Vaikka ilmaston lämpeneminen on päivänpolttava kysymys, niin joskus jääkausi tulee. Kuinka se kohtelee jätekapseleita? Mitä sen jälkeen?

Ydinvoima tuo myös ydinjätteet
Tietopaketti kertoo, mitä niille Suomessa tehdään 
Asiantuntijana koosteessa Esko Ruokola, Säteilyturvakeskuksen johtava asiantuntija



Kuinka se kohtelee jätekapseleita? Mitä sen jälkeen?




Oletetaan, että se alkaa vuonna 45000. Ilmasto on toki viilennyt jo vuosituhannet ja routa työntänyt kylmän kouransa yhä syvemmälle kallioon, mutta tuolloin Olkiluodon katteeksi alkaa kertyä jäätä.

Jääpeite paksunee nopeasti, muutamassa sadassa vuodessa sitä on jo läpinäkymätön, yli kilometrin kerros. Vieläkin se kasvaa, kunnes yltää miltei kahteen kilometriin.

Jää painaa Olkiluotoa 25 000 vuotta. Maan sisässä ikirouta ulottuu lähes kahteensataan metriin, ja runsaat parisataa metriä sen alla uinuvat jätekapselit. Täällä olisi vähän lämpimämpää, mutta amerikiumien ja curiumien hohkaa ei kukaan ole aistimassa.

Pohjavedet pysyvät vakaasti paikoillaan.

Sitten jää alkaa huveta, aurinko lämmittää, sulavedet pulppuavat. Tämä vaihe kestää 10 000 vuotta. Sen aikana maakin voi antaa järähtäviä elonmerkkejä, kun jään paine hellittää ja jännitykset laukeavat.

Kun kaikki jää on sulanut, eletään vuotta 80000 - ainoita eläjiä täällä tosin lienevät veden mikrobit. Niillä on tilaa pullistella solujaan ja oikoa siimojaan aina vuoteen 125000, jolloin Olkiluodon kallio taas kohottautuu vedenpinnan ylle.

Sen jälkeen kierros alkaa alusta, pyörähtää leudon ajanjakson jälkeen vähitellen  kohti seuraavaa jääkautta.





Koska se tuhoaa soluja ja vahingoittaa niiden dna:ta.

Suuresta, yli yhden sievertin äkillisestä annoksesta tulee säteilysairaus. Neljää sievertiä (tuhat kertaa suomalaisen vuosiannos) pidetään hengenvaarallisena, mutta hyvä hoito saattaa pelastaa. 8-10 sievertin pika-annos tappaa väistämättä.

Säteilysairaudessa luuydin tuhoutuu eikä enää tuota verisoluja. Samoin tuhoutuu suoliston limakalvo.

Tšernobylin ydinturmassa henkilökunnasta ja palomiehistä toistasataa sairastui säteilystä, ja 28 kuoli parissa kuukaudessa. Sen sijaan laskeumalle altistuneista kukaan ei saanut sairauteen johtavaa annosta. Suomessa kukaan ei ole koskaan saanut sellaista.

Äkillisistä altistuksista koituu myös palovammoja, pahimmillaan kuolioon johtavia. Tällaisen saa, jos tarttuu vahvaan säteilylähteeseen.

Odottavan äidin altistus, esimerkiksi sädehoito, voi vaurioittaa sikiötä.

Pienikin säteilyannos voi aiheuttaa dna:han muutoksia, mutaatioita. Jos niitä kertyy solunjakautumiselle tärkeisiin geeneihin, voi seurata syöpä. Siksi säteilytyöntekijöille on suojarajat ja muiden altistus pyritään minimoimaan.

Muutamia vuosia altistuksen jälkeen saattaa ilmaantua leukemia. Muut syövät puhkeavat jopa vuosikymmenten päästä - jos ovat puhjetakseen.

Säteilyn aiheuttamia syöpiä on vaikea erottaa muista. Kolmannes meistä sairastuu elämänsä aikana joka tapauksessa syöpään, ja viidennes kuolee siiheen. Tšernobylin laskeuman on laskettu aiheuttavan Suomessa noin 500 syöpäkuolemaa 80 vuodessa. Samana aikana syöpään kuolee muista syistä miljoona suomalaista.











Marjut Vähänen






Sulamisvaihe kriittisin

Jos on hyvin epätodennäköistä, että jättijärähdys napsauttaa kapseleita kahtia, niin voi vaurio tulla vaivihkaakin. Hiipivän vihollisen nimi on korroosio. Se on tutkimuspäällikkö Vähäsen ominta aluetta: hän teki ennen Posivaan tuloaan Tampereen teknilliseen yliopistoon fysiikan lisensiaatintyönsä kuparin korroosiosta.

Kupari on erittäin niukasti korrodoituvaa, ja kuparikapselia on suojaamassa bentoniitti, joka imee rutkasti kosteutta lamellimaisen rakenteensa ohuihin väleihin. Voiko puskurin kestokyky ylittyä jääkauden aikana?

- Pahin tilanne olisi, että jääkauden jälkeiset sulavedet pääsisivät tunkeutumaan  syvälle kallioperään, Vähänen kertoo. - Tämä voisi aiheuttaa bentoniitin rapautumista.

Tarkoitus on selvittää tarkemmin pahimpia tapahtumakulkuja: voivatko ryöppyävät sulavedet huuhtoa pois bentoniittia, nostattavatko ne ehkä ylöspäin hyvin syvällä olevia suolaisia pohjavesiä, ja jos, niin miten tämä vaikuttaa jätekapseleiden korroosioon.

Mutta jos kapseli on kallioon pantaessa ehjä, edessämme olevien lauhkeiden vuosituhansien aikana silmä ei huomaisi viisisenttisen kupariseinän syöpymää, sillä sen arvioidaan enimmilläänkin jäävän millimetrin kymmenyksiin. Eikä korroosiosta välttämättä kannata huolestua jääkaudenkaan takia - ellei bentoniitti huuhtoudu tai kulu pois - koska silloin korroosion arvellaan nakertavan kuparia muutamia millejä 100 000 vuodessa.


Kestää jopa miljoona vuotta

Ennen pitkää kapselit luonnollisesti tuhoutuvat. Koska?

"Lukuun ottamatta viallisia kapseleita tai niitä, jotka murtuvat suurissa kallioliikunnoissa, kapseleiden odotetetaan kestävän yli miljoona vuotta", todetaan Posivan raportin tiivistelmäosiossa.

Entä jos kallioon pääsee sekundakapseli? Esimerkiksi sellainen, jossa hitsisaumassa on pieni, päällepäin näkymätön vika. Juuri tällaisesta syöpymisvaurio helpoimmin alkaa.

- Ei saa päästä, tutkimuspäällikkö Vähänen miltei kivahtaa. - Kapseleiden eheyden testauksen on oltava äärimmäisen tarkkaa. Tähän käytetään ainetta rikkomattomia menetelmiä, kuten esimerkiksi ultraääntä.

Silti turvallisuustutkimuksissa on otettava huomioon sekin vaihtoehto, että radioaktiivisia aineita jotenkin pääsisi kulkeutumaan ulos kapselista, ensin bentoniittiin ja sitten pohjaveteen. Kuinka ne kulkeutuvat? Voisivatko ne - ja mitä reittejä - päästä maan pinnalle? Paljonko becqurelejä eri radionuklideista nousisi?

- Kyllä tässä pitää miettiä kaikki pahimmat vaihtoehdot ja arvioida niiden todennäköisyydet ja seuraukset, Vähänen toteaa. Hän myös painottaa, että turvallisuusanalyysissä perusperiaate on yliarvioida epävarmuuksista ja tiedon puutteesta aiheutuvat riskit. Tämä koskee myös radionuklidien kulkeutumista, jota arvioidaan tarkemmin evoluutioraportin 2009 päivittyvässä versiossa.


Kaikkea ei voi ennakoida

Turvallisuusanalyysi on jossittelun laji, jossa mielikuvituksellinen  pessimismi on hyväksi avuksi: kuvittele pahin ja vielä vähän liioittele.

Entä jos tulevaisuuden olkiluotolainen joskus jääkauden mentyä, sanotaan nyt vaikka Aleksis Kiven päivänä eli 10. lokakuuta 152007, päättää porata reiän kallioon? Paikka on niin tavanomainen, että tuskin hän kultaa on kaivamassa. Tekeepä vaan perhekunnalleen porakaivon, tärskäyttää sen 400 metriin ja onnistuu osumaan keskelle kapselia. Tällaisellekin vaihtoehdolle on mahdollista laskea todennäköisyys.

Jossittelua voi jatkaa ja jatkaa - jopa typeryyteen asti. Miltei mikä tahansa voi olla mahdollista, mutta olennaista on kysyä, kuinka todennäköistä se on. Lottovoittajia on meistä harva.

Tulevaisuuden ihmisten toimet - vaikka niitä lähivuosina turvallisuusanalyytikot miten miettivät - jäävät väistämättä sumeiksi. Pystymme hahmottamaan menneisyyttä parhaimmillaan joitakin vuosituhansia, mutta tulevaisuutta on vaikea ennustaa vuosisadaksikaan. Luonnonlait hallitsemme paljon paremmin kuin ihmismielen oikut, halut ja saavutukset.

Mutta jos nyt yritetään ajatella edes lähipolvia - tai edes tuhansien vuosien päähän - niin joka tapauksessa on turvallisempaa, että ydinjätteet ovat kallion uumenissa kuin peltivarastoissa maan pinnalla. Se on myös reilua.


Ydinjätteistä enemmän

Ydinturvallisuus. Toim. Jorma Sandberg. Säteilyturvakeskus 2004. 418 s. Kirja kuuluu STUKin julkaisemaan sarjaan Säteily- ja ydinturvallisuus.

STUKin esitteet:
Ydinjätteen loppusijoituksen turvallisuus, 2002.
Käytetyn ydinpolttoaineen kuljetukset, 2000.
Säteilyn terveysvaikutukset, 2005.
Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten jätehuolto. Yhteenveto vuoden 2006 toiminnasta.
Posivan raportti, 2007.


Paljon lisätietoa verkkosivuilla:
http://www.posiva.fi/
http://www.stuk.fi/ 
http://www.skb.se/




 

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Hirmun anatomia on selvinnyt sääsatelliittien mikroaaltoluotaimilla. Ne näkevät pilvien läpi myrskyn ytimeen ja paljastavat ukkospatsaat, joista myrsky saa vauhtinsa. Kuva: Nasa/Trimm

Pyörivät tuulet imevät energiansa veden lämmöstä.

Trooppiset rajuilmat tappoivat vuosina 1995–2016 lähes 244 000 ihmistä, koettelivat muuten 750 miljoonaa ihmistä ja tuhosivat omaisuutta runsaan 1 000 miljardin dollarin arvosta, enemmän kuin mitkään muut mullistukset, esimerkiksi tulvat tai maanjäristykset.

Näin arvioi maailman luonnonkatastrofeja tilastoiva belgialainen Cred-tutkimuslaitos raporteissaan, joissa se laskee katastrofien pitkän aikavälin inhimillistä hintaa.

Myrskytuhot ovat panneet myrskytutkijat ahtaalle. Kaikki tahtovat tietää, mistä näitä rajuilmoja tulee. Lietsooko niitä ilmastonmuutos?

Lämpö alkaa tuntua

Näihin asti tutkijapiireissä on ollut vallalla käsitys, jonka mukaan hirmuista ei voi syyttää ilmastonmuutosta vielä kotvaan. Se alkaa voimistaa myrskyjä vasta pitkällä aikajänteellä.

Nyt hurjimpia myrskyjä on kuitenkin alettu kytkeä ilmaston lämpenemiseen. Esimerkiksi alkusyksystä 2017 Maailman ilmatieteen järjestö WMO arvioi, että lämpeneminen todennäköisesti rankensi elokuussa Houstonin hukuttaneen Harvey-myrskyn sateita.

Jotkut tutkijat ovat puhuneet kytköksistä jo vuosia.

Esimerkiksi Kerry Emanuel, Massachusettsin teknisen yliopiston myrskyspesialisti, laski 2005, Katrinan runnottua New Orleansia, että Atlantin ja Tyynenmeren myrskyt ovat nykyään 60 prosenttia voimakkaampia kuin 1970-luvulla.

Keväällä 2013 Nils Bohr -instituutin Aslak Grinsted raportoi, että lämpenemiskehitys vaikuttaa myrskyissä syntyviin tulva-aaltoihin.

Kun maapallon keskilämpötila nousee 0,4 astetta, myrskytulvien määrä tuplaantuu. Tämä rajapyykki on jo ohitettu. Kun lämpötila nousee kaksi astetta, tulvat kymmenkertaistuvat. Silloin superrajuja myrskyjä hyökyy Atlantilta joka toinen vuosi. Tähän asti niitä on nähty kerran 20 vuodessa.

Meri lämpenee otollisesti

Tärkein myrskyjä ruokkiva muutosvoima löytyy sieltä, mistä myrskyt ammentavat energiansa ja mihin ilmastonmuutoksen nähdään vaikuttavan: meriveden lämpötilasta. Se kehittyy myrskyille otolliseen suuntaan.

Esimerkiksi Meksikonlahdella, hurrikaanien voimanpesässä, on mitattu jopa pari astetta tavallista korkeampia meriveden lämpötiloja.

Kun Haiyan, yksi kaikkien aikojen kovimmista taifuuneista, marraskuussa 2013 jätti kaksi miljoonaa filippiiniläistä kodittomiksi, meri oli myrskyn syntyalueella vielä sadan metrin syvyydessä kolme astetta normaalia lämpimämpi.

Meressä tapahtuu muutakin epäedullista: pinta nousee. Se kasvattaa myrskyjen nostattamia tulva-aaltoja, jotka usein saavat aikaan pahinta tuhoa.

 

Näin hirmumyrsky kehittyy

Hirmun syntymekanismi on sama kaikkialla, vaikka nimitykset vaihtelevat. Atlantilla ja Amerikan puoleisella Tyynellämerellä puhutaan hurrikaaneista, Aasian puolella taifuuneista ja Intian valtamerellä ja Oseaniassa sykloneista. Grafiikka: Mikko Väyrynen

 

Trooppisia hirmumyrskyjä syntyy päiväntasaajan molemmin puolin 5. ja 25. leveyspiirin välillä. Päiväntasaajalla niitä ei muodostu, sillä sieltä puuttuu coriolisvoima, jota myrsky tarvitsee pyörimiseensä

Kehittyäkseen myrsky vaatii tietynlaiset olot. Suursäätilan pitää olla laajalla alueella epävakaa ja ukkossateinen ja meriveden vähintään 26 asteista 50 metrin syvyydeltä. Lisäksi tuulien pitää puhaltaa heikosti 12 kilometrin korkeuteen asti. Voimakkaissa virtauksissa myrskynpoikanen hajoaa.

1. Merestä nousee lämmintä, kosteaa ilmaa. Se kohoaa nopeas­ti ja tiivistyy ukkospilviksi, jotka kohoavat 10–15 kilometrin korkeuteen. Samalla vapautuu lämpöä, mikä ruokkii matalapainetta.

2. Fysiikan säilymislakien mukaan ylös kohoavan ilman tilalle virtaa ympäriltä korvausilmaa, jolloin ilmanpaine alueella laskee.

3. Lämpöä kohoaa ylös yhä laajemmalti, ukkospilvien jono venyy, ja ilman virtausliikkeet voimistuvat. Ilmanpaine laskee lisää, ja alueelle syntyy liikkuva matalapaineen keskus.

4. Paine-ero tuottaa voiman, joka alkaa pyörittää tuulia kiihtyvää vauhtia. Maan pyörimisliikkeestä aiheutuva coriolisvoima kiertää niitä spiraalin lailla vastapäivään kohti matalan keskusta. Kun tuulen sekuntinopeus nousee yli 33 metrin, on syntynyt trooppinen hirmumyrsky.

Hurjimmissa myrskyissä tuulen nopeus nousee 70–90 metriin sekunnissa. Pyörteen halkaisija vaihtelee puolestaan 400 kilometristä 1 000 kilometriin.

5. Myrskyn voimistuessa sen ylle muodostuu korkeapaine, joka pyörii tuulia vastaan. Laskeva ilmavirtaus kuivattaa ja lämmittää keskusta, ja se seestyy myrskynsilmäksi.

6. Silmää kiertävät tuulet sekoittavat tehokkaasti meren pintaa 50–100 metrin syvyydeltä. Kun lämmintä vettä painuu syvyyksiin ja viileää kohoaa pintaan, ”lämpövoimala” jäähtyy ja hitaasti liikkuva myrsky voi heikentyä. Nopeaan myrskyyn jarru ei ehdi vaikuttaa, ja silloin kumpuava vesi voi loppumatkasta muuttua vaaralliseksi.

7. Kun ranta lähestyy ja meri madaltuu, tuulet pakkaavat vettä myrskyn tielle tulva-aalloksi, joka syöksyy myrskyn mukana maalle tuhoisin seurauksin.

Maalle saavuttuaan myrsky laantuu, kun se ei enää saa käyttövoimaa meren lämmöstä.

 

Tuula Kinnarinen on Tiede-lehden toimitussihteeri.

Julkaistu Tiede-lehdessä 1/2014. Päivitetty 12.9.2018.