KESKUSTELU

Joo tarkoitan näitä meidän loppuunajettuja ensimmäisen polven jälkeläisiä, jotka päivitettynkään eivät käsittääkseni pysty hanskaamaan kunnolla ytimensulamisonnettomuutta. Vai miksi luulet, että otettasiin niin tajuton riski, että annettaisiin ydinsulan valahtaa vesialtaaseen? Toinen vaihtoehtohan olisi, että se poraa itsensä pohjalaatan läpi, Olkiluodossa tosin sitten kallioon.

Minä en anna noiden mielikuvien viedä itseäni, kun ydinvoimaloissa ei kuitenkaan ole tapahtunut sulkupolven vaihdoksissa mitään selkeästi turvallisuutta parantavaa. Todennäköisesti EPR tulee olemaan meidän tähänastisista voimaloista vaarallisin, koska sen sisältö on olennaisesti myrkyllisempi ja jälkijäähdytystarve erittäin paljon suurempi.

Terminologiasta keskustelu on aika turhaa, mutta kyllähän toinen sukupolvi tietysti ajallisesti seuraa ensimmäistä. Teknisesti toisen sukupolven ydinvoimalaitokset ovat kyllä lähempänä kolmatta, eivät ensimmäistä sukupolvea.

Entä mitä tarkoitat sillä että EPR:n sydämen sisältö on olennaisesti nykyisiä laitoksia myrkyllisempi? Sitä että sydän on suurempi? EPR:n lämpöteho on 4500MW ja Olkiluodon nykyisten laitosten lämpöteho 2500MW. Jälkilämmön tuotto skaalautuu samassa suhteessa, eli mielikuvasi erittäin paljon suuremmasta jäähdytystarpeesta tarkoittaa tässä tapauksessa vähän alle kaksinkertaista.

Rikkaamman polttoaineen ja pidemmän polttaman, + tietenkin tehon johdosta, se voisi käsittääkseni aiheuttaa sellaiset 5xTsernobylin, ehkä enemmänkin. Joku tuota pohdiskeli, kuinka paljon pelasti Tsernossa, että siinä on vain 1,75% U235. Ytimen laskettiin kummenneen vain 1700 asteiseksi, joka taas olisi osaltaan pelastanut sen, ettei kaikki kaasuntuvat fissiotuotteet paenneet.

EPR on hirviö jopa verrattuna Tsernoonkin. Sen käytetty polttoaine voi olla GP:n asiantuntijan mukaan radioaktiivisuudeltaan 7 kertainen tuollaiseen normivoimalaan verrattuna. Sen polttoianeen riskastusaste on 5%, kun se normivoimalassa on vain 3%. Minkä hiton takia tuollaisille edes annetaan lupaa?

Olet ymmärtänyt fysiikkaa aika pahasti väärin.

Ensinnäkään uraanin väkevöintiasteella ei ole sellaista vaikutusta kuin kuvittelet. Väkevöinnin nostaminen 3 -> 5% ei vaikuta reaktorin turvallisuusominaisuuksiin sen enempää kuin siihen miten paljon radioaktiivisuutta polttoaineeseen syntyy. Korkeammalla väkevöinnillä käyttöjaksoa tosin saadaan venytettyä pidemmälle, eli polttoaineesta saadaan tuotettua enemmän energiaa, mutta suoranaista vaikutusta väkevöinnillä ei ole. Matalalla väkevönnillä ei myöskään ollut mitään roolia Tshernobylin onnettomuuden vakavuuden kannalta. Jos väkevöinti olisi ollut korkeampi, sydän olisi voinut olla jopa stabiili jäähdytteen kiehumisen suhteen, eikä onnettomuutta olisi edes tapahtunut.

Koska tässä puhutaan nyt onnettomuuksista eikä loppusijoituksesta, polttoaineen radioaktiivisuuden voidaan sanoa olevan kokonaan peräisin fissiotuotteista. Käytön aikana syntyneiden fissiotuotteiden määrä on suoraan verrannollinen reaktorin tuottamaan energiaan. Jos sydämen teho on kaksinkertainen nykyisiin verrattuna, myös fissiotuotteita syntyy samassa ajassa kaksinkertainen määrä. Jos polttoaineen poistopalamaa (massayksikköä kohden tuotettu energiamäärä) kasvatetaan nykyisestä 40 GWd/tU vaikka 60 GWd/tU asti, syntyneiden fissiotuotteiden määrä kasvaa vastaavasti 50%.

Käytännössä palaman nostamisen vaikutus ei ole näin yksinkertainen, sillä kyse on radioaktiivisista isotoopeista joita paitsi syntyy, myös hajoaa jatkuvasti. Tällaisessa prosessissa nuklidin konsentraatio ei kasva rajattomasti, vaan saturoituu tietylle tasolle. Lyhytikäiset nuklidit saavuttavat tasapainokonsentraationsa melko pian reaktorin käynnistämisen jälkeen, eikä niiden pitoisuus polttoaineessa tämän jälkeen enää kasva vaikka käyttöjaksoa jatkettaisiin miten pitkään tahansa. Esimerkiksi jälkilämpö saturoituu sinne 7% tasolle jo muutaman viikon jälkeen käynnistyksestä.

Polttoaineen kokonaisaktiivisuus käyttäytyy samalla tavalla. Sen jälkeen kun lyhytikäisimmät (korkea-aktiivisimmat) isotoopit ovat saavuttaneet tasapainotilansa, aktiivisuuden nousu on hidasta. Ero 40 ja 60 GWd/tU polttoaineilla ei olekaan 50%, vaan alle 10%.

Eli toisin sanoen suurin ero EPR:n ja Olkiluodon nykyisten laitosten välillä tulee siitä että sydän on kooltaan ja teholtaan melkein kaksinkertainen. Radioaktiivisuusinventaari ja jälkilämpöteho skaalautuvat samassa suhteessa. Tuohon esittämääsi Greenpeacen väitteeseen muistan kyllä itsekin joskus törmänneeni, tosin polttoaineen loppusijoituksen yhteydessä, jolloin kyse on pitkäikäisistä aktinideista joiden syntymekanismit poikkeavat fissiotuotteista. Olisi joka tapauksessa mielenkiintoista tietää miten GP tuohon omaan arvioonsa päätyi, ja ennen kaikkea mitä todellisuudessa verrattiin. Kokonaisaktiivisuudesta vertailussa ei voi olla kyse, ja sopivasti tulkittuna termi "radioaktiivisuus" voi tarkoittaa ihan mitä tahansa.

Yritätkö väittää, että kyse vain skaalasta, vaikka käsittääkseni on yleisessä tiedossa, että palaman määrä vaiktuttaa ratkaisevasti radioaktiiviseen inventaariin.

GP: artikeli perustuu olemassa olevaan tietoon:

Toisessa viestissään GP on jo parantanut tapansa ja toteaa EPR:n ydinjätteen olevan vain kaksi kertaa radioaktiivisempaa, kuin normivoaimloiden. Tämä on varmaan paremmin haarukassa, kun edellisessä lapussa oli puhetta vain Jodi 129:stä. Mutta jos yden fissiotuotteen osuus kasvaa, miten käy muiden?

http://www.ksml.fi/uutiset/kotimaa/gree ... sta/193368

Onhan nuuten Posivakin myöntänyt, että EPR:n polttoaine tarvitsee pidemmän jäähdystyajan, oliko peräti 60 vuotta vesialtaassa, vai yhteensä 60 vuotta

Melkoisita nousuista puhutaan tässäkin.

Kyse on nimenomaan skaalasta. Polttoaineessa tapahtuneiden fissioiden lukumäärä lyö lukkoon sekä tuotetun energian että sen tuottamisessa syntyneiden fissiotuoteytimien lukumäärän. Fissiotuotepareja ei voi mitenkään syntyä enempää kuin polttoaineessa tapahtuu fissioita.

Polttoaineen palama asettaa siis teoreettisen ylärajan fissiotuotteiden konsentraatioille. Tämän lisäksi määrään vaikuttaa se että radioaktiiviset isotoopit hajoavat spontaanisti, sitä nopeammin mitä korkea-aktiivisempi nuklidi on kyseessä. Päivien tai viikkojen puoliintumisajalla hajoavat ytimet ehtivät saavuttaa tasapainokonentraationsa käyttöjakson aikana, eikä palaman nostaminen kasvata niiden määrää.



Tämä on puolestaan oikein malliesimerkki Greenpeacen tavasta käsitellä asioita. Radioaktiivinen jodi on ehkä kaikkein olennaisin onnetomuustilanteessa vapautuvista fissiotuotteista, sillä se kerääntyy helposti kilpisrauhaseen ja aiheuttaa siellä suuren paikallisen säteilyannoksen.

Mutta mutta...

Kyseessäpä ei olekaan jodin isotooppi 129, vaan 131. Edellisen puoliintumisaika on n. 15 miljoonaa vuotta, eli konsentraatio ei ehdi saavuttaa tasapainotilaa reaktorin toimiessa, mikä näkyy suoraan siinä että isotooppia syntyy polttoaineeseen sitä enemmän mitä korkeammaksi palamaa nostetaan. Määrän sanotaan kasvavan 60 prosentilla kun palama kasvaa n. 80%.

Onnettomuustilanteiden kannalta tärkeä isotooppi, I-131, puolestaan hajoaa 8 päivän puoliintumisajalla. Sen konsentraatio polttoaineessa saturoituu muutamassa kuukaudessa, eikä eroa 40 ja 80 GWd/tU palamilla ole.

Raportissa on siis tarkasteltu "radioaktiivista jodia", jonka ihmiset mielessään liittävät joditabletteihin ja onnettomuuksiin. Tekstissä ei siis valehdella, mutta siinä ei myöskään kerrota että kysessä ei kuitenkaan ole se radioaktiivinen isotooppi jonka takia joditabletteja onnettomuuden jälkeen syödään. Täydet pinnat tiedotusvastaavalle.

No niinpä näköjään puhutaan. Mutta kerro sinä minulle että miten vaikka fissioiden määrän kaksinkertaistaminen voi yli kaksinkertaistaa fissiossa syntyvien tytärytimien lukumäärän?

Entä huomaatko sen miten tuossakin tekstissä niputetaan eri isotooppeja yhteen ja puhutaan pelkästään fissiotuotteista, vaikka loppusijoituksen kannalta pääroolissa ovat nimenomaan pitkäikäiset aktinidit, erityisesti plutonium? Osaatko jo arvata miksi tekstissä ei puhuta esim. Pu-239:n määrästä tuotettua energiaa kohden?

Tarkennetaan tuota edellistä kommenttia vielä sen verran että palaman kasvaessa sekä reaktorin neutronispektri että polttoaineen aktinidikoostumus muuttuvat. Tällä on vaikutusta myös fissiotuotetajakaumiin. Jotain isotoppia alkaa syntyä enemmän, jotain toista vähemmän. Lopputulos saadaan näyttämään halutulta valitsemalla vertailuun sopivat isotoopit. Ja jos vielä puhutaan epämääräisesti alkuaineista isotooppien sijaan, niin ei tarvitse edes mainita että kasvanut pitoisuus tuleekin stabiilista nuklidista.

Joo, eipä näistä juurikaan löydy kunnon lähteitä, mutta toisaalta ei ydinala halua mainostaa itseään vaarallisia aineita tuottavaksi.

Kaksi kysymstä: PU239 ja miksi tytärnuklidien määrä olisi suurempi, kuin fissioden määrä(ei tietenkään mahdollista). Eikös nämä ole samaa syytä: rikkaampi polttoaine, pidempi polttama=hyötäminen lisääntyy, ja sitä kautta myös fissiotuotteiden suurempi määrä(siis suhteellinen määrä, ei absoluuttinen). Pidempi polttama särkee enemmän PU239 ytimiä, joten plutoniumin määrä ei kasva (myös EPR:n rakenne polttaa sitä tehokkaammin.)

Lopputulos, uskon, sisältää siis kiloa kohden enemmän fissiotuotteita. Mikä siis tarkoittaa sitä, että polttoaine on varallisempaa, kuljetuksessa, käsittelyssä ja onnettomuuksissa. Vai oletko tästä eri mieltä?

Niin, viittasin tuossa siis siihen että palamaa nostamalla plutoniumia syntyy loppusijoitettavaan jätteeseen vähemmän tuotettua energiamäärää kohden, mikä ei luonnollisesti ole sellainen tulos mikä soveltuu julkaistavaksi tutkimuksessa jonka on tarkoitus osoittaa EPR:n hirviömäisyys (sinun sanojasi lainaten).



En ehkä selittänyt asiaa tarpeeksi selkeästi...

Jos radioaktiivisia aineita pelkästään syntyisi reaktorin toiminnan seurauksena, niin silloin palaman kasvattamisen ja radioaktiivisuuden välillä olisi suora lineaarinen yhteys. Todellisuudessa ytimiä kuitenkin häviää jatkuvasti spontaanin hajoamisen ja neutronireaktioden kautta.

Oletetaan vaikka että polttoaineessa on ajanhetkellä 0 tietty konsentraatio jodin isotooppia 131. Jos seuraavaksi mennään ajassa yksi puoliintumisaika (8 päivää) eteenpäin, niin jodia on syntynyt lisää, mutta toisaalta puolet alkuperäisestä konsentraatiosta on jo ehtinyt hajota stabiiliksi xenon-131:ksi.

Tällaiselle prosessille on ominaista se että konsentraatio ei kasva rajattomasti, vaan kasvunopeus kääntyy laskuun, ja konsentraatio saturoituu tasolle jossa lähde- ja häviötermit ovat tasapainossa. Tuo taso ja saturaation nopeus määräytyvät siis nuklidin syntynopeudesta ja eliniästä, johon puolestaan vaikuttavat radioaktiivinen hajoaminen ja neutronireaktiot.

Kaikki korkea-aktiiviset isotoopit jotka hajoavat päivien tai viikkojen puoliintumisajalla, ehtivät saavuttaa tuon tasapainokonsentraationsa reaktorin käyttöjakson aikana, eikä palaman kasvattaminen lisää niiden suhteellista tai absoluuttista määrää.



En ole samaa mieltä, joskaan en täysin eri mieltäkään.

Esimerkiksi polttoaineen jälkilämpö saavuttaa maksiminsa jo alle 10 GWd/tU palamalla. Myöskään kokonaisaktiivuus ei tämän jälkeen olennaisesti enää nouse. Lyhytikäisiä fissiotuotteita ei korkeapalamaisessa polttoaineessa ole kiloa kohden yhtään enempää. Tämä pätee niin jodi-131:lle, kuin kaikille radioaktiivisille jalokaasuillekin, jotka ovat onnettomuustilanteessa ensimmäisenä karkaamassa.

Pitkäikäisempien fissiotuotteiden osalta tilanne on huonompi. Palaman nostaminen 40 GWd/tU:sta 80 GWd/tU tasolle melkein tuplaa Cs-137:n määrään. Isotoopin puoliintumisaika on 30 vuotta, eli selvästi reaktorin käyttöjaksoa pidempi. Konsentraatio ei siis ehdi saturoitua, vaan kasvu on lähellä lineaarista maksimia.

Loppusijoituksen kannalta tilanne on puolestaan parempi, kun tarkastellaan polttoaineen radioaktiivisuutta tuotettua energiamäärää kohden. Esimerkiksi Pu-239:n konsentraatio saturoituu sen jälkeen kun alkuperäinen U-235 on palanut pois. Toisin kuin useimmilla fissiotuotteilla joilla hallitseva häviöreaktio on radioaktiivinen hajoaminen, plutoniumia häviää polttoaineesta pääasiassa neutronireaktioiden, erityisesti fission kautta. 5% väkevöidyllä polttoaineella konsentraation saturoituminen osuu johonkin 40 GWd/tU palaman tienoille, ja tämän jälkeen polttoaine tuottaa energiaa synnyttämättä lainkaan uutta pommiplutoniumia.

Kuten aina, tilanne on kokonaisuutta takastellen paljon monimutkaisempi, sillä palaman kasvattaminen lisää kuitenkin raskaampien plutoniumin isotooppien ja korkeampien aktinidien (amerikium, curium) määrää. Pu-239:n muuttuminen Pu-240:ksi pienentää samalla ytimen puoliintumisajan 24,000 vuodesta 6500 vuoteen. Toisaalta seuraava neutronikaappausreaktio muuttaa ytimen lyhytikäiseksi Pu-241:ksi, jonka beta-hajoaminen Am-241:ksi tavallaan pidentää hajoamisketjua yhdellä reaktiolla. Am-241:n puoliintumisaika on reilu 400 vuotta, ja ketjun seuraavan isotoopin, Np-237:n puoliintumisaika 2 miljoonaa vuotta. Neptunium pysyy polttoaineessa plutoniumia pidempään, mutta toisaalta sen aktiivisuus on 1/90 osa Pu-239:n aktiivisuudesta. Se, onko lopputulos parempi vai huonompi, onkin sitten aika tulkinnanvaraista.

Am-241:stä päästään myös peräkkäisten neutronikaappausreaktioiden ja beta-aktiivisten Am-242 ja -244 -isotooppien kautta curiumiin, jonka isotoopit pääasiassa alfahajoavat takaisin plutoniumiksi.

Korkeammat aktinidit, erityisesti curiumin isotoopit lisäävät polttoaineen spontaania neutronituottoa, mikä on säteilysuojelullinen ongelma. Myös jälkilämmön tuotanto pitkällä aikavälillä kasvaa, ja kuten itsekin mainitsit, polttoainetta pitää jäähdyttää pidempään. Lyhyellä aikavälillä aktinidien lämmöntuoton kasvu peittyy kokonaan fissiotuotteiden alle, eikä sillä esim. onnettomuuksien kannalta ole merkitystä.

Palaman kasvattaminen huonontaa polttoaineen suojakuoren mekaanisia ominaisuuksia ja kasvattaa sauvan sisäistä painetta. Polttoainepelletit turpoavat, muuttuvat huokoisemmiksi ja halkeilevat, mikä onnettomuustilanteessa helpottaa radionuklidien vapautumista kiinteän uraanioksidin sisältä. Toisaalta yleensä kun puhutaan oleellisesti nykyistä korkeammista palamista, myös polttoaineen ja suojakuoren materiaalit vaihtuvat kestävämpiin. En usko että mikään nykyinen kevytvesireaktori saavuttaa edes 60 GWd/tU palamaa, tai ainakaan selvästi ylittää sitä.

Eli yhteenvetona: palaman kasvattamisella on sekä hyvät että huonot puolensa, riippuen siitä tarkastellaanko reaktoriturvallisuutta, polttoainetaloutta vai loppusijoitusta. Ne negatiiviset puolet eivät kuitenkaan suuruudeltaan vastaa niitä sinun esittämiäisi arvioita, mistä tässä kai alunperin oli kyse. EPR:n tapauksessa korkeaa palamaa olennaisempi turvallisuuteen vaikuttava tekijä on se että sydän on fyysiseltä kooltaan suurempi ja polttoainetta on enemmän.

Olisiko tässäkin keskustelussa siirtyä vertailemaan "vaarallisuutta"/tuotettu energia. Tässä tuulivoimaintoilukeskusteluista tutussa "yksi ydinvoimala vie enemmän tilaa kuin yksi tuulivoimala".

Ellei haluta tehdä ko vertailua niin voi yhtä hyvin ehdottaa ydinjätteen laimentamista. Sehän ratkaisisi ongelman...

Zäp ilmeisesti tietää mistä puhuu, mutta tuntuu siltä että koko keskustelussa ei nähdä metsää puilta. Tai oikeastaan ei nähdä metsää mustikan varvuilta. Tuntee Zäp metsänkin, mutta kaipaisin enemmänkin toteamuksia vastauksen alkuun että ovatko asiat kokonaisuuden kannalta ollenkaan relevantteja vaikka löytyykin paljon mielenkiintoisia yksityiskohtia, mustikoita ja niissäkin toukkia ja hämähäkkejä.

Mielstäni tunnut vähän kiertelevän nyt kuumaa puurolautasta. Eli onko vastauksesi jokin seuraavista:
-fissiotuotteita ja aktinideja on enemmän pitkän palaman polttoaineessa
- tai niitä on vähemmän/ ne ovat vähemmän haitallisia(PU239>PU240,1, 2, jne)
- tai, ettei voida tietää, syntyykö niitä enemmän.

Älä suutu, luin kyllä viestisi läpi. Se oli mielenkiintoista luettavaa, mutta se ei oikein vastannut kysymykseen. Mielestäni polttoaineen turvallisuus ei esimerkiksi juurikaan muutu, jos PU239 muttuu PU240:ksi, jos ei nyt oteta huomioon varsin epätodennäköistä kriittisyysonnettomuutta jossakin loppusijoitutiloissa.

Polttoaineen loppusijoituksen kannnalta juuri herkästi vapautuvat tai helposti liukenevat/ kulkeutuvat fissiotuotteet/aktinidit ovat turvallisuuden kannalta tärkeimipiä. Kuljetuksen ja käsittelyn kannallata luonnollisesti muuta asiat ovat painotettu. Käsittääkseni OL3:n polttoaine on kaikilta osiltaan varaallisempaa.

Tarkoitus ei ole kierrellä asioita, mutta kun noin yksinkertaisia vastauksia minulla ei kysymyksiisi ole antaa. Käytetyssä polttoaineessa on satoja fissiotuotteita ja kymmeniä aktinideja jotka ovat lopputuloksen kannalta merkittäviä, ja palaman nostaminen vaikuttaa eri isotooppien konsentraatioihin eri tavalla.

Kuten totesin, lyhytikäisten fissiotuotteiden määrään (jodi-131, jalokaasut) palaman nostaminen ei vaikuta. Onnettomuustilanteiden kannalta tärkeään jälkilämmöntuottoon korkeammalla palamalla ei myöskään ole vaikutusta.

Pitkäikäisempien fissiotuotteiden (Cs-137) määrä puolestaan kasvaa lähes samassa suhteessa kuin palama.

Loppusijoituksen kannalta reaktorin radioaktiivisuusinventaaria olennaisempi mittari on radioaktiivisuuden määrä tuotettua energiaa kohden. Eli kannattaako kilo uraania polttaa 60 GWd/tU palamalle, vai 2 kiloa 30 GWd/tU palamalle? Polttoainetalouden ja loppusijoituksen näkökulmasta palaman nostaminen kannattaa, sillä uraani hyödynnetään tehokkaammin ja radioaktiivisuutta syntyy vähemmän. Ero ei ole niin suuri että se ratkaisisi loppusijoituksen ongelmia, mutta ainakaan radioaktiivisuuden kannalta se ei ole askel huonompaan suuntaan.