Miten voimme olla varmoja loppusijoituksen pitkän ajan turvallisuudesta?
Ihmiskunta on osannut kirjoittaa viisi-kuusi tuhatta vuotta ja viljellä maata noin 12 tuhatta vuotta. Ensimmäiset nykyihmiset eli Homo sapiensitkin ilmestyivät maailmaan Afrikassa vasta noin 300 000 vuotta sitten. Moisien ajanjaksojen miettiminen antaa mittakaavaa myös Posivan loppusijoituksen aikajänteeseen. Se, miten Posiva voi luvata käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen turvallisuuden vielä sadan tuhannen vuoden päästäkin, on kysymyksenä kyllä erinomainen.
Lähtökohta on yksinkertainen: Vain turvallinen loppusijoitus on mahdollista. Loppusijoituksessa keskeisintä on juuri ratkaisun pitkäaikaisturvallisuus, jota arvioidaan ja osoitetaan turvallisuusperustelulla eli Safety Casellä.
Kansainvälisen määritelmän mukaan turvallisuusperustelulla tarkoitetaan kaikkea sitä teknistieteellistä aineistoa, analyysejä, havaintoja, kokeita, testejä ja muita todisteita, joilla perustellaan loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuudesta tehtyjen arvioiden luotettavuus. Siis toisin sanoen työtä, jota Posiva on tehnyt viimeiset 45 vuotta.
Tutkituista loppusijoitusvaihtoehdoista syvälle kallioperään tapahtuva loppusijoitus eli geologinen loppusijoitus tarjoaa parhaat mahdollisuudet eristää runsasaktiiviset ydinjätteet biosfääristä eli ihmisen elinympäristöstä. Paikka niille on varattu Olkiluodon vakaaseen kallioperään yli 430 metrin syvyyteen.
Supertietokonepohjaisia mallinnuksia
Geologisen loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuuden suunnitteluperusteina käytetään ydin- ja säteilyturvallisuuskriteerien lisäksi arvioita erilaisista luonnossa tapahtuvista muutoksista. Eikä nyt siis puhuta mistään lillukanvarsista, vaan esimerkiksi maanjäristyksistä sekä tulevaisuuden jääkausista aina miljoona vuotta eteenpäin. Loppusijoitusratkaisun kestävyyttä näihin on esimerkiksi analysoitu supertietokoneiden mallinnuksilla.
Posivan loppusijoitus tapahtuu syvällä peruskalliossa, joka on ollut geologisesti erittäin vakaa jo satoja miljoonia vuosia. Maaperän vakaus onkin yksi syy, joka on tehnyt Suomesta alun perinkin otollisen paikan geologiseen loppusijoitukseen. Tarkalleen ottaen Olkiluodon kallioperä on lähes 1 900 miljoonaa vuotta vanha, joten tähän suhteutettuna sata tuhatta vuotta on pelkkä silmänräpäys.
Suomen peruskallio muodostuu kalliolohkoista, joita erottavat ruhjevyöhykkeet. Ruhjevyöhykkeet ovat peräisin satojen miljoonien vuosien takaa. Loppusijoituskapseleita ei sijoiteta ruhjevyöhykkeisiin, vaan ehjien kalliolohkojen sisään. Myös tämä on asia, mitä Posiva on tutkinut tutkimasta päästyään. Ei liene liioittelua sanoa, että Olkiluodon kallioperä on yksi Suomen parhaiten tutkituista kallioperistä.
Monikerroksinen suojajärjestelmä
Pitkäaikaisturvallisuus nojaa vahvasti myös moniesteperiaatteeseen. Käytännössä se tarkoittaa, että loppusijoitettavat radioaktiiviset aineet ovat useiden toisiaan tukevien, mutta toisistaan mahdollisimman riippumattomien suojamuurien eli niin sanottujen vapautumisesteiden sisällä. Periaatteen logiikka on helppo ymmärtää. Oleellista on, että yksittäisen vapautumisesteen pettäminen ei vaaranna eristyksen toimivuutta. Turvallisuusperustelulla tämä on myös pystytty osoittamaan yhden tai useamman teknisen päästöesteen pettäessä.
Posivan loppusijoitusratkaisussa käytetty polttoaine pakataan vesitiiviisiin, kestäviin kuparikapseleihin. Ne kestävät korroosiota ja mekaanista kulumista, minkä ansiosta ne säilyvät ehjinä jopa sadan tuhannen vuoden ajan.
430 metrin syvyydessä, suljetut kapselit sijoitetaan bentoniittisavella puskuroituihin loppusijoitusreikiin, jossa ne ovat erillään ihmisistä ja jossa ne säilyvät ilman huolenpitoa ehjinä ja tiiviinä niin kauan kuin niiden sisällöstä voisi olla olennaista haittaa elolliselle luonnolle.
Vastuuta ei siirretä seuraaville sukupolville
Suomessa on päädytty siihen, että ratkaisua ei siirretä seuraaville sukupolville, vaan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus toteutetaan sillä parhaalla tiedolla, joka meillä on. Maanalainen loppusijoitus on aina turvallisempaa kuin käytetyn ydinpolttoaineen säilyttäminen väliaikaisvarastoissa.
Suomessa käytetty ydinpolttoaine voidaan vielä palauttaa loppusijoitustiloista, mikäli sen käsittelylle jossakin välissä keksittäisiin nykyistä parempi kestävä ja taloudellisesti järkevä menetelmä. Helpoimmin tämä onnistuu seuraavan sadan vuoden kuluessa, kun loppusijoituksen tuotantovaihe on vielä käynnissä. Kun laitos on suljettu lopullisesti, kapseleiden palauttaminen loppusijoitustiloista onkin jo haasteellisempaa.
Radioaktiivisuus puolittuu koko ajan
Käytetyn ydinpolttoaineen radioaktiivisuus vähenee eli puolittuu huomattavasti nopeammin kuin mitä Posiva takaa niiden pysyvän eristettynä biosfääristä. Polttoaine on radioaktiivisuutensa lisäksi raskasmetallia, joka sekin myrkyllisyytensä takia tulee pitää eristettynä ihmisistä ja luonnosta.
Käyttöön valitut turvarajat ovat hyvin konservatiiviset. Ennustettavissa olevalla ajanjaksolla loppusijoituksesta eniten altistuvalle ihmiselle aiheutuvan vuotuisen säteilyannoksen ylärajaksi on asetettu 0,1 millisievertiä (mSv), kun suomalaisten keskimääräinen efektiivinen säteilyannos on 5,9 millisievertiä (mSv).
Eli pahimmankin skenaarion mukaan, käytetty ydinpolttoaine pysyy turvallisesti eristettynä syvällä peruskalliossa eivätkä radioaktiiviset aineet pääse nousemaan maan pinnalle. Oikeastaan voidaan puhua ympyrän sulkeutumisesta - Uraani on louhittu kalliosta, ja kallioon se palautetaan.
Lisää tietoa aiheesta Posiva - Pitkäaikaisturvallisuus
Teksti: Pasi Tuohimaa
Valokuva: Tapani Karjanlahti