Jäte kapseliin, kapseli kallioon ja kallio kiinni. Perusresepti on säätöä vaille valmis.

Tietopaketti kertoo, mitä niille Suomessa tehdään 
Asiantuntijana koosteessa Esko Ruokola, Säteilyturvakeskuksen johtava asiantuntija



Jäte kapseliin, kapseli kallioon ja kallio kiinni. Perusresepti on säätöä vaille valmis.




Käytetyn ydinpolttoaineen määränpää on lähes puolen kilometrin syvyydessä Olkiluodon peruskalliossa. Ydinjäteväki puhuu vapautumis¬esteistä ja tarkoittaa niillä kaikkia rakenteita, jotka pitävät radioaktiivisuuden tiukasti paikallaan kallion uumenissa. Ensimmäinen näistä esteistä on kapseli, johon polttoainesauvat pakataan.

Metrin läpimittaisessa kapselissa on kaksi kerrosta. Sisempi on pallografiittirautaa, ulompi kuparia, ja kumpikin materiaali on valittu tarkkaan harkiten. Rautasisus on vahva ja suojaa sauvoja kallioperän mekaanisilta rasituksilta. Kupari taas on poikkeuksellisen niukasti syöpyvää, ja viisisenttisen tiiviin kuparikuoren arvioidaan kestävän rankoissakin oloissa reikiintymättä sadattuhannet vuodet. 

Koneet hoitavat kapseloinnin

Kapselointilaitosta aletaan rakentaa ensi vuosikymmenellä. Kaiken on määrä tapahtua siellä turvallisesti käsin koskematta. Kerrallaan käsitellään pieni erä polttoainenippuja, eikä työhön säteilyvaaraa lukuun ottamatta sisälly muita erityisiä riskejä, kuten suuria paineita tai lämpötiloja. Nosturit siirtelevät sauvanippuja betonisuojien takana, ja kun kapseli on täytetty, hitsausrobotti sulkee sen kannen.

Sen jälkeen varmistetaan, että kapseli on taatusti tiivis; erityisen kriittinen kohta on kuparikannen hitsattu sulkusauma. Kapselit tutkitaan niin sanotuilla ainetta rikkomattomilla menetelmillä, kuten ultraääni- tai röntgenkuvauksella.

Loviisan ja Olkiluodon tämänhetkisten voimaloiden polttoaineniput ovat hieman erimallisia, ja siksi loviisalaiset mahtuvat vähän pienempään kapseliin. Tosin silläkin on tyhjänä painoa yli 16 tonnia. Kuhunkin kapseliin sijoitetaan 12 polttoainenippua. Olkiluoto kolmosen niput ovat huomattavasti järeämpiä, ja niitä mahtuu yhteen kapseliin vain neljä.

Suomen viiden voimalan polttoaineesta tulee kaikkiaan noin 2 800 kapselia.


Savipuskuri suojaa kapselia

Kapseloitu jäte kuljetetaan tunnelia myöten luolastoon, jossa kukin kapseli saa oman pikku sopukkansa. Peruskallion ja kapselin väliin tulee kerros bentoniittisavea, jolla on useita suotuisia ominaisuuksia. Se imee hyvin vettä ja estää sitä virtaamasta kuparipintaan. Jos pohjavesi kuitenkin onnistuisi syövyttämään kapselia, bentoniitti pidättäisi vapautuneita aineita. Joustavana bentoniitti toimii kuin puskuri eli suojaa kapselia kallion mahdollisilta liikahduksilta.

Sitä mukaa kuin kallioluolaston käytävät täyttyvät, ne suljetaan bentoniittilohkareilla ja kivimurskeella. Kun viimeinenkin kapseli on sijoitettu luolastoon, kapselointilaitos puretaan, haudataan sekin, tulpataan sisäänmenoväylät ja kylvetään männyntaimelle koko 40 hehtaarin alue. 2100-luvun jälkipuoliskolla näyttää ehkä siltä kuin ei paikalla mitään toimintaa olisi ollutkaan.

Kapselinpyöritystä riittää näillä näkymin pitkälle ensi vuosisadalle. Viidennen ydinvoimalamme polttoainesauvoja aletaan loppusijoittaa noin vuonna 2070, ja urakka on hyvinkin 50-vuotinen.

Olkiluodon kallioon mahtunee kuudennenkin voimalan kuorma, mutta entä kaikki ne seuraavat? Kuudeskin voimala on pulmallinen, jos sen rakentaa joku muu kuin Posivan omistajat Teollisuuden Voima ja Fortum Power and Heat.


Nyt hiotaan yksityiskohtia

Loppusijoituksen perusidea on 1970-luvun lopusta ja alkuaan Ruotsista. Vaikka pasmat ovat selvät, käytännön ratkaisuissa on vielä paljon tutkittavaa.

Kupari esimerkiksi on hyvin vaativa materiaali. Tehdäänkö kupariastia pisto-vetomenetelmällä, ekstruusiolla vai taonnalla, käytetäänkö kannen sulkemiseen elektronisuihku- vai kitkatappihitsausta - muun muassa tällaisia asioita Posiva ja ruotsalainen Svensk Kärnbränslehantering Ab (SKB) selvittävät yhteistuumin ja tuloksia jakaen.

Sitäkin pohditaan, pannaanko kapselit kallioon pystyyn kukin yksikseen vai voitaisiinko niitä sijoittaa vaakasuuntaisiksi jonoiksi, mikä säästäisi tilaa. Tietty määrä intimiteettiä kullekin kapselille on kuitenkin taattava, ettei kallio lämpenisi liikaa. Loppusijoitustilan lämpötila on korkeimmillaan noin sadan vuoden kuluttua; silloin lämpöä on kuin haaleassa saunassa, 65 astetta.

Posivan tutkimusluola Onkalo valmistuu 2014, mutta SKB:llä on 1990-luvun puolivälistä ollut ainutlaatuinen kalliolaboratorio Äspössä lähellä Oskarshamnin ydinvoimala-aluetta. 450 metrin syvyydessä on meneillään lukuisia kokeita, joissa simuloidaan jätteen loppusijoitusta ja selvitetään, miten kapseli ja bentoniitti toimivat oikeissa oloissa.


Mahdollisuus tuleville polville

Kun eduskunta vuonna 2000 hyväksyi polttoainesauvojen loppusijoittamisen Olkiluotoon, se edellytti samalla niin sanottua palautettavuutta eli sitä, että prosessi on voitava missä tahansa vaiheessa  kääntää toisin päin. On toki kallista kovertaa toistamiseen tunnelikuilut maisemoituun metsäkankaaseen ja raapia ulos bentoniitit, mutta kääntö käynee päinsä - tähän ainakin sijoitustyön kaikissa vaiheissa aiotaan varautua. Osin asiaa on jo Äspössä harjoiteltukin.

Palautettavuuteen voidaan päätyä, jos tulevat polvet haluavat käyttää polttoaineeseen sisältyvän uraanin ja plutoniumin uudelleen energian tuotantoon. Vaihtoehdon houkuttelevuutta lisää, jos on myös opittu vähentämään jätteiden radioaktiivisuutta järkevin kustannuksin.

Tuhannen vuoden päästä säteily kuitenkin on vähentynyt sadastuhannesosaan. Luonnonlait huolehtivat ydinjätteen hajoamisesta omaan tahtiinsa, ja kun odotellaan reilut 200 000 vuotta, jätteessä on säteilyä saman verran kuin oli luonnonuraanissa, josta polttoaine valmistettiin.

Jos silloin on mahdollista marjastaa Olkiluodon maisemissa, voi ajatella, että alla, lähes puolen kilometrin päässä on ikään kuin uraanimalmio. Ellei mikään ole kallioperää myllännyt, voi turvallisin mielin tehdä puolukkahyytelöä jänispaistin lisukkeeksi - tai mitä nyt jääkauden jälkeinen luonto samoajalle tarjoaakin.


Mitä käytetyn polttoaineen sijoittaminen kallioon maksaa?


Kolme miljardia euroa, arvioi Posiva.

Kapselointilaitoksen ja tunneleiden rakentaminen maksaa 650 miljoonaa euroa, käyttökustannukset noin vuoteen 2120 ovat 2,1 miljardia ja purku- ja sulkemiskustannukset 250 miljoonaa.

Arviossa on mukana viisi reaktoria, joista tulee käytettyjä polttoainesauvoja yhteensä noin 5 500 tonnia.
Varoja loppusijoitukseen kerätään kaiken aikaa osana ydinsähkön hintaa. Niistä huolehtii nykyisen kauppa- ja teollisuuministeriön yhteydessä toimiva valtion ydinjätehuoltorahasto. 31.3.2007 rahastossa oli 1,5 miljardia euroa.


Voiko ydinjätteet hävittää?


Ei voi, ei ainakaan toistaiseksi.

Alkemistien vanha unelma oli muuttaa aineita toisikseen, ja nykyään heidän ideansa toimii periaattessa. Neutroneilla saadaan aikaan ydinmuunnos, transmutaatio, jossa radioaktiivinen aine muuttuu vakaaksi tai toiseksi, nopeammin hajoavaksi isotoopiksi.

Kyseessä on nytkin neutronikaappaus, sama reaktio, joka reaktorissa synnyttää uraanista raskaita, säteileviä  transuraaneja. Jätteiden hävityksessä tavoite on juuri päinvastainen eli vapautua radioaktiivisuudesta.
Idea toimii myös käytännössä, mutta kalliisti ja mutkikkaasti. Osin kohtalokkaastikin, sillä käytetyssä ydinpolttoaineessa on tuhottavien radioaktiivisten aineiden lisäksi hyvin suuri joukko pysyviä ja lyhytikäisiä aineita ja lisäksi alkuperäistä uraania. Jos koko kimara altistetaan neutronisäteilylle, uusia haitallisia aineita voi syntyä enemmän kuin vanhoja tuhoutuu.

Esko Ruokola Säteilyturvakeskuksesta tiivistää ongelman: ensin pitäisi saada kaikki haitalliset aineet kukin omaan purkkiinsa ja sitten kohdistaa niihin tietynlainen, esimerkiksi hiukkaskiihdyttimen avulla tuotettava neutronisuihku tietyksi ajaksi. 

Transmutaatiota tutkitaan Ranskassa, Yhdysvalloissa, Japanissa ja Venäjällä, mutta Ruokolan mukaan läpimurtoa ei toistaiseksi ole näkyvissä. Mainituissa maissa tutkimus on aktiivista, koska aineiden erottelu on välttämätöntä myös jätteiden jälleenkäsittelyssä. Siinä erotellaan uusiokäyttöön polttoaineen plutonium. Venäjän Majakin laitoksessa otetaan talteen myös neptunium. Amerikiumin ja curiumin erottelu nykyisenkaltaisilla prosesseilla kävisi päinsä mutta kävisi aivan liian kalliisti.

Meillä ydinjätelaki edellyttää, että kun runsasaktiivinen jäte haudataan kapseleissaan kallioon, sen pitää olla palautettavissa ihmisten ilmoille. Ehkä tulevat polvet osaavat transmutaation tai jonkin muun keinon tehdä jäte vaarattomaksi. Toistaiseksi ydinjätteen hävittää vain aika.


Miksi voimalan purkaminen on kallista?


Koska reaktori säteilee vahvasti, purkujätettä tulee paljon ja työ on vielä uutta.

Loviisan ja Olkiluodon voimalat tuottavat keski- tai vähäaktiivista jätettä noin 300 kuutiometriä vuodessa eli 50-60 vuotta toimiessaan alle 20 000 kuutiota. Tähän verrattuna itse voimaloista syntyy purettaessa melkoinen jätevuori: noin 40 000 kuutiota.

Purkujäte on myös aktiivisempaa, 10-100-kertaista verrattuna voimalaitosjätteeseen. Erityisen säteileviä ovat paineastian sisäosat.

Kevytvesivoimalan purkaminen maksaa noin kymmenen prosenttia uuden rakentamisesta. Nykyrahana arviot Loviisan ja Olkiluodon voimaloiden purkamiskustannuksista ovat 160-240 miljoonaa euroa.

Työ on teräs- ja betonirakenteiden pakkaamista, paloittelua ja loppusijoittamista, mutta säteilyvaaran takia se on tehtävä kauko-ohjauksisesti.

Maailmalla on tiensä päässä runsaat sata voimalareaktoria. Lisäksi palvelunsa on päättänyt nelisensataa tutkimusreaktoria, jotka ovat olleet hyviä harjoituskappaleita purkajille. Kehittyvä robotiikka on tällä alalla kullanarvoista, painottaa johtava asiantuntija Esko Ruokola Säteilyturvakeskuksesta.

Joitakin täysimittaisia reaktoreita on tällä vuosikymmenellä purettu, mutta niin uutta työ vielä on, että innovaatioille on tilaa. Ruokola kertoo, kuinka eräässä saksalaisvoimalassa äskettäin purettiin tuhansista ohuista putkista koostuvaa höyrystintä: se täytettiin vedellä, jäädytettiin ja sahattiin vasta sitten kappaleiksi - ei pöllynnyt radioaktiivisuus purkutyömaalle.

Loviisan vanhin voimala sai äskettäin käyttöluvan pidennystä vuoteen 2027, joten meillä purkutyöt alkanevat aikaisintaan 2030-luvulla. Olkiluodon nykyisiä reaktoreita on tarkoitus käyttää kymmenisen vuotta pitempään ja sitten jäähdytellä kolme vuosikymmentä, jotta radioaktiviisuus reaktorin rakenteissa vähenee ja purkaminen helpottuu.

Purkujätteet sijoitetetaan kummallakin voimalaitospaikkakunnalla samaan luolastoon kuin keski- ja vähäaktiiviset jätteet. Suomalaisten loppusijoitussuunnitelmien erikoisuus on, että paineastiat aiotaan plopsauttaa luoliin kokonaisina, jopa täyttää niiden sisukset voimakkaasti säteilevillä metallijätteillä. Näin vältetään radioaktiviisten komponenttien pilkkomista ja säästetään kustannuksia.

Mutta purkutyö ei pääty tähän. Tulevaisuudessa käyttöön otettava polttoainesauvojen kapselointilaitos pitää sekin joskus loppusijoittaa. Silloin on ehkä vuosi 2120.


Kuinka ydinjätettä kuljetetaan?


Rautatie, maantie, meritie - vaihtoehtoja runsasaktiivisen jätteen kuljetukseen on kolme.

Loviisasta vietiin 15 vuoden ajan käytettyjä polttoainesauvoja junalla Neuvostoliittoon, eli kokemusta saatiin. Eri asia sitten on, kauanko pysyy kunnossa ratataipaleen ensimmäinen osuus Loviisasta Lahteen.
Maantiematka Hästholmenista Olkiluotoon on 400 kilometriä. Loviisan sauvanippuja on suhteellisen pieni määrä, ja kuljetusta tarvittaisiin noin joka neljäs kuukausi.

Kuljetuksiin on erityispakkaukset, joiden on kestettävä pudotusta, tulipaloa ja upotusta 200 metrin syvyyteen, josta säiliö voidaan onkia ylös. Säiliön 30 senttiä paksut terässeinät vaimentavat polttoainenippujen säteilyä. Kuljetussäiliöiden massiivisuuden takia tarvitaan myös erityisen jykevät rekat ja junat.

Merikuljetuksia on käytetty maailmalla paljon; Englannin jälleenkäsittelylaitos Sellafield ja Ranskan La Haque sijaitsevat molemmat rannalla. Ruotsalaiset varastoivat kaikkien voimaloidensa käytetyt polttoainesauvat Oskarshamnin ydinvoimalan alueelle ja kuljettavat ne erityisrakenteisella Sigyn-laivalla.

Kansainvälinen atomienergiajärjestö IAEA on laatinut määräykset maasta toiseen tapahtuville kuljetuksille. Tiettävästi missään ei ole toistaiseksi sattunut onnettomuutta, jossa kuljetettava radioaktiivinen aine olisi aiheuttanut vakavaa terveyshaittaa.

Suomessa sovelletaan vaarallisten aineiden kuljetuksesta säädettyä lakia ja lisäksi ydinenergialakia- ja asetuksia. Kuljetuksia valvoo Säteilyturvakeskus. Poliisisaattue tietysti tarvitaan.

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

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5223
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Käyttäjä4499 kirjoitti: Mikä on mt häiriö? Kuten sanoin, minusta lääkkeen käyttö tuohon tarkoitukseen on arveluttavaa. Siinä mennään ehkä peruuttamattomasti alueelle, jonne ei pitäisi mielestäni olla mitään asiaa suoranaisesti. Ehkä en nyt vain ymmärrä tarvetta nähdä hallittua "unta" - miksi ei vain kuvitella? Jos "hourailet" saman, tunnet sen varmaan voimakkaammin. Mutta toisaalta et ole siitä niin tietoinen kuin hereillä ollessa, vai mitä? Niin siis, siinä nimenomaan on täysin tietoinen että...
Lue kommentti