Ydinvoimaviestinnän vaikeudesta – kolikon kääntöpuoli

Alkukipinä tämän blogin perustamiseen tuli useammasta uutisesta, joissa ydinvoimasta esitettiin hyvinkin kyseenalaisia väitteitä. Usein tässä on taustalla tarve tehdä repäiseviä otsikoita, ja teknisen aiheen kanssa sorrutaan helposti liioitteluun. Myös kolikon toinen puoli on tullut tutuksi viime aikoina.

Pienet modulaariset reaktorit, tai tuttavallisemmin pienreaktorit tai SMRt (sanoista Small Modular Reactor), ovat olleet viimeisen muutaman kuukauden aikana tapetilla julkisuudessa. Siinä missä ne ovat olleet alalla “se seuraava juttu” matalalla mutta kasvavalla intensiteetilla viimeisen vuosikymmenen, ei niitä suomalaisessa mediassa ole näkynyt ennen viime syksyä. Silloin sekä media että uudet kaupunginvaltuustot alkoivat kiinnostua “uudesta ydinvoimasta.” Ydinvoiman käytön selvittämiseen velvoittavien valtuustoaloitteiden – tätä kirjoittaessa Helsingissä, Espoossa, Kirkkonummella, Nurmijärvellä ja Turussa – ja niihin liittyvän uutisoinnin myötä voi hyvin alkaa uskoa että SMRt ovat ratkaisu kaikkeen. Mikä ei tietenkään pidä paikkaansa.

Teimme viime vuonna VTT:n sisäisessä projektissa selvityksiä pienten modulaaristen reaktoreiden mahdollisista käyttökohteista teknistaloudellisista lähtökohdista. Minkälaisia reaktoreita on lähiaikoina tulossa markkinoille, kuinka todennäköisiksi arvioimme reaktorivalmistajien lupaukset, mitä käyttökohteita näillä pienreaktoreilla olisi. Ajankohtaisimmat tuloksista julkaisimme tiedotteella kun samaan aikaan kaupunginvaltuustojen aloitteita alkoi ilmaantua. Tämän myötä itsellenikin tuli useampi haastattelu, joiden myötä aloin pohtia kuinka huomiotaloudessa elämmekään.

Tutkijan on paha mennä syyttämään vain mediaa tutkimustulosten nostamasta hypestä. Tutkimusten mukaan nimittäin hypen alkuperä on usein jo tutkimuslaitosten tai lehtien tiedotteista lähtöisin. Haastatteluissa usein pyritään löytämään ne mielenkiintoiset asiat, arkisten ja tylsien haasteiden ja varausten jäädessä vähemmälle, joten ylilyönnit ja lentävät kielikuvat ovat inhimillisiä. Pienreaktoreiden osalta hypeä ja mielikuvia löytyy, mutta niillä on myös paljon annettavaa työssä kohti hiilineutraalia yhteiskuntaa. Joten miten löytää se punainen lanka? Tässä blogissa on tarkoitus kommentoida ajankohtaisista aiheista ja taustoittaa teknisiä yksityiskohtia, joten eiköhän pienreaktoreista ole jatkossa kirjoitettavaa. Mutta tässä lyhyesti perusteet siitä mistä niissä on kyse. Teknisiä yksityiskohtia on tarkoitus laajentaa myöhemmissä blogikirjoituksissa.

Pienet modulaariset ydinreaktorit

Kyseessä on sateenvarjotermi heterogeeniselle joukolle ydinreaktoreita, jotka ovat “pieniä” ja sarjavalmisteisia. Pienuus on katsojan silmässä, sillä pääosin kyseessä ovat teollisuuslaitokset kokoiset voimalat joihin komponentit (tai moduulit) pystyttäisiin valmistamaan tehtaalla ja kokoamaan paikan päällä. Suunnitteilla on myös kokonaisuudessaan rekan tai lentokoneen kyytiin mahtuvia mikroreaktoreita, mutta nämä soveltuisivat hintansa puolesta lähinnä kaukaisten yhdyskuntien tai kaivosten voimanlähteiksi paikkoihin, joihin ei ole vedetty sähköverkkoa.

Modulaarisuus tarkoittaa mahdollisimman pitkälle vietyä tehdasvalmistusta ja eri osien asennusta paikan päällä. Joissain tapauksissa kyse on myös siitä, että yhdessä voimalassa on monta reaktoria. Tämä voi olla taloudellinen tapa luoda juuri tarpeeseen sopivan kokoinen voimala.

Pienreaktorit ovat kaikki ydinreaktoreita, joissa energia tuotetaan hajoavien atomiytimien ketjureaktiolla. Eri teknologiat ovat laajasti edustettuina nyt suunnitteilla olevissa konsepteissa. Ydinreaktori vaatii tavan ylläpitää ketjureaktiota sekä tavan kuljettaa tuotettu lämpö pois. Ketjureaktio vaatii joko korkeaa fissiilin isotoopin U235:n väkevöintiastetta tai tuotettujen neutronien hidastamista elastisin törmäyksin kevyiden atomiydinten kanssa (veden vety, raskaan veden deuterium, grafiitin hiili). Reaktori voidaan jäähdyttää vedellä, kaasulla (helium tai hiilidioksidi), sulalla metallilla tai suoloilla. Yhdistelemällä tapoja ylläpitää ketjureaktiota ja jäähdyttää reaktori saadaan eri ydinreaktoreiden peruskonseptit. Nykyään yleisin on vesijäähdytteinen ja -hidasteinen kevytvesireaktori, mutta suurinta osaa muistakin yhdistelmistä on vähintään kokeiltu historian aikana.

Hyödyt ja haasteet

Pienreaktoreiden hyviä puolia sanotaan olevan sarjatuotannon edut, mahdollisuus toteuttaa turvallisuuden takaaminen yksinkertaisesti, monipuoliset käyttömahdollisuudet ja skaalautuvuus tarvetta vastaavaksi.

Ydinvoimaloissa kuten monessa muussakin asiassa keskittyminen ja koon kasvaminen laskevat kustannuksia. Käytännössä lisensoinsointiin, rakentamiseen ja operointiin kuuluu kustannuksia jotka skaalautuvat hyvin koon mukaan. Pienreaktorit pyrkivät tästä eroon yksinkertaistamalla systeemejä ja olettamalla sarjatuotannon laskevan hintoja. Tässä vaiheessa kehityskaarta kun sarjatuotantoa ei vielä ole, on ensimmäisillä rakennettavilla voimalaitoksilla suuri este päästä markkinoille – varsinkin jos puhutaan sähköntuotannosta.

Perustava vaatimus ydinvoiman käytölle on se, että se on turvallista. Vaadittu turvallisuuden taso taataan eri tavoilla. Periaatteessa pienreaktoreilla se voisi olla yksinkertaisempaa johtuen pienestä koosta ja lämpötehosta, jolloin turvallisuuden takaavat ratkaisut olisivat myös yksinkertaisempia, luotettavampia ja halvempia kuin vastaavat isoissa reaktoreissa. Tämä kuitenkin pitää näyttää tapauskohtaisesti ja – SMR:n ollessa enemmän sateenvarjotermi heterogeenisesta joukosta reaktorikonsepteja – mitään yleispätevää on mahdoton sanoa. Tämä on myös haaste julkisessa keskustelussa.

Siinä missä sähköntuotannon taloudellisuus on pienreaktoreille haasteellinen ainakin ennen sarjatuotannon etujen tapahtumista, suora lämmön tuottaminen voi olla hyvinkin kannattavaa. Ydinvoimala on kuitenkin lämpövoimakone, jossa tuotetaan lämpöä. Sähköntuotannossa noin kolme yksikköä lämpöä käytetään yhden yksikön sähköä tuottamiseen, ja vaikka sähkö onkin lämpöä arvokkaampaa niin suhde nykyisellään ei ole tuo yksi kolmeen. Täten varsinkin lähelle käyttöä sijoitettava ydinvoimala voi olla hyvinkin edullinen tapa tuottaa vähäpäästöistä ja luotettavaa lämpöä. Lämmöntuotanto ydinvoimaloilla on tuttua ja koeteltua teknologiaa. Erityisesti kaupunkien lämmityksen osalta Kiinassa ollaan lähtemässä liikkeelle vain kaukolämmön tuotantoon tehtyjen reaktoreiden rakentamisessa. Tällaisissa sovelluksissa haasteena ovat sekä nykyiset säännökset, jotka on tehty suuria kauas asutuksesta sijoitettavia sähköä tuottavia ydinvoimaloita varten, sekä korkean turvallisuustason todentaminen.

Pienreaktorien hypesykli

Pienreaktoreilla on potentiaali olla tärkeä osa tulevaisuuden energiantuotantopalettia, mutta tällä hetkellä haasteita on sekä perinteisen innovaation kuolemanlaakson ylittämisessä (miten saada uudesta ideasta ja toimivasta prototyypistä tuote myyntiin) että institutionaalisista esteistä. Monet uudet asiat seuraavat niinkutsuttua Gartnerin hypesykliä: alkuun suuri innostus ja yliampuvat lupaukset, sitten pettymys, jonka jälkeen pitkäjänteisen työn perusteella tekninen läpimurto ja sovellukset jotka eivät välttämättä vastaa alkuperäisiä lupauksia mutta tulevat käyttöön.

undefined
Gartnerin hypesyklin vaiheet. Kuvan lähde Jeremykemp englanninkielisessa wikipediassa.

Hyvä esimerkki hypesyklistä on korkean lämpötilan kaasujäähdytteinen kuulakekoreaktori. 2000-luvun alussa ja puolivälissä siitä piti tulla uuden energiatalouden airut, jolla tuotettaisiin halvalla, turvallisesti ja runsaasti vähäpäästöistä vetyä termolyysillä puhtaan vetytalouden tarpeisiin. Sitä edistivät niin Yhdysvaltojen Next Generation Nuclear Plant (NGNP)-ohjelma kuin internetin innokkaat ydinvoimafanit. Kuitenkin, vedyntuotanto termolyysillä osoittautui silloiselle teknologialle liian kunnianhimoiseksi tavoitteetteeksi, finanssikriisi vei isojen yhtiöiden investointihalut ja liuskekaasun tuleminen romutti yhdysvaltalaiset vetytaloussuunnitelmat. Kukaan ei paljoa kuulakekoreaktoreista puhunut enää 2010-luvulle tultaessa. Kiina kuitenkin kaikessa hiljaisuudessa jatkoi reaktoriteknologian työstämistä ja NGNP-ohjelma kehitti polttoaineen designin loppuun. Tänä vuonna pitäisi HTR-PM-demolaitoksen käynnistyä. HTR-PM on suunniteltu korvaamaan ylikriittisten hiilivoimaloiden lämpökattilat sekä prosessiteollisuuden lämmöntuotantoon. Tämä kehitysvaihe on vähemmän kunnianhimoinen kuin hypevaiheen vetytalousmaalailut, mutta osoittautuessaan toimivaksi voi olla hyvinkin tärkeä teknologia Kiinan pyrkiessä pääsemään irti hiilen käytöstä.

Pienreaktoreissa on mahdollisuutensa, ja osa niistä toteutuukin. Mutta vasta jälkikäteen voidaan sanoa mitkä niistä toteutuvat, sillä tietyn teknologian läpilyönnissä ei ole kyse vain teknologian hyvyydestä vaan myös ajoituksesta, politiikasta, onnesta ja monesta muusta seikasta.

Ydinvoimaviestinnän vaikeudesta

Jaakko Leppänen – 7.2.2018

Helsingin Sanomat kirjoitti 16.1. ruotsalaistutkimuksesta, jossa käsiteltiin Ukrainassa huhtikuussa 1986 tapahtunutta Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuutta. Laitoksen nelosyksikön reaktori tuhoutui räjähdysmäisesti rutiininomaisena pidetyn turvallisuuskokeen yhteydessä, levittäen radioaktiivista laskeumaa ympäri lähialueita ja Eurooppaa. Tutkimus julkaistiin arvostetussa vertaisarvioidussa Nuclear Technology -lehdessä, ja sen kirjoittaja on oman tieteenalansa ansioitunut asiantuntija.

Tiedeartikkeli keskittyi reaktorin räjähdyksen viimeisiin vaiheisiin, ja se tarjosi uusia näkemyksiä esimerkiksi siihen, miten polttoaineesta vapautuneet radionuklidit levisivät ympäristöön. Alan yleisistä käytännöistä poiketen kirjoittaja käytti reaktorin räjähdyksestä termiä ”ydinräjähdys”, painottaen kuitenkin sitä, että käsitettä ei tulisi sekoittaa ydinaseessa tapahtuvaan räjähdykseen, jossa ketjureaktion etenemisnopeus, fissioissa vapautunut energia sekä räjähdyksen tuottama lämpötila poikkeavat olennaisesti reaktoreiden tehotransienteista.

Alkuperäinen tiedeartikkeli ei ottanut kantaa siihen, mikä onnettomuuden aiheutti, tai mistä räjähdyksessä vapautunut energia oli peräisin. Räjähdykseen johtanut tapahtumaketju onkin varsin hyvin tiedossa. Jo yli 30 vuoden ajan vallitseva käsitys on ollut se, että reaktorin tuhoutuminen aiheutui ketjureaktion karkaamisesta nk. kerkeästi kriittiselle alueelle, missä fissioteho nousee hyvin nopeasti. Ketjureaktion hallinnan menettäminen puolestaan palautuu RBMK-reaktorityypin epästabiilisuuteen, minkä vuoksi myöskään hallitsemattomaan kasvuun kääntynyt fissioteho ei katkennut ennen reaktorin räjähdysmäistä tuhoutumista.

Helsingin Sanomien uutisessa tehty tulkinta oli kuitenkin se, että tiedeartikkelissa tutkimuksen taustaksi esitetty kuvaus reaktorin fissiotehon karkaamisesta olisi ollut tiedeyhteisölle uusi asia. Toimittaja kirjoittaa myös että tutkimus horjuttaa ydinenergia-alalla vallitsevaa opinkappaletta, jonka mukaan reaktori ei edes voi räjähtää. Todellisuudessa kumpikaan näistä näkemyksistä ei vastaa tutkimuksen alkuperäistä sisältöä, sillä tiedeartikkeli toistaa 30 vuotta vallalla olleen näkemyksen onnettomuuteen johtaneesta tapahtumaketjusta, eikä ota millään tavalla kantaa reaktorin räjähtämisen mahdollisuuteen tai mahdottomuuteen. Toimittajan esille nostama opinkappalekin liittyy todennäköisesti siihen, että Tšernobylissä tapahtunutta fissiotehon hallitsematonta karkaamista ei pidetä mahdollisena kevytvesireaktoreissa, jotka RBMK-reaktorityypistä poiketen on suunniteltu luontaisesti stabiileiksi. Myöskään tätä tosiasiaa ei uusi ruotsalaistutkimus muuta, tai edes yritä muuttaa.

Kirjoitin uutisesta oikaisun Helsingin Sanomien mielipidesivulle, ja se julkaistiin seuraavana päivänä. Mielipidekirjoituksille asetetun 3000 merkin rajoituksen vuoksi jouduin käsittelemään edellä esitetyt asiat melko pintapuolisesti, ja kirjoitus keskittyykin lähinnä siihen, miksi todellisen ydinräjähdyksen tapahtuminen reaktorin polttoaineessa on fysikaalinen mahdottomuus.

Ymmärrän hyvin tiedetoimittajan työn haasteellisuuden. Jos kirjoitan omasta tutkimuksestani vakavia asiavirheitä sisältävän artikkelin alan lehteen, nuo virheet tulevat parhaimmassa tapauksessa esille jo ennen julkaisua. Vaikka artikkeli onnistuisi läpäisemään lehden vertaisarvioinnin, joku toinen samaan aihepiiriin perehtynyt asiantuntija todennäköisesti korjaisi ennemmin tai myöhemmin tekemäni virheet.

Valtamediassa ei kuitenkaan ole vastaavaa itseään korjaavaa mekanismia. Oikeellisuuden arviointi jää lukijalle, jolla ei välttämättä ole minkäänlaisia edellytyksiä päätellä mikä osa tekstistä on peräisin alkuperäisestä asiantuntijalähteestä, ja mikä on toimittajan omaa tulkintaa. Kun kyse on ydinvoiman kaltaisesta vaikeasti ymmärrettävästä ja mielipiteitä jakavasta aiheesta, virheellisiin tulkintoihin perustuvat uutiset ovat omiaan ruokkimaan myyttejä ja syömään myös asiantuntijoiden uskottavuutta. Vaikka väärinkäsitykset oikaistaisiin jälkikäteen, asiayhteydestä irrotetut korjaukset eivät koskaan saavuta alkuperäisen uutisen veroista mediahuomiota.

Reiluuden nimissä on kuitenkin todettava, että myöskään lehtien tiedetoimittajilla ei välttämättä ole edellytyksiä arvioida uutisten oikeellisuutta. Aiheet löytyvät usein kansainvälisestä uutisvirrasta, ja luotettavistakin lähteistä poimituissa jutuissa voi olla pahoja asiavirheitä. Edellä mainitusta ruotsalaistutkimuksesta uutisoi marraskuussa myös Tekniikan Maailma, jonka kirjoituksessa toistuvat pitkälti samat virhetulkinnat.

Viestintäketjun pituuden kasvaessa epätietoisuus kumuloituu ja yhteys alkuperäiseen lähteeseen hämärtyy. Toinen ydinvoimaviestinnän vaikeudesta kertova väärinkäsitys, johon kiinnitin itse huomiota, liittyy alkuvuonna 2017 uutisoituun tapaukseen Fukushiman ydinvoimalaonnettomuuden jälkihoidossa.

Maaliskuussa 2011 tapahtuneessa onnettomuudessa tuhoutuneiden reaktorien purkaminen edellyttää yksityiskohtaista tietoa sulaneen polttoaineen, reaktoripaineastian ja muiden suojarakennuksen sisällä eristyksissä olevien rakenteiden tilasta. Tilannekuvan selvittämiseksi jälkihoidosta vastaava TEPCO-yhtiö porasi helmikuussa 2017 kakkosreaktorin suojarakennuksen betoniin reiän, jota pitkin reaktorin alapuolista tilaa päästiin tutkimaan robottikameralla. Kuvissa näkyi esimerkiksi paineastian alapuolisessa tukiritilässä oleva aukko, jonka sulanut polttoaine oli tehnyt pudotessaan suojarakennuksen pohjalle. Koska rakenteissa oli jäämiä korkea-aktiivisesta polttoaineesta, myös säteilytaso oli erittäin korkea. Annosnopeuden arvioitiin olevan yli kymmenkertainen verrattuna aikaisempiin mittauksiin, jotka oli tehty suojarakennuksen yläosassa kauempana sulaneesta polttoaineesta. TEPCO kertoi mittauksista ja julkaisi robottikameran kuvat lehdistötiedotteessaan.

Mediassa tieto lähti kuitenkin nopeasti leviämään muodossa jolla oli hyvin vähän tekemistä alkuperäisen lehdistötiedotteen kanssa. Säteilylähteen välittömästä läheisyydestä mitattu ennätyksellisen korkea annosnopeus tulkittiin virheellisesti siten, että säteilytaso olisi odottamattomasti ja jostain selittämättömästä syystä kohonnut kymmenkertaiseksi. Alkuperäisestä uutisesta oli todennäköisesti vastuussa yksittäinen toimittaja, joka oli tehnyt lehdistötiedotteessa annetuista faktoista vääriä tulkintoja.

Uutinen levisi sellaisenaan nopeasti ympäri maailmaa, ja samaa virheellistä tietoa jakoivat myös kaikki suomalaiset mediat jotka aiheesta kirjoittivat. Uutisartikkelien sisältö vaihteli jonkin verran pituudesta riippuen, mutta niille kaikille oli yhteistä se, että väärien faktojen lisäksi myös alkuperäisen lehdistötiedotteen perimmäinen sanoma oli käännetty päälaelleen. Todellisuudessahan kyse ei ollut siitä, että turvallisuustilanne Fukushimassa olisi muuttunut, tai että onnettomuus olisi osoittautunut odotettua vakavammaksi, vaan siitä, että reaktorien purkamiseen tähtäävässä työssä oli otettu pieni mutta uutisoimisen arvoinen edistysaskel.

Ydinvoima on toimittajille vaikea aihe, ja on luonnollista että vahinkoja toisinaan tapahtuu. Silloinkin kun faktat on esitetty viimeisen päälle oikein, uutisten taustalla on usein asioita jotka jäävät kirjoituksille asetettujen pituusrajoitusten vuoksi käsittelemättä. Ajatus tämän blogin perustamisesta syntyikin juuri ydinvoimaviestinnän vaikeudesta. Blogin tavoitteena on tarjota asiantuntijanäkökulmaa ydinenergia-aiheisiin uutisiin ja keskusteluihin, ja käsitellä niiden taustoja hieman pintaa syvemmältä. Monet käsiteltävistä aiheista tulevat olemaan varsin teknisiä, sillä myös blogin kirjoittajien tausta on teknillis-luonnontieteellinen. Asiat pyritään kuitenkin mahdollisuuksien mukaan esittämään sellaisessa muodossa, että niiden ymmärtäminen ei edellytä esitietoja tieteen tai tekniikan alalta.