49

Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu
Page 2: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Sähkön hankinta ja käyttö Suomessa

Page 4: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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 tuotetunsähkön hintaa

Page 5: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Suomen ja lähialueiden ydinvoimalaitokset

1. Loviisa

2. Olkiluoto

3. Forsmark

4. Oskarshamn

5. Ringhals

6. Kuola

7. Smolensk

8. Sosnovyi Bor (Leningrad)

9. Ignalina

Page 6: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Loviisa

• Omistaja Fortum Power and Heat Oy

• Sijaitsee Loviisan kaupungin edustalla Hästholmeninsaarella

• 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Ydinvoimalaitosten käyttökokemukset

• Kilpailukykyisen sähkön hinta edellyttää ydinvoimalaitokselta pitäävuotuista 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Ydinvoimalaitoksen vuosihuoltotyöt

• Jos merkittäviä korjaustöitä ei ole tehtävänä, seisokki kestään. 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu
Page 13: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu
Page 14: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Ydinreaktorin toimintaperiaate

• Ydinreaktori tuottaa lämpöä energialähteenä käytettävän uraanin atomiytimien haljetessa

• Lämmön tuottamiseksi ydinreaktorin polttoaineena käytettävääuraania "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 kehittääsähköä

Page 15: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Painevesireaktori (PWR)

• Loviisa 1 ja 2 sekäOlkiluoto 3

• Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

• Kuuma vesi luovuttaa lämpönsähöyrystimessäputkiston seinämien läpi • Höyrystin erottaa reaktorijärjestelmän ja

turbiinijärjestelmän vedet toisistaan, minkä vuoksi painevesireaktorin turbiinilaitoksessa ei ole radioaktiivisuutta

Höyrystin

Page 17: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Kiehutusvesireaktori (BWR)• Olkiluoto 1 ja 2

• Vesi kiehuu reaktorin sisälläpolttoainesauvojen välissä kulkiessaan

• Turbiini saa höyrynsäsuoraan reaktorista, höyry on radioaktiivista eikäturbiinin lähellä voi oleskella laitoksen käydessä

• Kiehutusvesireaktorista puuttuvat höyryn kehittämiseen tarvittava höyrystin sekä paineen ylläpitämiseen tarvittavat laitteet, mikä tekee laitoksesta painevesireaktoria yksinkertaisemman

Page 18: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Neljännen sukupolven reaktorit

• Neljännen sukupolven ydinteknologian tavoitteena on kehittääturvallisempia ja taloudellisempia reaktorityyppejä

• Tavoitteena on pitkäaikaisten radioaktiivisten aineiden hävittäminen loppusijoitettavasta ydinjätteestä ja ydinjätteen määrän vähentäminen

• Käytännössä tämä tarkoittaa siirtymistä suljettuun polttoainekiertoon, jossa ydinpolttoaineeseen syntyvät aktiniditerotetaan fissiotuotteista ja käytetään uudelleen energiantuotantoon reaktoreissa

• Kuusi reaktorivaihtoehtoa on valittu ehdokkaiksi tarkempaa tutkimusta varten

• Lisätietoa www.gen-4.org

Page 20: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Reaktorisukupolvet

Page 21: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu
Page 22: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu
Page 28: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu
Page 29: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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 kierrättääuusiopolttoaineeksi uraani ja plutonium

• Suomessa ei jälleenkäsitellä käytettyäpolttoainetta

Page 30: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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 siitäaktiivisuusmäärästä, 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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 loppusijoitetaanlaitosalueella sijaitseviin maanalaisiin kalliotiloihin yhdessävoimalaitosjätteen kanssa

Page 35: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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 yhdessäsekunnissa hajoavien ytimien lukumäärä ja mittayksikkö on becquerel (Bq)

• Hajoamisen nopeutta mittaa käsite puoliintumisaika , puoliintumisajan kuluessa puolet ytimistä hajoaa ja puolet jääennalleen

Page 36: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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 lääketieteellisestäkäytöstä ja vain alle 0,1 % ydinvoimasta

Page 37: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu
Page 38: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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 geneettisestämuutoksesta 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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 suojavyöhykkeistävoi pettää, mutta muut suojavyöhykkeet ovat silti varmistamassa turvallisuutta

Page 42: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Suojaustoiminnot

• Ensimmäisenä käynnistyy reaktorin pikasulku, joka työntääsäätösauvat 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 yhteytensäsähköverkkoon

• 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Ydinaineiden valvonta

• Ydinenergialain mukaan tarvitaan ydinpolttoaineen maahantuontiin, hallussapitoon ja käyttöön työ- ja elinkeinoministeriön myöntämälupa

• 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Ydinonnettomuuteen varautuminen

• Ydinvoimalaitoksen moninkertaisia teknisiä turvajärjestelyjätäydennetään valmiudella väestön suojaus- ja evakuointitoimenpiteisiin siinä erittäin epätodennäköisessätapauksessa, että ympäristöön pääsisi huomattava määräradioaktiivisia 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

INES- asteikko

Page 47: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

Tshernobyl, INES 7• 26.4.1986 Tshernobyl

• Onnettomuuden perimmäisenä syynä oli RBMK-reaktorityypin käyttäytymistäalhaisella 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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu

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: Sähkö on hyvinvointimme perusta · Painevesireaktori (PWR) • Loviisa 1 ja 2 sekä Olkiluoto 3 • Painevesireaktorissa ylläpidetään niin korkeaa painetta, että vesi ei kiehu