkatastrofista, vaan juuri siitä, mitä ilmaisulla aivan kirjaimellisesti tarkoitetaan. Puhdistusjärjestelmän häiriö ei aiheuttanut radioaktiivista vuotoa tai päästöä ympäristöön, eikä laitoksen käyttöhenkilökunta altistunut säteilylle. Reaktorin jäähdytyskierrosta kerättyjä radioaktiivisia aineita yksinkertaisesti vapautui takaisin kiertoon. Häiriötilanne ei myöskään vaarantanut reaktorin jäähdytystä tai muita turvallisuuden kannalta tärkeitä toimintoja. Reaktorin pikasulku ja suojarakennuksen eristys toimivat suunnitellulla tavalla.

Ydinvoimalaitostapahtumien vakavuutta mittaavalla INES-asteikolla häiriötilanne luokiteltiin nollakategoriaan, eli tapahtumaksi, jolla ei ole ydinturvallisuuden kannalta merkitystä. TVO:n arvion mukaan laitos saadaan takaisin tuotantoon sunnuntaina.

Viestinnän haaste

Tässä blogissa on kirjoitettu aikaisemminkin ydinvoimaviestinnän vaikeudesta (osa 1, osa 2). Kyse ei ole (ainakaan tarkoituksellisesta) kritiikistä toimittajakunnan suuntaan, vaan siitä, että ydinenergia-alalla viestintä on aivan todellinen haaste. Olkiluodon käyttöhäiriötilanne ei käynnistänyt ainoastaan reaktorin suojaustoimintoja, vaan myös mittavan valmiusoperaation. Laitoksella alettiin toteuttaa poikkeustilanteiden varalta tarkkaan laadittua suunnitelmaa. Tieto välitettiin Säteilyturvakeskukseen, joka käynnisti oman valmiusoperaationsa. Tällaiset järjestelyt ovat osa ydinvoimalaitosten turvallisuussuunnittelua, ja valmiustoiminnan käynnistyminen kertoo siitä, että turvallisuusasioihin suhtaudutaan vakavasti. Tietoa välitettiin myös valtiovallan suuntaan, sekä kansainvälisille yhteistyöorganisaatioille.

Kolikon kääntöpuoli on se, että valmiustoiminnan käynnistyessä tilanne näyttää helposti ulospäin huolestuttavan vakavalta. Median kiinnostus heräsi välittömästi, ja toimittajat halusivat tietää tarkkaan mistä on kyse. TVO:n ja STUK:in tiedotteissa kerrottiin ne faktat, mitä tapauksesta sillä hetkellä tiedettiin. Toimittajat kirjoittivat asioista omalla tavallaan, jolloin myös sanoma jossain määrin vääristyi. Ensimmäisissä uutisissa kerrottiin esimerkiksi kohonneesta säteilytasosta, mainitsematta kuitenkaan sitä, että mittaukset oli tehty reaktorin suljetusta jäähdytysjärjestelmästä, eikä esimerkiksi laitosalueen pihalta. Tämä viestin kannalta ratkaisevan tärkeä yksityiskohta ei ehkä ollut riittävän helposti poimittavissa alkuperäisistä tiedotteista.

Eräs toimittaja oli huolissaan siitä, että reaktori on nyt pitkään pois tuotantokäytöstä, sillä suojarakennuksen eristyksen korjaaminen vie varmasti aikansa. Suojaustoimintoon viittaava verbi oli ilmeisesti tulkittu substantiiviksi olettaen, että kyse oli vuodosta suojarakennuksen eristeissä. Myös ammattikielestä lainattu terminologia aiheutti tiettyjä viestintähaasteita. Ydintekniikassa esimerkiksi termille ”käyttöhäiriö” on varattu oma suhteellinen täsmällinen merkitysensä. Vakavakaan käyttöhäiriötilanne ei tarkoita sitä, että kyse olisi ydinvoimalaonnettomuudesta. Suurin osa ihmisistä ei kuitenkaan tätä eroa ymmärrettävästi näe.

Hämmennystä aiheutti varmasti myös se, että uutisissa kerrottiin ettei yhtä rajuihin suojaustoimintoihin ole Suomessa jouduttu aikaisemmin turvautumaan. Suojarakennuksen eristyksessä oli kuitenkin kyse automaattisesta varotoimenpiteestä, ei siitä, että toiminnolla olisi estetty tilanteen kehittyminen onnettomuudeksi. Suomalaisilla ydinvoimalaitoksilla odottamattomia alasajotilanteita tapahtuu harvoin, joten jokaisessa tapauksessa on kyse tavalla tai toisella poikkeuksellisesta tapahtumasta.


Päivitys (13.12.2020): Laitoksen uudelleen käynnistämisen aikataulu on päivitetty ensi viikon lopulle.

Päivitys (13.12.2020): TVO:n uusimman tiedotteen mukaan kohonnut aktiivisuustaso olisi suodattimesta irronneiden fissio- ja aktivoitumistuotteiden sijaan ollut peräisin suodatinmateriaalista jäähdytysveteen liuenneista aineista, jotka aktivoituivat kulkiessaan reaktorin sydämen läpi. Päähöyrylinjoissa kulkevan höyryn aktiivisuustaso nousi hetkellisesti 3-4 -kertaiseksi normaaliin verrattuna, mikä aiheutti reaktorin suojaustoimintojen laukeamisen. Tekstissä kuvatun selityksen kannalta tällä yksityiskohdalla ei ole suurta merkitystä, sillä aktivoitumistuotteet syntyivät joka tapauksessa reaktorin suljetun jäähdytyskierron sisälle.

Päivitys (16.12.2020): STUK on antanut laitokselle käynnistysluvan. TVO suorittaa laitoksella vielä tarkastuksia ennen ylösajon aloittamista. Käynnistyslupapäätöksen esittelymuistiossa kerrotaan tarkemmin myös häiriötilanteen taustoista. Suodattimesta irronneiden radionuklidien tai aktivoituneen suodatimassan sijaan suojaustoiminnon laukaissut aktiivisuustason nousu oli seurausta muutoksesta jäähdytyskierron vesikemiassa. Reaktorin käydessä veteen muodostuu typen lyhytikäistä 16N-isotooppia (puoliintumisaika 7 sekuntia), joka nostaa säteilytasoa primääripiirin putkistojen läheisyydessä. Radioaktiivista typpeä kulkeutuu höyryn mukana myös turbiinille. Suodattimeen päässyt lämmin vesi liuotti suodatinmateriaalista aineita, jotka vaikuttivat typen liukoisuuteen. Suurempi osuus veteen syntyneestä 16N:sta siirtyi höyryyn, mikä nosti aktiivisuustasoa myös turbiinille kulkevassa höyrylinjassa.

Päivitys (20.12.2020): Laitos kytkettiin uudelleen verkkoon viime yönä. Tehon nosto tapahtuu vaiheittain. Aikataulun mukaan reaktori saadaan täydelle teholle tiistaina.

7 vastausta artikkeliin “Olkiluodon käyttöhäiriö”

  1. Jopa oli hienosti selitetty arkijärjellä ymmärrettäväksi.
    Nuorempana lueskelin paljon mm ydinvoimaloiden tekniikasta. Media uutisoi tuon tapauksen jälkeen ihmeellisesti, mieleeni tuli joukko suojapukuisia tyypejä jotka juoksevat karkuun. Tämä kuva ei vastannut sitä käsitystä mikä minulla on ydinvoimasta.

    Kiitokset vielä kerran!

    Tykkää

  2. Ansiokas artikkeli. Sisälsi vähän minullekin uutta tietoa. 1970-luvulla yritin itse levittää oikeaa tietoa ydinteknisistä asioista, pääasiassa tosin ruotsin kielellä. On hyvä nähdä että tiedotus jatkuu.

    Tykkää

  3. Ansiokkaassakin artikkelissa on epätarkkuuksia kuten seuraava:
    ”Suojarakennuksen eristyksessä … Reaktorilta turbiinille kulkevien höyrylinjojen venttiilit sulkeutuvat, ja reaktorin jäähdytyskierto jää kokonaisuudessaan eristyksiin kaasutiiviin suojarakennuksen sisälle.”

    Ydinvoimalaitoksessa reaktorin välitön jäähdytyskierto on AINA kaasutiiviin suojarakennuksen (kontainmentin)
    sisällä. Kun reaktorin (tai turpiinin) pikasulussa höyrylinja turpiinille suljetaan, niin samalla avautuu ns. turpiinin ohitus(linja), jota pitkin höyry kulkee suoraan lauhduttimiin ja edelleen lauhteeksi ja syöttövedeksi takaisin reaktoriin. Tämä on normaali höyrynkehitysjärjestelmän alasajotoimenpide. Sen sijaan suojarakennuksen eritys -toimenpiteessä suojarakennus kirjaimellisesti eristetään ympäristöstä sulkemalla kaikki läpiviennit, ilmastointi ym. kanavat suojarakennuksesta ulos.

    Tykkää

    1. Viittaatkohan tuossa kommentissasi kuitenkin painevesireaktoriin?

      Kiehutusvesilaitoksilla sydämestä on reaktorin käydessä suora yhteys (höyrylinja) turbiinille. Jos polttoainesauvoissa tapahtuu vuotoja, niin radioaktiiviset aineet pääsevät kulkeutumaan samaa reittiä pitkin. Kierto on suljettu, eli päästöreittiä ympäristöön ei tuossakaan tapauksessa ole, mutta suojarakennuksen eristyksessä tämäkin yhteys katkaistaan.

      Painevesilaitoksissa (esim. Loviisa) tilanne on lähtökohtaisesti erilainen, sillä reaktorin läpi kulkeva vesikierto (primäärikierto) on kokonaan suojarakennuksen sisällä. Suoraa yhteyttä reaktorin ja turbiinin välillä ei ole. Höyry tuotetaan sekundääripiirissä, joka on erotettu lämmönvaihtimilla (höyrystimillä) reaktorin läpi kulkevasta vedestä.

      Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google photo

Olet kommentoimassa Google -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s