Hyvä tietää ydinvoimasta
-
Upload
energiateollisuus-ry-finnish-energy-industries -
Category
Self Improvement
-
view
1.451 -
download
5
description
Transcript of Hyvä tietää ydinvoimasta
![Page 1: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/1.jpg)
![Page 2: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/2.jpg)
Sähkö on hyvinvointimme perusta
• Suomi on Euroopan Unionin sähköintensiivisin maa– Teollisuuden osuus kulutuksesta on noin puolet
• Suomessa on niukasti tehokkaaseen sähköntuotantoon soveltuvia omia luonnonvaroja– Tärkeimmät metsien bioenergia, jokien vesivoima ja turve
• Sähkön hinta on ollut pitkään EU-maiden edullisimpia• Suomessa on erittäin hyvät kokemukset ydinvoimasta
– Nykyiset voimalaitokset tuottavat neljänneksen Suomen sähköstä
![Page 3: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/3.jpg)
Sähkön hankinta ja käyttö Suomessa
![Page 4: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/4.jpg)
Ydinsähkön kilpailukyky
• Ydin-, kivihiili- ja maakaasuvoimalla tuotetun sähkön kustannusrakenteet eroavat selvästi toisistaan– Ydinvoiman investointikustannukset ovat huomattavasti suuremmat
moninkertaisten turvajärjestelmien ja reaktorin suojarakennuksen takia– Polttoainekustannusten osuus ydinsähkön hinnasta on noin 15%,
maakaasulla 70% ja kivihiilellä 40%– Polttoaineen hinnan vaihtelut vaikuttavat vähemmän ydinsähkön hintaan– Päästöoikeuksien hankinta nostaa fossiilisilla polttoaineilla tuotetun
sähkön hintaa
![Page 5: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/5.jpg)
Suomen ja lähialueiden ydinvoimalaitokset
1. Loviisa2. Olkiluoto3. Forsmark4. Oskarshamn5. Ringhals6. Kuola7. Smolensk8. Sosnovyi Bor (Leningrad)9. Ignalina
![Page 6: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/6.jpg)
Olkiluoto
• Omistaja Teollisuuden Voima Oy • Sijaitsee Eurajoen kunnassa • Olkiluoto 1, 860 MWe
– Valmistui 1978– Kiehutusvesireaktori (BWR)
• Olkiluoto 2, 860 MWe– Valmistui 1980– Kiehutusvesireaktori (BWR)
• Olkiluoto 3, 1600 MWe– Arvioitu tuotannon aloitus 2012– EPR-tyyppinen painevesireaktori
Kuva: TVO, OL3 havainnekuva
![Page 7: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/7.jpg)
Loviisa
• Omistaja Fortum Power and Heat Oy
• Sijaitsee Loviisan kaupungin edustalla Hästholmenin saarella
• Loviisa 1, 488 MWe– Valmistui 1977– VVER-440-tyyppinen painevesireaktori
• Loviisa 2, 488 MWe– Valmistui 1981– VVER-440-tyyppinen painevesireaktori Kuva: Fortum Oyj
![Page 8: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/8.jpg)
Lähialueiden ydinvoimalaitokset
• Ruotsi– Forsmark , 3*BWR– Oskarshamn, 3*BWR– Ringhals, 1*BWR ja 3*PWR
• Venäjä– Sosnovyi Bor (Leningrad), 4*RBMK– Kuola, 4*VVER– Smolensk, 3*RBMK
• Liettua– Ignalina, 1*RBMK
![Page 9: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/9.jpg)
Ydinvoimalaitosten käyttökokemukset• Kilpailukykyisen sähkön hinta edellyttää ydinvoimalaitokselta pitää
vuotuista käyttöaikaa ja vähän käyttökeskeytyksiä– Tässä suhteessa Suomen ydinvoimalaitokset ovat kansainvälistä huipputasoa– Polttoainekustannukset ovat hyvin pienet verrattuna investointikustannuksiin
• Suomessa tyypillinen käyttöjakso on vuoden pituinen• Käyttötulosta voidaan vertailla eri voimalaitosten kesken esimerkiksi
käyttökertoimen avulla– Käyttökerroin = tarkasteltuna ajanjaksona tuotettu sähköenergian osuus
prosentteina keskeytyksettä tuotetusta sähköenergiasta
![Page 10: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/10.jpg)
Ydinvoimalaitoksen vuosihuoltotyöt
• Jos merkittäviä korjaustöitä ei ole tehtävänä, seisokki kestää n. 2-3 viikkoa
• Seisokin aikana ladataan uusi polttoaine reaktoriin ja/tai suoritetaan sellaisia huolto- ja tarkistustöitä, joita ei voi tehdä laitoksen käydessä
• Luonteva vuosihuollon ajankohta on kesällä, jolloin sähkönkulutus on vähäistä
Kuva: polttoaineen vaihto, Hannu Huovila/TVO
![Page 11: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/11.jpg)
Ydinvoimalaitokset maailmalla• Ensimmäinen energiantuotantoon tarkoitettu ydinvoimareaktori otettiin
käyttöön vuonna 1954 Neuvostoliitossa • Maailmassa oli vuoden 2009 alussa käytössä yhteensä 436
ydinvoimalaitosyksikköä 30 eri valtiossa – Näistä lähes ¾ on joko painevesireaktoreita (Loviisa) tai kiehutusvesireaktoreita (Olkiluoto)
• Käytössä olevien lisäksi uusia yksiköitä oli rakenteilla 44 – Eniten Aasiassa ja Venäjällä
• Koko maailman sähköntuotannosta katetaan ydinvoimalla noin 15 prosenttia
• Koko EU:n alueella ydinvoimalla tuotetaan noin kolmannes sähköstä
![Page 12: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/14.jpg)
Ydinreaktorin toimintaperiaate
• Ydinreaktori tuottaa lämpöä energialähteenä käytettävän uraanin atomiytimien haljetessa
• Lämmön tuottamiseksi ydinreaktorin polttoaineena käytettävää uraania "pommitetaan" atomiytimien neutroneilla, jotta uraaniytimet saataisiin halkeamaan
• Neutronien määrää säätelemällä ohjataan halkeamisten määrää ja siten reaktorin tehoa– Tehonsäätö tapahtuu polttoainesauvojen välissä olevilla esimerkiksi booria tai kadmiumia
sisältävillä säätösauvoilla, jotka sitovat tehokkaasti neutroneja
• Lämmön avulla kiehutetaan vettä korkeapaineiseksi höyryksi, joka pyörittää turbiinia, jonka akselille kytketty generaattori kehittää sähköä
![Page 15: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/15.jpg)
Reaktorityypit
• Viimeisten vuosikymmenten aikana on eri puolilla maailmaa suunniteltu ja rakennettu useita erilaisia ydinvoimalaitostyyppejä, joista kuitenkin vain harvat ovat päässeet laajaan kaupalliseen käyttöön
• Ydinvoimalaitosten reaktorit luokitellaan yleensä neutroneja hidastavan väliaineen ja reaktorisydämen jäähdytteenä toimivan aineen perusteella
• Yleisimpiä ovat kevytvesireaktorit, joissa vesi toimii sekä hidastimena että jäähdytteenä – Painevesireaktori (PWR) ja kiehutusvesireaktori (BWR)
![Page 16: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/16.jpg)
Painevesireaktori (PWR)• Loviisa 1 ja 2 sekä
Olkiluoto 3• Painevesireaktorissa
ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu
• Kuuma vesi luovuttaa lämpönsä höyrystimessä putkiston seinämien läpi
• Höyrystin erottaa reaktorijärjestelmän ja turbiinijärjestelmän vedet toisistaan, minkä vuoksi painevesireaktorin turbiinilaitoksessa ei ole radioaktiivisuutta
Höyrystin
![Page 17: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/17.jpg)
Kiehutusvesireaktori (BWR)• Olkiluoto 1 ja 2• Vesi kiehuu reaktorin
sisällä polttoainesauvojen välissä kulkiessaan
• Turbiini saa höyrynsä suoraan reaktorista, höyry on radioaktiivista eikä turbiinin lähellä voi oleskella laitoksen käydessä
• Kiehutusvesireaktorista puuttuvat höyryn kehittämiseen tarvittava höyrystin sekä paineen ylläpitämiseen tarvittavat laitteet, mikä tekee laitoksesta painevesireaktoria yksinkertaisemman
![Page 18: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/18.jpg)
Muut reaktorityypit• Vesijäähdytteinen grafiittihidasteinen reaktori (LWGR)
– Neuvostoliitossa kehitetty RBMK-tyyppinen reaktori
• Raskasvesireaktori (PHWR)– Kanadalaisten ydinvoimalaitosten reaktorityyppi, Candu
• Kaasujäähdytteinen reaktori (GCR)– Magnox ja AGR
• Hyötöreaktori (FBR)– Hyötöreaktoreissa ei käytetä hidastinainetta, vaan tarkoituksena on pitää elektronien liike-
energia mahdollisimman korkeana – uraanikilosta saatava sähkömäärä kasvaa hyötöreaktorien avulla monikymmenkertaiseksi – toistaiseksi niiden tuottaman sähkön hinta ei ole kilpailukykyinen
![Page 19: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/19.jpg)
Neljännen sukupolven reaktorit• Neljännen sukupolven ydinteknologian tavoitteena on kehittää
turvallisempia ja taloudellisempia reaktorityyppejä • Tavoitteena on pitkäaikaisten radioaktiivisten aineiden hävittäminen
loppusijoitettavasta ydinjätteestä ja ydinjätteen määrän vähentäminen • Käytännössä tämä tarkoittaa siirtymistä suljettuun polttoainekiertoon,
jossa ydinpolttoaineeseen syntyvät aktinidit erotetaan fissiotuotteista ja käytetään uudelleen energiantuotantoon reaktoreissa
• Kuusi reaktorivaihtoehtoa on valittu ehdokkaiksi tarkempaa tutkimusta varten
• Lisätietoa www.gen-4.org
![Page 20: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/20.jpg)
Reaktorisukupolvet
![Page 21: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/22.jpg)
Fuusio• Fuusiossa energian tuotanto
perustuu kahden kevyen atomiytimen yhdistymisreaktioon
• Deuteriumia on lähes loputtomasti esimerkiksi valtamerissä
• Fuusioreaktion edellytyksenä on polttoaineen erittäin korkea lämpötila, joka asettaa suuria vaatimuksia reaktorissa käytettäville materiaaleille
• Fuusion saaminen kaupalliseen energiantuotantoon kestää vielä noin 40–50 vuotta, koska toistaiseksi koereaktoreilla tuotettu energia on ollut pienempi kuin mitä reaktion ylläpitämiseen on kulunut
![Page 23: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/23.jpg)
ITER-fuusiokoereaktori• Iter rakennetaan Ranskaan
Cadarachen tutkimuskeskukseen EU:n USA:n, Venäjän, Etelä-Korean, Japanin, Kiinan ja Intian yhteistyönä
• Iterin tavoitteena on osoittaa fuusioenergian toteutettavuus
• Rakentaminen aloitettiin 2007 ja kestänee noin 8-10 vuotta
Kuva: ITER Organization
![Page 24: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/24.jpg)
Ydinvoimalaitoksen ympäristövaikutukset
• Suomen ydinvoimalaitosten ympäristövaikutukset ovat koko käyttöiän olleet pieniä ja päästöt vain murto-osa sallituista arvoista
• Suomen ydinvoimalaitosten ympäristölle aiheutuvat säteilyannokset ovat olleet paljon sallitun rajan alapuolella
• Jäähdytysvesi lämpiää laitoksen läpi kulkiessaan runsaat 10 astetta, ja lämmön vaikutusalue meressä on muutama neliökilometri – Tämä aiheuttaa purkualueella lievää rehevöitymistä
• Suurimmat radioaktiiviset päästöt veteen koostuvat tritiumista, jonka poistaminen vedestä ei käytännössä onnistu – Päästöt noin 10% sallitusta
![Page 25: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/25.jpg)
Ympäristövaikutusten valvonta
• Päästöt ympäristöön voivat tapahtua vain valvottuja reittejä pitkin ilmastointipiipun kautta ilmakehään tai jäähdytysveden purkukanavan kautta mereen
• Piipussa on näytteenottolaitteisto, jonka kautta osa ulosmenevästä kaasusta kulkee
• Ydinvoimalaitosta ympäröivällä merialueella valvotaan voimalaitoksen vaikutuksia ympäristöön
• Näytteiden keruusta vastaa pääosin voimalaitoksen käyttäjä, viranomaisten suorittama riippumaton näytteenotto ja analysointi varmentavat ja kontrolloivat laitoksen käyttäjän suorittamaa ympäristönvalvontaa
Kuva: STUK
![Page 26: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/26.jpg)
Uraanivarat
• Maailman ydinvoimalaitosten nykyinen uraaninkulutus on runsaat 68 000 tonnia vuodessa
• Nykykulutuksellakin olemassa olevat tunnetut uraanivarat riittävät useiksi kymmeniksi vuosiksi
• Uraanin riittävyyttä on mahdollista lisätä– Polttoainetalouden parantaminen– Uudet uraania tehokkaammin hyödyntävät reaktorityypit– Käytetyn ydinpolttoaineen kierrätys jälleenkäsittelemällä– Uuden polttoaineen valmistaminen laimennetusta aseuraanista
![Page 27: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/29.jpg)
Polttoainekierto
• Uraanimalmi rikastetaan ja puhdistetaan uraanioksidiksi, joka väkevöidään vähintään 3-prosenttiseksi
• Väkevöidystä uraanista puristetaan 10 mm läpimittaisia ja korkuisia tabletteja, jotka ladotaan polttoainesauvoihin
• Käytetystä ydinpolttoaineesta voidaan jälleenkäsittelyllä kierrättää uusiopolttoaineeksi uraani ja plutonium
• Suomessa ei jälleenkäsitellä käytettyä polttoainetta
![Page 30: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/30.jpg)
Ydinjätehuolto Suomessa
• Suomen ydinenergialain mukaan kaikki Suomessa syntyvä ydinjäte on käsiteltävä ja loppusijoitettava Suomessa
• Työ- ja elinkeinoministeriö (TEM) määrää ydinjätehuoltovelvollisille vuosittain ydinjätehuoltomaksun, jonka voimayhtiöt maksavat valtion ydinjätehuoltorahastoon jätehuollon tulevien kustannusten kattamiseksi
• Jätehuoltovarojen on katettava kaikki ydinjätteiden käsittelystä ja loppusijoituksesta sekä näiden valmisteluista aiheutuvat kustannukset sekä itse ydinvoimalaitoksen purkamiskustannukset ja purkujätteen loppusijoituksesta aiheutuvat kustannukset
![Page 31: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/31.jpg)
Voimalaitosjätteet
• Kaikki voimalaitoksella syntyvät radioaktiiviset jätteet, kuten prosessivesien puhdistuksessa syntyvät käytetyt ioninvaihtohartsit ja suodatinmateriaalit, käytöstä poistetut koneenosat, putket sekä suojavaatteet
• Voimalaitosjätteissä on vain murto-osa siitä aktiivisuusmäärästä, joka sisältyy käytettyyn polttoaineeseen
• Matala- ja keskiaktiiviset voimalaitosjätteet loppusijoitetaan tynnyreihin pakattuina voimalaitosalueelle noin 70–100 metrin syvyydelle louhittuihin kallioluoliin Kuva: Posiva
Olkiluodon vähäaktiivisen voimalaitosjätteen loppusijoitustila.
![Page 32: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/32.jpg)
Käytetty ydinpolttoaine
• Vuonna 2001 eduskunta vahvisti valtioneuvoston tekemän periaatepäätöksen loppusijoituslaitoksen rakentamisesta Olkiluotoon
• 2002 eduskunta hyväksyi periaatepäätöksen loppusijoituslaitoksen laajentamisesta Suomen viidennen ydinreaktorin käytetylle polttoaineelle
• Loppusijoitustilat ja maanpäälliset rakennukset rakennetaan siten, että loppusijoitus voi alkaa vuonna 2020 , loppusijoitustilat on tarkoitus sulkea vuoden 2100 jälkeen
• Suomen nykyisten laitosten ydinjätehuollosta vastaa Posiva Oy
![Page 33: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/33.jpg)
Loppusijoitus• Loppusijoitustila muodostuu noin 420 metrin
syvyydelle kallioperään louhittavasta tunneliverkostosta
• Kaksinkertaisiin metallikapseleihin pakattava polttoaine sijoitetaan tunnelien pohjaan porattaviin pystysuoriin reikiin tai pitkiin vaakatunneleihin
• Kapselin ja reiän seinämän välit täytetään bentoniittisavella, joka paisuu pohjaveden imeytyessä siihen muodostaen tiiviin suojakerroksen kapselin ympärille
• Käytetyn ydinpolttoaineen luolastot ja ajotunnelit täytetään lopuksi kovaksi puristetuilla savilohkoilla
Kuva: Posiva
Kuva: Posiva
![Page 34: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/34.jpg)
Ydinvoimalaitosten käyttöikä ja käytöstäpoisto• Ydinvoimalaitosten teknisen käyttöiän määräävät lähinnä laitteiden
vanheneminen, kuluminen ja muu käytettävyyden aleneminen • Laitoksen käytön aikana seurataan kaikkia käytön ja turvallisuuden kannalta
tärkeitä laitososia erilaisin tarkastuksin ja kokein• Loviisan laitosyksiköiden käyttöikä on 50 vuotta, Olkiluodon laitosyksiköiden
tavoitteena on 60 vuoden käyttöikä • Purkamista varten on laadittu alustavat suunnitelmat, joita tarkennetaan
jatkuvasti muualta saatujen kokemusten sekä tutkimus- ja kehitystyön perusteella
• Rakennusten radioaktiiviset purkujätteet loppusijoitetaan laitosalueella sijaitseviin maanalaisiin kalliotiloihin yhdessä voimalaitosjätteen kanssa
![Page 35: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/35.jpg)
Radioaktiivisuus ja säteily• Radioaktiivisuus on atomiytimen ominaisuus muuttua spontaanisti
toiseksi ytimeksi, muutoksessa voi poistua pieni määrä ainetta neutronin tai alfa- tai beetahiukkasen muodossa tai energiaa gammasäteilynä
• Radioaktiivisia aineita on kaikkialla, luonnossa esiintyvien radioaktiivisten aineiden määrä on ylivoimaisesti suurin osa ympärillämme olevaa radioaktiivisuutta
• Radioaktiivisuuden mitta on tarkasteltavassa aineessa yhdessä sekunnissa hajoavien ytimien lukumäärä ja mittayksikkö on becquerel (Bq)
• Hajoamisen nopeutta mittaa käsite puoliintumisaika , puoliintumisajan kuluessa puolet ytimistä hajoaa ja puolet jää ennalleen
![Page 36: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/36.jpg)
Säteilylähteet ja määrät
• Säteilyn biologiset vaikutukset huomioonottava säteilyn mitta on säteilyannos, jonka yksikkö on sievert (Sv)
• Pääosa ihmiseen kohdistuvasta säteilystä tulee maaperässä olevista radioaktiivisista aineista, avaruuden kosmisesta säteilystä ja ihmisen kehossa olevista radioaktiivisista aineista
• Vain runsas 15 % ihmisten keskimääräisestä säteilyannoksesta aiheutuu ihmisen toiminnasta, kuten säteilyn lääketieteellisestä käytöstä ja vain alle 0,1 % ydinvoimasta
![Page 37: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/38.jpg)
Säteilyannosrajat• Sosiaali- ja terveysministeriö on määritellyt eri väestöryhmille sallitut
säteilyannosrajat – Työssään säteilyn alaiseksi joutuvan henkilön vuotuinen annos ei saa ylittää 50
millisievertin rajaa eikä viiden vuoden annoksien summa saa ylittää 100 millisievertiä – Ydinvoimalaitoksen ympäristössä päästöistä aiheutuva annos ei saa ylittää 0,1
millisievertin annosta vuodessa
• Työntekijöiden annoksia valvotaan henkilökohtaisin annosmittarein, ympäristön annokset lasketaan teoreettisten mallien avulla– Laskentaperusteena ovat mitatut radioaktiivisten aineiden päästöt– Ympäristössä aiheutuvien annosten mittaaminen olisi käytännössä mahdotonta, sillä
päästöistä aiheutuvat annokset ovat liian pieniä erottuakseen taustasäteilystä
![Page 39: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/39.jpg)
Säteilyn vaikutukset ihmiseen• Säteilyn biologiset vaikutukset perustuvat sen soluissa aiheuttamiin
ionisaatioihin eli sähkövarattujen atomien syntymiseen, jotka voivat vahingoittaa soluja ja erityisesti solutuman DNA-molekyylejä
• Säteilyn terveysvaikutukset voidaan jakaa kahteen ryhmään: suoriin laajasta solutuhosta johtuviin vaikutuksiin ja tilastollisiin haittavaikutuksiin, jotka johtuvat satunnaisesta geneettisestä muutoksesta yhdessä solussa – Satunnaisia haittoja ovat mahdollisuus sairastua syöpään ja mahdollisuus perinnöllisten
vaurioiden ilmenemiseen jälkeläisissä
• Säteily aiheuttaa välittömiä sairausoireita, jos annos lyhyessä ajassa, noin vuorokaudessa, ylittää 1000 mSv – Ensimmäisiä oireita ovat pahoinvointi ja kuume sekä suuremmilla annoksilla myöhemmin
myös sisäiset verenvuodot
![Page 40: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/40.jpg)
Ydinvoimalaitosten turvallisuus
• Ydinvoimalaitokseen liittyvä riski aiheutuu reaktorin polttoaineeseen käytön aikana kertyvistä radioaktiivisista aineista
• Kaikki turvallisuudelle merkitykselliset toiminnot varmistetaan useilla rinnakkaisilla järjestelmillä ja laitteilla, jotta saavutettaisiin korkea luotettavuustaso – Lähdetään siitä olettamuksesta että laitevikoja voi esiintyä tai laitoksen käyttäjä voi
tehdä virheitä
• Laitteiden ohella kiinnitetään huomiota niiden käytön luotettavuuteen ylläpitämällä henkilökunnan korkeaa osaamistasoa jatkuvalla koulutuksella
![Page 41: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/41.jpg)
Sisäkkäiset suojavyöhykkeet
• Polttoaineen radioaktiivisuuden aiheuttaman vaaran minimoimiseksi muodostetaan useiden sisäkkäisten suojavyöhykkeiden kokonaisuus – Ensimmäisenä vapautumisesteenä on itse uraanioksidista tehty polttoainetabletti,
joka pidättää itsessään syntyneitä halkeamistuotteita– Toisena suojamuurina on polttoainesauvojen kuorena käytetty metalliputki – Kolmantena vapautumisesteenä toimii reaktorin paineastia – Viimeisenä esteenä on reaktoria ympäröivä kaasutiivis suojarakennus
• Turvallisuusajattelun lähtökohtana on, että joku suojavyöhykkeistä voi pettää, mutta muut suojavyöhykkeet ovat silti varmistamassa turvallisuutta
![Page 42: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/42.jpg)
Suojaustoiminnot• Ensimmäisenä käynnistyy reaktorin pikasulku, joka työntää säätösauvat
muutamassa sekunnissa reaktoriin pysäyttäen sen toiminnan• Samalla käynnistyy hätäjäähdytys joka pumppaa vettä reaktoriin
vedenpinnan laskiessa• Joukko dieselgeneraattoreita saa myös käynnistyskäskyn, jotta turvalaitteet
saavat sähköä, jos laitos menettäisi yhteytensä sähköverkkoon• Järjestelmät ovat runsaasti ylimitoitetut, niin että jo osa laitteista pystyy
takaamaan tarvittavan jäähdytyksen• Suojaustoimintojen käynnistyksestä huolehtii automatiikka, jotta
inhimillisten virheiden takia ei mikään toimenpide jää suorittamatta
![Page 43: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/43.jpg)
Suojarakennus• Jos onnettomuustilanteessa yksikään hätäjäähdytyslaitteisto ei toimi,
reaktorista kiehuu lopulta kaikki vesi – Kun vesi ei enää siirrä lämpöä pois polttoaineesta, sen lämpötila nousee sulamispisteeseen – Sulanut polttoaine ja sydämen metalliosat valuvat reaktorin paineastian pohjalle sulattaen
sen vähitellen puhki – Suojarakennuksen pohjalle valunut sydänmassa alkaa kuumentaa alla olevaa betonia, jolloin
siitä vapautuu kaasuja ja suojarakennuksen pohjalla mahdollisesti oleva vesi höyrystyy– Ellei paineastiaa jäähdytetä ulkopuolelta, höyry ja kaasu nostavat vähitellen
suojarakennuksen painetta
• Reaktorin suojarakennus on mitoitettu kestämään paine, jonka reaktorista purkautunut vesihöyry aiheuttaa – Onnettomuuden vaikutukset rajoittuvat käytännössä suojarakennuksen sisälle
![Page 44: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/44.jpg)
Ydinaineiden valvonta• Ydinenergialain mukaan tarvitaan ydinpolttoaineen maahantuontiin,
hallussapitoon ja käyttöön työ- ja elinkeinoministeriön myöntämä lupa • Ydinpolttoaineen valmistusta, kuljetuksia, varastointia, käsittelyä ja
käyttöä valvoo Säteilyturvakeskus• Maaliskuussa 1970 voimaan astuneen ydinsulkusopimuksen puitteissa
ydinpolttoaineita valvoo myös kansainvälinen atomienergiajärjestö, IAEA – Valvonnan tarkoituksena on todeta, että ydinaineita käytetään vain rauhanomaisiin
tarkoituksiin – Suomen tultua vuonna 1995 EU:n jäseneksi ovat käytännön valvontatoimenpiteet
siirtyneet Euratomin hoidettaviksi
![Page 45: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/45.jpg)
Ydinonnettomuuteen varautuminen
• Ydinvoimalaitoksen moninkertaisia teknisiä turvajärjestelyjä täydennetään valmiudella väestön suojaus- ja evakuointitoimenpiteisiin siinä erittäin epätodennäköisessä tapauksessa, että ympäristöön pääsisi huomattava määrä radioaktiivisia aineita– Pelastusviranomaiset ylläpitävät yhteistoiminnassa voimayhtiöiden kanssa
ydinvoimalaitosten ympäristön pelastussuunnitelmaa varautumisalueilla, jotka ulottuvat noin 20 km etäisyydelle voimalaitoksilta
• Onnettomuustilanteen aikana toimii Säteilyturvakeskuksessa johtoryhmä asiantuntijaelimenä
![Page 46: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/46.jpg)
INES- asteikko
![Page 47: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/47.jpg)
Tshernobyl, INES 7• 26.4.1986 Tshernobyl • Onnettomuuden perimmäisenä syynä oli RBMK-reaktorityypin käyttäytymistä alhaisella
tehotasolla säätelevä epäedullinen ominaisuus – reaktorin teho pyrkii kasvamaan jäähdytysveden höyrypitoisuuden lisääntyessä, tehon lisäys
puolestaan lisää höyrypitoisuutta ja syntyy itseään kiihdyttävä tehon kasvu • Laitoksella suoritettiin koetta, joka seurauksena turvallisuusmääräysten vastaisesti suurin osa
turvajärjestelmistä oli kytketty pois päältä• Voimakas lämmönkehitys aiheutti polttoaineen rikkoutumisen ja reaktorin paineen
räjähdysmäisen nousun • Onnettomuudessa kuoli 31 ihmistä, lisäksi 134 laitosalueen henkilöä sairastui säteilysairauteen • Lasten kilpirauhassyöpien määrä on noussut huomattavasti saastuneella alueella
Kuva: Vadim Mouchkin/IAEA
![Page 48: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/48.jpg)
Viranomaiset ja valvonta• Ydinenergia-alan ylin johto ja valvonta kuuluvat työ- ja elinkeinoministeriölle• Ydinturvallisuuden ja säteilyn käytön valvonnasta vastaa Säteilyturvakeskus (STUK)• STUKin laatima ja ylläpitämä ohjeistokokoelma määrittelee ne tekniset
turvallisuusvaatimukset, jotka ydinvoimalaitoksen on Suomessa täytettävä• Käytön aikana STUK tekee määräajoin laitoksen käyttö-, kunnossapito- ja
valvontatoimien tarkastuksia, lisäksi toiminnanharjoittaja raportoi laitoksen käytöstä säännöllisesti STUKille
• Monet muut valtionhallinnon ja aluehallinnon organisaatiot ja esimerkiksi ydinlaitoksien sijaintikunnat osallistuvat ydinenergialainsäädännön ja muiden säädösten edellyttämään ydinlaitosten valvontaan
![Page 49: Hyvä tietää ydinvoimasta](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022102716/5477ce45b4af9fbc308b4583/html5/thumbnails/49.jpg)