Sellafield

Sellafield on Cumbriassa, Britanniassa sijaitseva suuri ydinvoima- ja ydinaseteollisuuden keskus. Laitos on aiemmin tunnettu nimellä Windscale. Sellafieldin alue käsittää kuusi neliökilometriä, ja se työllistää yli 11 000 työntekijää. Alueella on yli 200 ydintekniikkaan liittyvää laitosta ja maailman suurin käsittelemättömän ydinjätteen varasto. Sellafieldin vuosibudjetti on kaksi miljardia puntaa. Sellafieldiä hallinnoi Sellafield Ltd -niminen yritys, jonka omistaa Britannian valtion Nuclear Decommissioning Authority.

Sellafieldissä on toiminut seitsemän ydinreaktoria. Ydinaseiden tuottamista varten rakennettiin 1950-luvun alussa kaksi Windscale Pile -reaktoria, joista ensimmäisessä tapahtui INES-luokan 5 onnettomuus lokakuussa 1957. Vuonna 1956 käynnistetty Calder Hall oli maailman ensimmäinen kaupallinen ydinvoimalaitos. Sen neljä reaktoria suljettiin vuonna 2003. AGR-tyyppisen kaasujäähdytteisen ydinreaktorin prototyyppi toimi Sellafieldissä 1963–1981.

Ydinreaktoreiden sulkemisen jälkeen Sellafieldin toiminta on keskittynyt ydinjätteen käsittelyyn ja varastointiin sekä vanhojen laitosten purkamiseen. Sellafieldissä on toiminut kolme käytetyn ydinpolttoaineen jälleenkäsittelylaitosta, joissa erotellaan polttoaineesta plutonium, uraani ja fissiotuotteet. Erotellusta plutoniumista valmistettiin Sellafieldissä MOX-polttoainetta sekoittamalla sitä uraanin kanssa. Korkea-aktiiviset fissiotuotteet valetaan Sellafieldissä lasin sekaan odottamaan loppusijoitusta maan alle.

Windscale Pile -ydinreaktorit

Sellafieldin kaksi ensimmäistä ydinreaktoria, Windscale Pile 1 ja 2, rakennettiin tuottamaan plutoniumia Britannian ydinaseisiin. Ennen reaktoreiden rakentamista alueella sijaitsi räjähdysainetehdas. Rakennustyöt aloitettiin syyskuussa 1947. Ensimmäinen reaktori käynnistettiin lokakuussa 1950 ja toinen kesäkuussa 1951.

Reaktoreiden polttoaineena oli 180 tonnia metallista uraania alumiinisten suojaputkien sisällä. Neutronien hidastimena käytettiin grafiittia. Reaktoreita jäähdytettiin puhaltamalla niiden läpi ilmaa. Lämpöä ei hyödynnetty mitenkään, vaan kuuma ilma päästettiin savupiipun kautta ulos. Reaktoreiden rakennustyöt olivat jo käynnissä, kun piippuihin lisättiin fyysikko John Cockcroftin vaatimuksesta suodattimet siltä varalta, että reaktoreista vapautuisi radioaktiivisia aineita.

Windscalen reaktoreissa syntynyt plutonium erotettiin kemiallisesti uraanista ja käytettiin ydinaseiden rakentamiseen. Britannian ensimmäinen ydinpommi räjäytettiin lokakuussa 1952, vain viisi vuotta sen jälkeen, kun reaktoreiden rakentaminen oli aloitettu.

Windscale Pile 1 -reaktorissa tapahtui onnettomuus 10. lokakuuta 1957, kun reaktorin sydän syttyi palamaan. Tutkimuskomitean mukaan palo johtui niin sanotun Wigner-energian hallitsemattomasta vapautumisesta reaktorin grafiitissa. Wigner-energia tarkoittaa potentiaalienergiaa, jota muodostuu grafiittiin, kun neutronit törmäävät hiiliatomeihin ja siirtävät niitä pois kiderakenteen mukaisilta paikoiltaan. Ykkösreaktori tuhoutui tulipalossa käyttökelvottomaksi. Myös toinen reaktori suljettiin onnettomuuden jälkeen.

John Cockroftin vaatimuksesta reaktorin piippuun lisättyjä suodattimia kutsuttiin ennen onnettomuutta ”Cockroftin hullutuksiksi”, mutta ne pidättivät suurimman osan radioaktiivisista aineista, joita tulipalossa vapautui. Windscalen onnettomuudessa pääsi ympäristöön radioaktiivista jodia noin tuhannesosa siitä, mitä Tšernobylin onnettomuudessa vuonna 1986. Koska jodi kertyy helposti maitoon, onnettomuuden jälkeen kiellettiin Sellafieldin lähellä tuotetun maidon käyttö. Kielto ulottui 20 kilometriä laitoksesta etelään ja 10 kilometriä pohjoiseen. Windscalen onnettomuus luokiteltiin tasolle 5 seitsenportaisella INES-asteikolla.

Ydinvoimalat

Sellafieldissä on toiminut neljä kaasujäähdytteistä Magnox-tyyppistä ydinreaktoria, Calder Hall 1–4. Niistä ensimmäinen käynnistettiin vuonna 1956 ja neljäs 1959. Kaikki neljä reaktoria suljettiin vuonna 2003. Calder Hall 1 oli maailman ensimmäinen kaupallinen ydinvoimalaitos. Reaktoreiden sähköteho oli 50 megawattia. Sähkön lisäksi ne tuottivat plutoniumia Britannian ydinaseisiin. Calder Hallin reaktorit käyttivät polttoaineena metallista uraania, joka oli magnesiumista tehdyn suojakuoren sisällä. Neutronien hidastimena käytettiin grafiittia, ja jäähdytysaineena oli hiilidioksidi.

Vuonna 1963 Sellafieldissä käynnistettiin uudentyyppisen kaasujäähdytteisen ydinreaktorin prototyyppi, Windscale Advanced Gas-cooled Reactor (WAGR). Sekin oli grafiittihidasteinen ja hiilidioksidijäähdytteinen. Erona vanhempiin Magnox-reaktoreihin AGR käytti polttoaineena rikastettua uraania oksidimuodossa, kun Magnox-reaktorien polttoaine oli rikastamatonta ja metallisessa muodossa. Windscalen AGR-prototyyppi tuotti vain 30 megawattia sähköä. Se suljettiin vuonna 1981. Reaktorin purkutyöt saatiin valmiiksi vuonna 2011.

Ydinjätteen käsittelylaitokset
Sellafieldin ensimmäinen käytetyn ydinpolttoaineen käsittelylaitos, Primary Separation Plant, valmistui vuonna 1951. Aluksi se käsitteli Windscale Pile -reaktoreiden käytettyä polttoainetta ja myöhemmin Magnox-reaktoreiden polttoainetta. Käytetystä polttoaineesta eroteltiin kemiallisesti plutonium, uraani ja fissiotuotteet. Laitos suljettiin vuonna 1973, kun eksoterminen kemiallinen reaktio aiheutti siellä onnettomuuden. Laitoksen purkutyöt aloitettiin vuonna 1989, mutta ne ovat osoittautuneet hyvin vaikeiksi, koska rakennus on huonossa kunnossa ja kontaminoitunut radioaktiivisilla aineilla.

Vuodesta 1964 vuoteen 2022 Sellafieldissä toimi Magnox-polttoaineen jälleenkäsittelylaitos, joka käsitteli sinä aikana lähes 55 000 tonnia käytettyä polttoainetta. Laitoksessa, joka tunnettiin myös nimellä B205, käsiteltiin Britannian oman käytetyn polttoaineen lisäksi Japanin ja Italian Magnox-reaktoreiden polttoainetta. Käytetystä polttoaineesta erotettua uraania käytettiin AGR-reaktoreiden polttoaineena.

Sellafieldin kolmas käytetyn ydinpolttoaineen jälleenkäsittelylaitos oli Thorp (Thermal Oxide Reprocessing Plant). Se toimi vuodesta 1994 vuoteen 2018 ja käsitteli sinä aikana 9 331 tonnia käytettyä polttoainetta kahdeksasta Euroopan maasta sekä Japanista. Laitos suljettiin, koska jälleenkäsittelypalvelun kysyntä väheni. Thorp on Sellafieldin alueen suurin rakennus, ja se jatkaa toimintaansa käytetyn polttoaineen varastona. Thorp oli suljettuna 2005–2007, koska murtuneesta putkesta oli vuotanut radioaktiivista nestettä. Vuotanut neste pysyi laitoksen sisällä eikä aiheuttanut vahinkoa ihmisille. Vuoto luokiteltiin seitsenportaisella INES-asteikolla tasolle 3.

Käytetystä polttoaineesta erotetusta plutoniumista valmistettiin Sellafieldissä MOX-polttoainetta sekoittamalla sitä uraanin kanssa. Pieni MOX Demonstration Facility toimi 1992–1999 ja valmisti polttoainetta Sveitsiin, Saksaan ja Japaniin. Suurempi Sellafield MOX Plant aloitti tuotannon vuonna 2001. Sen suunniteltu kapasiteetti oli 120 tonnia vuodessa, mutta laitos ei koskaan toiminut kunnolla. Yhdeksän toimintavuoden aikana Sellafield MOX Plant tuotti vain 15 tonnia MOX-polttoainetta. Britannian Nuclear Decommissioning Authority päätti sulkea 600 työntekijän laitoksen elokuussa 2011, koska Fukushiman onnettomuuden jälkeen MOX-polttoaineen kysyntä väheni Japanissa ja Saksassa.

Käytetystä ydinpolttoaineesta eroteltu uraani ja plutonium voidaan hyödyntää uuden ydinpolttoaineen valmistuksessa. Jäljelle jää korkea-aktiivisia fissiotuotteita. Sellafieldissä ne valetaan boorisilikaattilasin sekaan lasituslaitoksessa, joka on toiminut vuodesta 1990 lähtien. Laitos tuottaa sylinterinmuotoisia 400 kilogrammaa painavia lasikappaleita, joiden painosta noin 25 prosenttia on fissiotuotteita. Niitä säilytetään Sellafieldissä välivarastossa odottamassa loppusijoitusta syvälle maan alle.

Noin 40 prosenttia Thorp-laitoksessa käsitellystä käytetystä polttoaineesta on peräisin ulkomaisilta asiakkailta. Suurin asiakas oli Japani, jonka lisäksi Sellafieldissä on käsitelty ainakin sveitsiläistä, saksalaista, hollantilaista ja italialaista ydinjätettä. Ulkomaisen jätteen käsittely tuotti Sellafieldille tuloja yhdeksän miljardia puntaa. Ulkomaisesta polttoaineesta erotellut korkea-aktiiviset fissiotuotteet palautetaan lähtömaihin lasitettuna.

Ongelmat
Toukokuussa 2009 1,8 miljardia puntaa maksanut ydinmateriaalin käsittelylaitos myönsi, ettei se kykene teknistä syistä täyttämään määräyksiä. Kaksi laitoksista on toistuvasti rikkoutunut. Kolmas laitos on pysyvästi suljettu kohonneen säteilytason vuoksi.

Sellafieldissä havaittiin ennen pääministeri Gordon Brownin vierailua toukokuussa 2009 14 kuukautta jatkunut radioaktiivinen vuoto. Vuoto oli jäänyt huomaamatta, koska johdonvalvonta oli riittämätöntä ja tarkastukset puutteellisia.

Vuonna 2006 Sellafield sai 500 000 punnan sakon 83 000 litran uraania ja plutoniumia sisältäneestä matala-aktiivisesta ilmastoinnin lauhdeveden johtamisesta rakennuksen ulkopuolelle.

Laajan tutkimuksen mukaan edes Hiroshiman ja Nagasakin ydinpommien uhrien lapset eivät saaneet syöpiä, kromosomivirheitä tai synnynnäisiä vaivoja enempää kuin muutkaan. Tutkijan mukaan väitteet Sellafieldin seudun lasten leukemioista johtuisivat muista tekijöistä.

Arvostelu 
Norja ja Irlanti ovat vedonneet, jotta Irlanninmeren rannalla sijaitseva Sellafield suljettaisiin.

Helmikuussa 2008 energiaministeri Malcolm Wicks myönsi, että Sellafieldin kiistelty, 473 miljoonaa puntaa maksanut jälleenkäsittelylaitos ei toiminut. Laitoksen oli ollut tarkoitus tuottaa 120 tonnia kierrätettyä "mixed oxide" (MOX) polttoainetta vuodessa, mutta todellisuudessa se olikin tuottanut vain 5,3 tonnia viidessä vuodessa.

Katso myös 
Sydämen sulamisonnettomuus

Lähteet

Yhdistyneen kuningaskunnan ydinvoimalat
Ydinonnettomuudet
Cumbrian rakennukset ja rakennelmat