La Hague käsittelee ydinjätteen ja lähettää sen uusiokierrokselle.



Julkaistu Tiede-lehdessä 8/2007



Normandian vehreiden laidunten ja kirjavan karjan keskeltä nousee taivaanrantaan sinerviä, turkooseja ja harmaita piippuja. Niitä erottaa viljapelloista ja Englannin kanaalista kaksinkertainen verkkoaita. Aitojen välin täyttävät piikkilanka ja sähköpaimen. Ne eivät ole vain lehmien varalta.

Tämä on ydinjätteen jälleenkäsittelylaitos Ranskan La Haguessa, 200 hehtaarin teollisuusalue, josta näkyy vain jäävuoren huippu. Kaksi kolmasosaa laitoksesta toimii maan alla. Sen uumenissa käy töissä viisituhatta ihmistä.

Laitoksen omistaa Areva-yhtiö, Ranskan valtion ydinjätti, joka rakentaa parhaillaan uutta ydinvoimalaa Suomen Olkiluotoon. Areva ottaisi mieluusti La Hagueen myös Olkiluodon ja Loviisan jätteet. Laitoksen useimmat sopimukset ulkomaisten asiakkaiden kanssa ovat umpeutumassa. Japani on rakentanut
jälleenkäsittelylaitoksensa, Saksa päätti kokonaan lopettaa jätteen viennin, ja Sveitsikin on toistaiseksi luopunut jälleenkäsittelystä.

Kotimaista käsiteltävää on runsaasti, mutta ei sentään niin paljon kuin La Haguen kapasiteetti olisi: 1 700 tonnia vuodessa.


Melkein pelkkää ydinsähköä

Kaikista maailman maista Ranska nojaa raskaimmin ydinvoimaan. Se tuottaa 78 prosenttia sähköstään ydinvoimalla. Reaktoreita on käytössä 58.

Niitä alettiin rakentaa heti toisen maailmansodan jälkeen. Varsinainen linjapäätös ydinvoiman suurkäytöstä syntyi 1970-luvun energiakriisin takia, kun Ranska halusi riippumattomaksi öljyntuonnista.

Voimaloiden kaikki käytetty polttoaine tulee La Hagueen. Vastaanottohallin pihalla kukoistaa alppiruusu, ja sen vieressä makaa pari suurta terässäiliötä, joissa jäte saapuu.

- Emme kylläkään sano sitä täällä jätteeksi, huomauttaa laitoksen tiedotusjohtaja Laurence Pernot.

Uraania sisältävien polttoainesauvojen käyttöaika ydinvoimalassa on kolme-neljä vuotta. Sen jälkeen fissiokelpoista uraani 235:tä alkaa olla liian vähän ja fissiotuotteet häiritsevät ketjureaktiota.

Törmäilevät neutronit eivät kuitenkaan ole hajottaneet kaikkia uraaniytimiä. Jotkin niistä ovat siepanneet neutronin itseensä ja muuttunut plutoniumiksi. Syntynyt plutonium ja jäljelle jäänyt uraani voidaan käyttää uudestaan. Kerran käytetystä polttoaineesta peräti 96 prosenttia kelpaa uusiokierrokselle.


Palasiksi, sitten liuokseksi

Punaisella värillä koodatulle alueelle ihmisjalka ei La Haguessa astu. Metristen betoniseinien sisällä ja oranssien ikkunoiden takana robottinosturi poimii polttoainesauvojen niput kuljetussäiliöstä. Ne ovat kuumia, 300-asteisia, joten ne täytyy panna veteen jäähtymään.

Vesi eristää myös säteilyn. Suuren sinertävän altaan äärellä liikkuu työmiehiä valkoisissa haalareissa. Reunalta paistaa oranssi pelastusrengas. Pieni pulikointi pintavedessä ei kuulemma olisi kovin haitallista. Altaan lämpötila pidetään 35 asteessa. Vettä jäähdytetään lauhdutustornissa, josta se palaa puhdistuksen kautta takaisin.

Sauvat saavat vilvoitella altaassa kahdesta viiteen vuotta. Sen jälkeen jätteen varsinainen käsittely voi alkaa. Polttoainesauvat pilkotaan kolmen sentin kikkareiksi. Ne jauhetaan muruiksi ja liuotetaan happokäsittelyillä nesteeksi, joka lähtee kiertämään laitoksen loputtomiin tankkeihin ja putkistoihin. Materiaalin matka prosessin läpi kestää yli kymmenen vuotta. Sinä aikana joukosta erotellaan uraani ja plutonium sekä valvotaan, ettei plutonium saavuta niin sanottua kriittistä massaa.

Ulos tulevasta tavarasta 95 prosenttia on uraania ja yksi prosentti plutoniumia. Siinä yhdessä prosentissa on valtavasti energiaa. Grammasta plutoniumia irtoaa yhtä paljon energiaa kuin sadasta grammasta luonnonuraania. Pieni kimpale riittää ydinpommin valmistamiseen.

Jälleenkäsittelyssä saaduista plutoniumista ja uraanista leivotaan sekapolttoainetta moxia (mixed oxide fuel), ruskeaa tahnaa, joka pakataan sylintereihin ja niputetaan polttoainesauvoiksi. Niitä voidaan käyttää tavallisen uraanipolttoaineen sijasta kevytvesireaktoreissa, joita on Euroopassa 35.

Yli jäänyt neljä prosenttia on runsasaktiivista jätettä. Se kiinteytetään lasiin, joka pakataan terässylinteriin ja lähetetään takaisin samaan maahan, mistä jäte on tullutkin. Ranskan oma jäte jää La Hagueen. Se pötköttää aitojen sisällä varastossa odottamassa loppusijoitusta.

Ranskan parlamentti päätti 2006, että ydinjätteen loppusijoitus maan alle alkaa vuonna 2025. Odoteltaessa ydininsinöörit kehittelevät tekniikoita, joiden avulla käytettyä polttoainetta voitaisiin hyödyntää enemmän ja jätettä käsitellä vaarattomammaksi (ks. Voiko ydinjätteet hävittää?, s. 32).


Mikseivät kaikki kierrätä?

Käytetyn polttoaineen jälleenkäsittely vähentää siis ydinjätettä ja säästää uraanivaroja. Kahteen kertaan käytetty ydinpolttoaine on jo sataprosenttisesti ydinjätettä. Tulevaisuudessa se pystytään ehkä kierrättämään vielä kerran.

Ranskan edellinen presidentti Jacques Chirac asetti tavoitteeksi, että uusi, omaa jätettään kierrättävä ydinvoimalatyyppi on saatava käyttöön vuoteen 2020 mennessä. Tällaisiin voimaloihin tarvitsisi Ranskan ydintutkimuslaitoksen laskelmien mukaan louhia kolmannes vähemmän uraania.

Miksi useimmat maat eivät jälleenkäsittele? - Ehkä ne eivät piittaa ympäristöstä, La Haguen tiedotuspäällikkö heittää.

Suuria jälleenkäsittelylaitoksia on maailmassa vain neljä: La Haguen lisäksi Sellafieldissä Britanniassa, Rokkashomurassa Japanissa ja Tšeljabinskissa Venäjällä. Yhdysvallat lopetti 1977 kaupallisen jälleenkäsittelyn estääkseen ydinasekelpoisen plutoniumin leviämisen maailmalle. Presidentti George W. Bushin hallinto haluaisi nyt aloittaa sen uudelleen.

Ainakin Saksa, Ruotsi ja Suomi ovat päättäneet, etteivät ne vie käytettyä ydinpolttoainetta ulkomaille(ks. s. 37).


Kallista puuhaa

Suurin syy jälleenkäsittelyn vähäisyyteen lienee, ettei kierrätys ole taloudellisesti kannattavaa ainakaan niille, joilla ei ole omia laitoksia.

Käytetyn polttoaineen käsittely La Haguessa maksaa tuhat euroa kilolta. Se on kalliimpaa kuin saman määrän loppusijoitus suoraan Suomen kallioperään, ja laitoksesta tulee vielä paluupostina runsasaktiivista jätettä. Vaikka jätteen määrä vähenee, uraanin ja plutoniumin poisto ei paljonkaan pudota sen lämmöntuottoa. Suomen sijoitustekniikassa juuri jätteen lämmöntuotto määrää, kuinka paljon tilaa jäte vaatii.

Lisäksi on pitkä matka siihen, että kierrätysuraania pystytään hyödyntämään polttoaineena tehokkaasti. Saattaa kestää kymmeniä vuosia, ennen kuin uudenlaiset reaktorit saadaan laajaan käyttöön, ja vanhoihin reaktoreihin kierrätysuraani täytyy rikastaa niin kuin kaivoksista louhittukin.


"Putken päästä voi kalastaa"

Jälleenkäsittelylaitokset ovat vuosikymmenten varrella hankkineet myös ikävää mainetta radioaktiivisten päästöjen lähteinä. Venäjän Majakin hutilointi sai Suomenkin lopettamaan jätteen viennin. La Haguen ja Sellafieldin tuottama säteily on ympäristöjärjestö Greenpeacen mukaan meressä havaittavissa napapiirillä saakka, ja lasten leukemiaa esiintyy tavallista enemmän molempien laitosten läheisyydessä.

La Haguen vierasruokalan pyöreä ikkuna antaa Englannin kanaalille. Lautasella on paistia ja avokadoa, ja niiden yli siintää Flamandvillen niemi. Sinne on rakenteilla samanlainen uusi ydinreaktori kuin Olkiluotoon. Väliin jäävälle merialueelle lasketaan putkea pitkin ne radioaktiiviset vedet, joita jälleenkäsittelylaitoksessa syntyy.

Jätevedestä ei ole nykyisin mitään haittaa, tiedotuspäällikkö Pernot vakuuttaa. Se on vähäaktiivista, eikä säteily ylitä tiukasti valvottuja raja-arvoja. Päästöjen radioaktiivisuus on vähentynyt 1980-luvulta murto-osaan.

Taustasäteily La Haguen alueella on 2,4 millisievertiä henkilöä kohti vuodessa ja La Haguen tuottama lisäys alueen asukkaille nykyisin 0,02 millisievertiä, saman verran kuin saa yhdellä neljän tunnin lennolla, kertovat laitoksen tilastot.

- Kalastusta ei tarvitse rajoittaa mitenkään. Vaikka jäteputken päässä voi onkia, tiedotuspäällikk

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.