Pienreaktorit ja Suomi

Jaakko Leppänen – 28.12.2022

Ydinvoima on ollut syksyn mittaan viikoittain uutisissa. Aiheet eivät ole liittyneet ainoastaan Olkiluoto kolmosen syöttövesipumppujen juoksupyörien säröihin, vaan myös pienreaktorit, ydinkaukolämpö sekä ydinenergian muut uudet käyttökohteet ovat olleet vahvasti esillä. Uutta uutisissa on ollut myös se, että ydinenergian loppukäytön lisäksi Suomi on alettu näkemään myös potentiaalisena teknologiakehittäjänä.

Huomio on keskittynyt kolmeen pienreaktorihankkeeseen, joista kaksi on suunniteltu kaukolämmöntuotantoon, ja kolmas tuottamaan sähköä ja lämpöä erityisesti teollisuuden tarpeisiin. Tilanne ei ole ollut viestinnän kannalta aivan ideaalinen. Erityisesti kaukolämpöreaktoreihin liittyvissä jutuissa tekniikka ja tekijät ovat menneet toimittajilta helposti sekaisin. Yritän tässä blogikirjoituksessa selventää, mistä näissä projekteissa on kyse, ja mitä muita aiheita pienreaktorikeskusteluun on kuluneen vuoden aikana noussut.

Kolme teknologiaa: LUTHER, LDR-50 ja MMR

Lappeenrannan-Lahden teknillisessä yliopistossa (LUT) aloitettiin vuonna 2019 kehittämään kaukolämmöntuotantoon tarkoitettua kanavatyyppistä LUTHER-reaktoria. Kaikissa uutisissa, joissa on kerrottu Lappeenrannassa kehitettävästä pienreaktorista, on ollut kyse juuri LUTHER:ista.

Teknologian tutkimuskeskus VTT käynnisti oman kaukolämpöreaktorihankkeensa hieman myöhemmin, helmikuussa 2020. Reaktorikonsepti oli pitkään vailla nimeä, mutta teknologiasta on sittemmin alettu käyttämään kirjainyhdistelmää LDR, ja 50 megawatin reaktoriyksiköstä vastaavasti nimeä LDR-50. Lyhenne tulee sanoista ”Low-temperature District heating Reactor”.i Tässä blogissa on käsitelty aikaisemmin juuri LDR-50 -hankkeen etenemistä (osa 1, osa 2, osa 3).

Yhtäläisestä käyttötarkoituksesta huolimatta LUTHER ja LDR-50 poikkeavat teknisen toteutuksen osalta huomattavasti toisistaan. Kyse ei myöskään ole ollut VTT:n ja LUT-yliopiston yhteisistä hankkeista. Molemmat organisaatiot ovat osallistuneet kymmenen muun partnerin kanssa pienreaktoritutkimukseen esimerkiksi Business Finlandin rahoittamassa EcoSMR-ekosysteemiprojektissa, mutta varsinainen kehitystyö on tehty itsenäisesti ja omalla rahoituksella.

Kolmas pienreaktorihanke julkistettiin vain muutama viikko takaperin, kun LUT-yliopisto ilmoitti allekirjoittaneensa amerikkalaisen Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) -yhtiön kanssa yhteisymmärrysmuistion, jossa on asetettu tavoitteeksi rakentaa Lappeenrantaan korkean lämpötilan kaasujäähdytteinen reaktori. Yhtiö kehittää Micro Modular Reactor (MMR) -nimellä kulkevaa teknologiaa. LUT:in projektin tapauksessa kyse olisi tutkimus-, koulutus- ja demonstraatiokäyttöön hankittavasta 15 megawatin reaktorista.

Yhtiö on tehnyt aikaisemmin vastaavan alustavan sopimuksen yhdysvaltalaisen University of Illinoisin kanssa. Yksityisellä puolella erinäisiä sopimuksia on tehty myös Kanadaan ja Puolaan. USNC on yksi pisimmälle edenneistä pienreaktorikehittäjistä maailmalla, ja MMR-teknologian läpikäynti ansaitsisi oman blogikirjoituksensa.

MMR

Kuva 1: Ultra Safe Nuclear Corporationin (USNC) kehittämä Micro Modular Reactor (MMR) -reaktori. Lähde: USNC.

LUTHER

Kuva 2: LUT-yliopiston kehittämä LUTHER-kaukolämpöreaktori. Lähde: LUT.

LDR-50

Kuva 3: VTT:n kehittämä LDR-50 kaukolämpöreaktorilaitos (neljä yksikköä). Lähde: VTT.

Tarvitaanko Suomeen uusia reaktorityyppejä?

LUT-yliopisto on ollut viime vuosina vaitonainen LUTHER-hankkeen edistymisestä, eikä kaukolämpöreaktorin jatkokehitykseen otettu kantaa myöskään USNC-yhteistyön julkistamisen yhteydessä. VTT:n LDR-50 -reaktorin kehitys on kuitenkin etenemässä, eli Suomeen kaavaillaan parhaillaan perinteisten sähköä tuottavien ydinvoimalaitosten rinnalle reaktoreita, jotka toimisivat tavallista matalammassa ja korkeammassa lämpötilassa. Mutta minkälaisiin konkreettisiin tarpeisiin nämä teknologiat sitten vastaavat?

Neljä vuotta takaperin tässä blogissa käsiteltiin ydinenergian roolia ilmastonmuutoksen torjunnassa. Energia- ala on sittemmin kokenut melkoisia mullistuksia, mutta kirjoituksen pääteesit pätevät edelleen. Suomelle asetettuja ilmastotavoitteita on mahdoton saavuttaa ainoastaan puhdasta sähköntuotantokapasiteettia lisäämällä, sillä tuotanto perustuu jo nykyisellään lähes 90%:sti vähähiilisiin energiamuotoihin. Lämmityksessä ja teollisuudessa sen sijaan käytetään edelleen paljon fossiilisia polttoaineita, joista luopuminen edellyttää huomattavasti suurempia rakennemuutoksia.

Kuten edellä todettiin, USNC:n kehittämä MMR on tyypiltään korkean lämpötilan kaasujäähdytteinen reaktori. Yleisellä tasolla teknologiasta käytetään myös kirjainyhdistelmää HTGR (High-Temperature Gas-cooled Reactor). Perinteisen vesijäähdytyksen sijaan reaktori käyttää jäähdytteenään kaasumaista heliumia. Käyttölämpötila voidaan nostaa 600°C yläpuolelle, joka toisaalta parantaa turbiinikierron hyötysuhdetta, mutta toisaalta mahdollistaa myös lämpöenergian käytön sellaisiin sovelluksiin, joihin perinteisen kevytvesireaktorin tuottama n. 300-asteinen höyry ei riitä.

Ydinenergian tapauksessa korkean lämpötilan sovelluksilla tarkoitetaan kaikkein tavallisimmin vedyntuotantoa. Vetytaloudesta ja vetyautoista puhutaan paljon erilaisten tulevaisuusskenaarioiden yhteydessä, mutta kyse on todellisuudessa paljon muustakin.

Vety on tärkeä raaka-aine, jota kuluu valtavia määriä esimerkiksi lannoiteteollisuudessa käytettävän ammoniakin valmistukseen. Vielä tällä hetkellä vetyä valmistetaan lähes yksinomaan fossiilisista polttoaineista, erityisesti maakaasusta. Venäjän hyökkäys Ukrainaan aiheutti Euroopassa energiakriisin, joka on näkynyt selvimmin sähkön hinnan kallistumisena. Pohjimmiltaan kyse on kuitenkin paljon laajemmasta ja vakavammasta ongelmasta, joka heijastuu koko energiasektoriin. Venäläinen maakaasu kytkeytyy vedyn, ammoniakin ja lannoiteteollisuuden kautta myös ruoantuotannon huoltovarmuuteen.

Monessa Euroopan maassa myös lämmitys nojaa pitkälti venäläiseen maakaasuun. Suomi on tässä suhteessa paremmassa asemassa, mutta fossiilisten polttoaineiden korvaaminen on lämmityssektorilla silti todellinen haaste. Lämpöpumput ovat nopeasti yleistyvää teknologiaa, mutta niiden tuotantokustannukset kytkeytyvät epävarmaan sähkön hintaan. Bioenergian laajamittaista käyttöä on alettu yhä enemmän kyseenalaistaa luonnon monimuotoisuuteen liittyviin tekijöihin vedoten. Myöskään pilottihankkeina käynnistetyt geolämpökokeilut eivät ole kyenneet lunastamaan antamiaan lupauksia.

Ydinenergian käyttö kaukolämmöntuotantoon on ollut enemmän tai vähemmän esillä viitisen vuotta. Ennen VTT:n oman reaktorihankkeen käynnistymistä aihetta käsiteltiin tässä blogissa yleisemmästä ja historiallisesta näkökulmasta. Perinteisestä valtakunnallisesta ydinenergiakeskustelusta poiketen keskustelua ydinkaukolämmöstä on käyty erityisesti kunnallisella tasolla.

Kilpailevaa vai toisiaan täydentävää teknologiaa?

Ydinenergialle olisi siis selvästi käyttöä myös perinteisen sähköntuotannon ulkopuolella, mutta eikö teollisuus- ja lämmityssektorin tarpeita voisi tyydyttää yhdellä ja samalla reaktoriteknologialla? VTT:n LDR-50 -reaktori ei käyttölämpötilansa puolesta sovellu useimpiin teollisuusprosesseihin, mutta USNC:n MMR pystyisi kyllä tuottamaan lämmintä vettä myös kaukolämpöverkkoihin. Kilpailevatko nämä kaksi reaktoriratkaisua siis osittain samoista markkinoista?

VTT:n reaktorin ainoa tarkoitus on lämmittää vettä reilun sadan asteen lämpötilaan niin yksinkertaisella, luotettavalla ja turvallisella teknologialla, kuin vain suinkin mahdollista. Tähän käyttötarkoitukseen ei teknologiaharppauksia tai kvanttihyppyjä vaadita. LDR-50:n suunnittelu nojaakin hyvin pitkälti ratkaisuihin, joista on ydinenergia-alalla lähes 70 vuoden kokemus. Yksi Suomen kannalta merkittävä tekijä on polttoainekierto. Reaktori toimisi tavallisella painevesireaktorin polttoaineella, jonka hankintaketjuun ja loppusijoitukseen löytyy valmiita esimerkkejä Loviisasta ja Olkiluodosta.

Toinen puoli reaktorin suunnittelua on vaatimattomien toimintaolosuhteiden hyödyntäminen. Reaktorin käyttöpaine on niin matala, että sen komponenttien valmistamiseen voitaisiin käyttää perinteisestä konepajateollisuudesta tuttuja menetelmiä. Valmistajat voisivat löytyä pitkälti Suomen rajojen sisäpuolelta.

Myös USNC:n MMR on suunniteltu aivan erityisiä käyttötarkoituksia varten. Maailmalla reaktoria on markkinoitu ratkaisuksi haja-asutusalueille, mutta Suomen tapauksessa todennäköisin asiakas olisi biotuote-, teräs- tai kemianteollisuuden yritys, joka hankkisi reaktorin tuottamaan sähköä ja prosessilämpöä paikalliselle tehtaalle. Suurten teollisuuslaitosten hukkalämpö on Suomessa perinteisesti syötetty lähialueen kaupunkien kaukolämpöverkkoihin, mutta pelkkään kaukolämmöntuotantoon 600°C lämpötilassa toimiva MMR lienee hieman ylimitoitettu ratkaisu.

Reaktori poikkeaa rakenteeltaan ja toimintaperiaatteeltaan ydintekniikan valtavirrasta. Kaasujäähdytteisiä korkean lämpötilan reaktoreita on kyllä rakennettu 1970-luvulta lähtien, ja reaktorityyppi tiedetään erittäin turvalliseksi. Kyse on silti ollut muutamasta koereaktorista, sekä yhdestä demolaitoksesta Kiinassa. MMR-reaktorin luvitukseen sekä esimerkiksi polttoaineen hankintaketjuun liittyy vielä paljon selvitettäviä asioita. Suomen tapauksessa yhtenä erityisvaatimuksena tulee olemaan myös suunnitelma käytetyn polttoaineen loppusijoituksesta (tähän palataan vielä myöhemmin tekstissä).

VTT:n LDR-50 ja USNC:n MMR vastaavat siis molemmat sellaisiin energiasektorin tarpeisiin, joihin sähköä tuottavat ydinvoimalaitokset tai tuulivoiman lisärakentaminen eivät yksinään tuo ratkaisua. Reaktoreiden sovellusalueet leikkaavat kaukolämmöntuotannon kohdalla, mutta edelliselle tämä on pääasiallinen, ja jälkimmäiselle toissijainen käyttökohde.

Hankkeilla on vastassaan myös paljon yhteisiä haasteita, liittyen esimerkiksi passiivisten järjestelmien luvittamiseen, sekä reaktorin ympärille asetettuihin suojavyöhykkeisiin. Näihin asioihin palataan vielä myöhemmin tekstissä.

Keskustelu rönsyilee

Median kiinnostus suomalaisia pienreaktorihankkeita kohtaan on ollut erityisen aktiivista viimeisten kuukausien aikana, ja tällaisessa tilanteessa on luonnollista, että kritiikkiäkin esitetään. Pienreaktoreihin ja ydinenergian uusiin käyttökohteisiin liittyy paljon avoimia kysymyksiä, joita ollaan vasta selvittämässä.

Uutisiin on kuitenkin ilmestynyt myös asiantuntijaroolin omaksuneita henkilöitä, joiden esittämistä väitteistä minun on itse ydinenergia-alan ammattilaisena hyvin vaikea olla samaa mieltä. Yritän kirjoituksen lopuksi selventää vielä muutamia räikeimpiä pienreaktoreihin liittyvä väärinkäsityksiä.

1. Tarvitseeko pienreaktori toimiakseen ydinaselaatuista uraania?

Yksi pienreaktoreista esitetty perusteeton väittämä on, että ketjureaktion ylläpitäminen pienikokoisessa sydämessä edellyttäisi korkeasti väkevöityä, jopa ydinaselaatuista uraania. Tämä väite ei pidä paikkansa, eikä sille ole minkäänlaisia teknisiä tai fysikaalisia perusteita. Kansainvälisen atomienergiajärjestön IAEA:n ylläpitämässä ARIS-tietokannassa esitellään lähes 80 eri teknologioihin perustuvaa pienreaktorikonseptia, joista yksikään ei toimi tällaisella polttoaineella.

Useimmissa kevytvesityyppisissä pienreaktoreissa väkevöintiaste on rajattu alle viiteen prosenttiin, eli ne toimivat saman tyyppisellä polttoaineella kuin perinteiset suuret paine- ja kiehutusvesireaktorit.ii Syy tähän on varsin ilmeinen: tällaiselle polttoaineelle on olemassa kilpaillut kansainväliset markkinat, eikä väkevöintiasteen nostamisella edes saavutettaisi merkittävää lisähyötyä. VTT:n LDR-50 -reaktorissa uraani on väkevöity noin 2.4%:iin.

Tietyissä muissa reaktorityypeissä voidaan pidemmän käyttöjakson saavuttamiseksi käyttää korkeammin väkevöityä uraania. Raja on silti tällöinkin asetettu 20%:iin. Tätä korkeammin väkevöidyn polttoaineen saatavuutta on rajoitettu kansainvälisin sopimuksin, ja ydinaselaatuisen uraanin käytöstä on siviilipuolella turha edes haaveilla. USNC-yhtiö ilmoittaa MMR-reaktorin polttoaineen väkevöintiasteeksi 19.75%.

2. Tarvitsevatko passiiviset turvajärjestelmät tuekseen pumppuja?

Useimmissa pienreaktorikonsepteissa suunnittelu nojaa nk. passiivisiin järjestelmiin, joissa turvallisuuden kannalta kriittiset toiminnot on toteutettu ilman sähköä. Tavallisimmin tällä viitataan reaktorin jäähdytykseen, joka perustuu joko veden luonnolliseen kiertoon lämpötilaeron vaikutuksesta, tai lämmön johtumiseen rakenteiden läpi. Passiivisten järjestelmien suurin etu on, että ydinvoimalaitoksilta vaadittava erittäin korkea turvallisuustaso voidaan saavuttaa hyvin yksinkertaisella teknologialla.

Eräissä puheenvuoroissa passiivinen turvallisuusajattelu on kuitenkin kyseenalaistettu väittämällä, että myös tällaiset järjestelmät vaatisivat toimiakseen suuret sähkötoimiset pumput. Mikäli tämä pitäisi paikkansa, koko passiivisuuden määritelmä menettäisi käytännössä merkityksensä. Koska väitteelle ei ole esitetty minkäänlaisia perusteita, siihen on vaikea vastata muuten kuin toteamalla olevansa asiasta eri mieltä.

Olen toisinaan käyttänyt passiivisesta vesikierrosta esimerkkinä tavallista kahvinkeitintä. Perusmallisissa keittimissä rungon sisältä ei löydy minkäänlaista pumppua. Kun virta kytketään päälle, säiliössä oleva lämmitysvastus alkaa kiehuttamaan vettä, joka siirtyy kapeaa nousuputkea pitkin suodattimeen, ja valuu sieltä pannuun.

Toinen esimerkki laitteesta, jossa vesi kiertää ja lämpö siirtyy ilman ulkoisen voiman vaikutusta, on termosifoniperiaatteeseen perustuva aurinkolämpökeräin. Tällaisia laitteita käytetään yleisesti esimerkiksi Välimeren maissa käyttöveden lämmitykseen. Keräimen paneeliin on kiinnitetty putkia, joiden läpi virtaava vesi lämpenee, ja kohoaa itsestään yläpuolelle sijoitettuun säiliöön.

Kummassakaan esimerkissä lämpötilaeron vaikutuksesta muodostuvaa luonnonkiertoa ei käytetä samaan tarkoitukseen kuin ydinreaktorin passiivisessa jäähdytysjärjestelmässä. Fysikaalinen periaate on silti sama. Siirrettävä lämpömäärä on reaktorissa suurempi, mutta niin on jäähdytykseen käytettävä järjestelmäkin. VTT:n LDR-50 -reaktorimoduuli on ulkomitoiltaan pystyyn nostetun bussin kokoinen. Suurin osa tilavuudesta liittyy tavalla tai toisella passiivisen vesikierron toimintaan.

3. Siirtyykö valvonta viranomaiselta pienreaktoreita rakentaville yrityksille?

Yksi erikoisimmista pienreaktoreihin liittyvistä väitteistä on se, että uusien laitoshankkeiden myötä myös valvonta siirtyisi niitä rakentaville yrityksille, eivätkä valtion toimijat, kuten STUK, olisi enää mukana valvomassa ydinenergian käytön turvallisuutta.

Ydinenergiantuotanto on Suomessa lakien ja asetusten määräämää toimintaa. Myös viranomaisen rooli on kirjattu ydinenergialakiin. Näiden käytäntöjen muuttaminen vaatisi siis muutoksia lainsäädännön tasolla. Tuntuu absurdilta ajatella, että jokin pienreaktoria kehittävä yhtiö vaarantaisi oman hankkeensa uskottavuuden vaatimalla eduskuntaa tekemään ydinenergialakiin sellaisen muutoksen, että riippumattoman viranomaistahon sijaan päätös turvallisuusvaatimusten täyttymisestä olisi yhtiön oman ilmoituksen varassa.

Tällaisista suunnitelmista en ole itse koskaan kuullut. Myös STUK on ottanut väitteisiin kantaa toteamalla, etteivät he ole tällaisesta kehityssuunnasta huolissaan.

4. Tuottavatko pienreaktorit enemmän ydinjätettä?

Pienreaktoreiden tuottamista ydinjätteistä on käyty keskustelua sen jälkeen, kun Stanfordin yliopisto julkaisi aiheesta tutkimuksen viime kesänä. Selvityksen mukaan pienreaktorit tuottaisivat elinkaarensa aikana perinteisiä suuria ydinvoimalaitoksia enemmän radioaktiivisia jätteitä. Selvitys on herättänyt ydinalalla paljon kritiikkiä. En kuitenkaan lähde avaamaan tutkimukseen liittyviä yksityiskohtia tässä yhteydessä, sillä aihetta on käsitelty tarkemmin aikaisemmassa blogikirjoituksessa.

VTT:n kehittämä LDR-50 on polttoainekiertonsa osalta melko perinteinen painevesireaktori, minkä vuoksi myös tuotannon aikana radioaktiivista jätettä syntyy samaan tapaan kuin Suomen nykyisilläkin laitoksilla. Reaktori ei polttoaineen käyttöasteen osalta yllä aivan perinteisen suuren kevytvesilaitoksen tasolle, mutta toisaalta tuotetusta primäärienergiasta saadaan huomattavasti suurempi osuus hyötykäyttöön.iii Jätteiden kokonaismäärään vaikuttaa ennen kaikkea reaktorin yksikkökoko. Yksi Loviisan painevesireaktori vastaa kooltaan kolmeakymmentä LDR-50 -reaktoriyksikköä. Uuteen EPR:ään verrattuna kokoero on lähes 90-kertainen.

USNC-yhtiön MMR-reaktorissa sydän muodostuu kuusikulmion muotoisista grafiittielementeistä, joihin on upotettu uraanipartikkeleja sisältäviä piikarbidipellettejä. Käytöstä poistamisen jälkeen nämä rakenteet ovat loppusijoitettavaa ydinjätettä. Tämän tyyppinen reaktori vaatii toimiakseen suuren määrän grafiittia, minkä vuoksi loppusijoitettavan ydinjätteen kokonaismäärä on tilavuus- tai massayksiköissä mitattuna verrattain suuri. Radioaktiivisten isotooppien osalta suurta eroa perinteisiin reaktorityyppeihin ei kuitenkaan ole. Kyse on pikemminkin siitä, että Loviisassa ja Olkiluodossa reaktoreiden käytön aikana syntyvät radioaktiiviset aineet pakkautuvat pienempään tilavuuteen.

Ydinjätteen määrä ei myöskään MMR-reaktorin tapauksessa ole ratkaisematon ongelma. Enemmän kysymyksiä tulee herättämään suomalaisen ydinjätteen loppusijoituskonseptin soveltuvuus jätteeseen, joka poikkeaa rakenteeltaan ja ominaisuuksiltaan nykyisten laitosten jätteistä. Jos hanke etenee suunnitelmien mukaan, HTGR-reaktoreiden jäteasiat tullaan toivottavasti ennemmin tai myöhemmin nostamaan uudeksi aiheeksi kansalliseen ydinturvallisuuden ja -jätehuollon SAFER-tutkimusohjelmaan.

5. Joudutaanko turvallisuustasosta tinkimään?

Pienreaktoreita käsittelevissä uutisissa on usein todettu, että nykyiset turvallisuusvaatimukset ja luvituskäytännöt eivät soveltuisi lainkaan pienreaktoreille. Toisinaan tätä väitettä on tulkittu myös siten, että pienreaktoreiden rakentaminen edellyttäisi jopa turvallisuustasosta tinkimistä. Oman höysteensä keskusteluun on tuonut ehkä se, että Työ- ja elinkeinoministeriö käynnisti vuoden alussa ydinenergialain kokonaisuudistukseen tähtäävän säädösvalmistelun, jossa on pitkälti kyse juuri pienreaktoriteknologian haasteista ja mahdollisuuksista.

On totta, että nykyiset, suurille laitoksille laaditut käytännöt, eivät ole ideaalinen ratkaisu pienreaktoreiden luvittamiseen. Prosessi on sarjatuotantoon perustuvan teknologian näkökulmasta kömpelö, eikä nykyisistä viranomaisohjeista löydy esimerkiksi kuvausta siitä, miten täysin passiiviseen teknologiaan perustuvien jäähdytysjärjestelmien luotettavuus pitäisi pystyä osoittamaan. Mitään absoluuttista syytä sille, etteikö Suomeen voisi jo nykyisen lainsäädännön puitteissa rakentaa kaikki vaatimukset täyttävää pienreaktoria, ei kuitenkaan ole.

Eniten keskustelua ovat herättäneet ydinvoimalaitosten ympärille kaavoituksessa osoitetut suojavyöhykkeet, jotka Loviisan ja Olkiluodon tapauksessa ulottuvat viiden kilometrin etäisyydelle voimalaitosalueesta. Tämän vyöhykkeen sisällä asutusta ja maankäyttöä on rajoitettu siten, että vakavan onnettomuuden sattuessa väestö on mahdollista siirtää nopeasti turvaan.

Vastaava käytäntö soveltuu huonosti lämmöntuotantokäyttöön tarkoitetuille reaktoreille, sillä sähköstä poiketen lämpöä ei voida siirtää kustannustehokkaasti pitkiä matkoja. Ydinkaukolämpölaitoksen on käytännössä sijaittava kaupungin kaukolämpöverkon alueella, ja teollisuudelle lämpöä tuottava reaktori olisi rakennettava prosessin yhteyteen. Tarkoittaisiko tämä siis suojavyöhykkeiden pienentämistä, ja samalla turvallisuudesta tinkimistä?

Asia ei ole ihan näin yksinkertainen. Perinteinen suojavyöhykekäytäntö liittyy nk. syvyyssuuntaisen puolustuksen periaatteeseen. Ydinenergian käytön turvallisuus nojaa pohjimmiltaan siihen, että radioaktiivisen päästön tielle on asetettu useita peräkkäisiä ja toisistaan riippumattomia esteitä. Jokainen este laskee ympäristöön ja väestöön kohdistuvaa kokonaisriskiä, ja jos kaikki sisemmät vapautumisesteet menetetään, pahimmin saastuva alue jää suojavyöhykkeen sisälle.

Kaupunki- tai teollisuusalueelle rakennettavalle reaktorille sovellettaisiin ympäristövaikutusten osalta yhtä korkeita turvallisuusvaatimuksia kuin perinteisillekin ydinvoimalaitoksille. Jos suojavyöhykkeitä joudutaan pienentämään, väestöön kohdistuva riski on saatava nykykäytäntöjä vastaavalle tasolle muilla keinoin.

Käytännössä pienempiä suojavyöhykkeitä voisi puoltaa esimerkiksi pieni yksikkökoko, joka vaikuttaa suoraan reaktorissa olevien radioaktiivisten aineiden määrään. Viiden kilometrin suojavyöhykkeen sisälle rakennettu Olkiluoto 3 on lämpöteholtaan 4300 megawattia. VTT:n LDR-50:n ja USNC:n MMR:n kokoluokkaa vastaavia tutkimusreaktoreita on puolestaan jo rakennettu yliopistojen yhteyteen tiheästi asutuille kaupunkialueille.iv Tässä kokoluokassa kaupunkireaktori ei siis itse asiassa ole edes aivan ennenkuulumaton ajatus.

Eli summa summarum… pienreaktoriteknologia tulee väistämättä tuomaan muutoksia ydinvoimaloiden luvituskäytäntöihin. Kyse ei kuitenkaan ole siitä, että turvallisuudesta haluttaisiin alkaa tinkimään. Moni näkee asian pikemminkin päin vastoin. Moninkertaisesti varmistettuihin aktiivisiin turvallisuusjärjestelmiin verrattuna passiiviset järjestelmät ovat rakenteeltaan yksinkertaisia, ja niissä on huomattavasti vähemmän mahdollisia vikapisteitä. Myös inhimillisiin tekijöihin liittyviä riskejä saadaan pienennettyä, jos käyttöhenkilökunnan ei tarvitse häiriötilanteessa puuttua reaktorin toimintaan.


i) Nimilyhenteen D-kirjain voi viitata myös termiin ”Desalination”, joka tarkoittaa makean juoma- ja/tai kasteluveden valmistusta suolaisesta merivedestä. Reaktorin käyttölämpötila soveltuu sellaisenaan tiettyihin suolanpoistoon käytettyihin prosesseihin.

ii) Uraani muodostuu kahdesta merkittävästä isotoopista: U238 ja U235, joista ainoastaan jälkimmäinen fissioituu suurella todennäköisyydellä absorboituaan neutronin. Polttoaineen väkevöintiasteella viitataan U235-isotoopin suhteelliseen osuuteen kaikista uraaniatomeista. Luonnonuraanissa isotooppien atomiosuudet ovat 99.3% ja 0.7%, eli uraanin luonnollinen väkevöintiaste on 0.7%.

iii) Tavanomainen ydinvoimalaitos on toimintaperiaatteeltaan lauhdevoimala, jossa reaktorin tuottama lämpö muutetaan turbiinissa mekaaniseksi pyörimisenergiaksi, ja generaattorissa edelleen sähköksi. Energian muuttaminen muodosta toiseen aiheuttaa aina häviöitä. Primäärienergiasta saadaan turbiinikierrossa talteen vain reilu kolmannes. Kaukolämpökäytössä energiaa ei tarvitse muuntaa muodosta toiseen, vaan reaktorin tuottama lämpö saadaan lähes kokonaisuudessaan hyötykäyttöön.

iv) Esimerkiksi Grenoblen Institut Laue–Langevinissa toimii lämpöteholtaan 58 megawatin tutkimusreaktori. Tutkimuslaitos sijaitsee lähellä 160,000 asukkaan kaupungin keskustaa.

Advertisement

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -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

%d bloggaajaa tykkää tästä: