Ydinjätehuolto

Ydinjätehuollolla tarkoitetaan ydinteknisesti syntyneestä radioaktiivisesta jätteestä eli ydinjätteestä huolehtimista. Ydinjätteitä syntyy siellä missä radioaktiivisia aineita hyödynnetään eli sairaaloissa, tutkimuslaitoksissa, teollisuudessa, maanviljelyssä, jopa eräissä kulutustavaroissa ja ennen kaikkea ydinvoiman tuotannossa. Radioaktiivisten aineiden käytölle on tyypillistä, että pienet ainemäärät riittävät tavoitellun vaikutuksen aikaansaamiseen. Siten myös yhteiskunnassa syntyvien ydinjätteiden määrät ovat hyvin vähäisiä suhteessa muihin jätteisiin tai ongelmajätteisiin.

Ydinjätteiden luokittelu 
Ydinjätteillä tarkoitetaan ydinteknisesti, eli ihmisen toiminnan kautta, syntyneitä radioaktiivisia jätteitä. Ydinlaitosten jätteille on asetettu niin tiukat radioaktiivisuusrajat, että jotkin luonnossa esiintyvät aineet (muun muassa eräät kivilajit) olisivat ydinlaitoksissa matala-aktiivista ydinjätettä. Jotkin ydinjätteet on mahdollista kierrättää, esimerkiksi käytetystä ydinpolttoaineesta 95 % voidaan periaatteessa palauttaa polttoainekiertoon jälleenkäsittelyn jälkeen niin sanottuna MOX-polttoaineena. Ydinjätteeksi ei lasketa eräitä kulutustavaroita, kuten palovaroittimia, vaikka ne sisältävät radioaktiivista ainetta (Amerikium-241). Näin on koska palovaroittimien sisältämät aktiiviset aineet ovat määrältään vähäisiä ja tukevasti kapseloituja. Tietyn materiaalin luokittelu ydinjätteeksi riippuu siis sen määrästä, radioaktiivisuudesta ja sijainnista.

Matala- ja keskiaktiiviset jätteet 
Matala- ja keskiaktiivisiin jätteisiin kuuluvat muun muassa heikosti radioaktiiviset aineet tai aktiivisten aineiden tahrimat työvaatteet, suojavarusteet, työvälineet, laitteet, osat sekä suodattimet ja suodatusjätteet. Näitä on määrällisesti suurin osa ydinjätteestä, mutta niiden sisältämä radioaktiivisten aineiden määrä on vähäinen ja siten ne eivät ole suuri uhka turvallisuudelle. Suurimmassa osassa jätteistä niiden sisältämien radioaktiivisten aineiden puoliintumisaika on niin lyhyt, että jätteet yksinkertaisesti varastoidaan odottamaan radioaktiivisuuden häipymistä omia aikojaan. Kun aktiivisuus on laskenut tarpeeksi, jätteet kierrätetään tai toimitetaan tavalliseen jätehuoltoon. Ne jätteet, joiden kohdalla odottaminen kestäisi liian pitkään – noin vuosisadan tai enemmän – säilytetään vartioiduissa varastoissa tai loppusijoitetaan paikkaan jossa vartiointi ei ole tarpeen, yleensä suljettuun kallioluolaan.

Korkea-aktiiviset jätteet 

Korkea-aktiivinen ydinjäte on pääasiassa käytettyä ydinpolttoainetta. Sen määrä (tilavuus) on selvästi pienempi kuin matala- ja keskiaktiivisen jätteen, mutta se sisältää pääosan ydinvoimalan tuottamasta kaikesta radioaktiivisuudesta. Korkea-aktiivisen ydinjätteen radioaktiivisuus on siis hyvin suuri ja jäte tarvitsee jatkuvaa jäähdytystä sekä tehokkaan säteilysuojauksen. Lämpöä tuottavat pääasiassa keskipitkän puoliintumisajan radioaktiiviset aineet: Cesium-137 ja Strontium-90. Käytetyn ydinpolttoaineen aktiivisuus laskee alkuvaiheessa nopeasti: Jo ensimmäisenä vuonna reaktorista poiston jälkeen aktiivisuus on laskenut 99 prosenttia, mutta jäte on edelleen voimakkaan radioaktiivista. Käytetyn polttoaineen säilytys ja käsittely muuttuu aktiivisuuden laskun myötä koko ajan helpommaksi. Välivarastoinnin tarkoituksena on odottaa että aktiivisuus laskee käytetyn polttoaineen käsittelyn helpottamiseksi ydinjätehuollossa.

Mitä pitkäkestoisempi puoliintumisaika aineella on, sitä alhaisempi on sen radioaktiivisuus. Korkea-aktiivinen ydinjäte sisältää myös puoliintumisajaltaan pitkäkestoisia radioaktiivisia alkuaineita, kuten Plutonium-239, Cesium-137 ja Teknetium-99. Jos tavoitteena on saavuttaa jälleen luonnonuraanin aktiivisuus, kestää siinä noin kaksisataa tuhatta vuotta.

Kierrätys ja loppusijoitus
Käytetyn ydinpolttoaineen jätehuoltoon on esitetty lukuisia erilaisia ratkaisuja. Noin 95 prosenttia käytetystä polttoaineesta voidaan kierrättää jälleenkäsittelyllä, ja kierrätetäänkin jo nyt käytännössä mm. Ranskassa ja Japanissa. Vaikka monet maat kierrätystä tekevätkin, Fennovoiman ydintekniikkajohtaja Juhani Hyvärinen pitää sitä taloudellisesti kannattamattomana. Geologinen loppusijoitus on käytännössä muodostunut merkittävimmäksi ratkaisuksi ydinjätehuoltoon. Yhdistyneiden kansakuntien alaisen Kansainvälisen atomienergiajärjestön, OECD:n ydinenergiajärjestö NEA:n, ja Euroopan yhteisöjen yhteinen kanta on, että

Vuodesta 1978 NEA on koonnut yhteen jäsenmaitaan edustavista asiantuntijoista ydinjätehuoltokomitean (Radioactive Waste Management Committee, RWMC) kehittämään ydinjätehuollon suuntaviivoja. RWMC:n mukaan alan asiantuntijoiden parissa vallitsee laaja yhteisymmärrys siitä, että loppusijoituksen suunnittelulla voidaan saavuttaa riittävä turvallisuustaso pitkälle tulevaisuuteen ja että ydinsähköstä hyötyneiden sukupolvien velvollisuus on toteuttaa ydinjätehuolto kestävällä tavalla. Asiantuntijoiden luottamus geologisen loppusijoitukseen on jäsenmaissa vahvistettu lukuisissa kansallisissa turvallisuusselvityksissä ja ympäristölupaprosesseissa. RWMC myös tunnistaa yhtä suopean suhtautumisen olevan harvinaisempaa vähemmän asiaa tuntevien parissa.

Myös YK:n Agenda 21 -ohjelmajulistuksessa kannustetaan jäsenmaita keskittymään geologisen loppusijoituksen tutkimiseen sen ympäristö- ja turvallisuusetujen vuoksi. Toistaiseksi käytetyn polttoaineen loppusijoitusta ei ole vielä toteutettu missään, mutta loppusijoitushankkeita on käynnissä useissa maissa, muun muassa Ranskassa, Yhdysvalloissa, Saksassa, Ruotsissa ja Suomessa..

Loppusijoituksen ei nimestään huolimatta tarvitse olla lopullista, vaan mikäli jostain syystä käytetty polttoaine halutaan hakea takaisin, se onnistuu. Mahdollinen syy voisi olla esimerkiksi jäljellä olevan uraanin palauttaminen polttoainekiertoon, onhan 95 % käytetystä ydinpolttoaineesta mahdollista kierrättää jälleenkäsittelyllä.

Ydinvoimaa vastustavat järjestöt Greenpeace ja Suomen luonnonsuojeluliitto vastustavat ydinjätteen geologista loppusijoitusta Olkiluotoon vedoten ydinjätevarastojen mahdolliseen vuotoriskiin pohjaveden kautta. Myös geologian professorit Matti Saarnisto ja Nils-Aksel Mörner vastustavat ydinjätteen loppusijoitusta Olkiluotoon geologisin perustein. Heidän näkemyksensä mukaan Olkiluodon alueen murroskohtien rikkoma ja liikkeessä oleva kallio aiheuttaa vaaraa pitkän ajan kuluessa ydinjätteen loppusijoituksen turvallisuudelle.  Lisäksi ydinjätteen loppusijoitus on aiheuttanut kiistaa laajalti Suomen ulkopuolella, muun muassa Yhdysvaltain suunnitteleman Nevadan Yucca Mountainin loppusijoituslaitoksen yhteydessä. Mielipidemittausten mukaan suurin osa osavaltion asukkaista vastustaa hanketta. Yhdysvaltain energiaministeriön vuonna 2006 julkaiseman raportin mukaan laitoksen suunnittelun yhteydessä on myös ilmennyt epäselvyyksiä. Tämän vuoksi energiaministeriö on antanut laitoksen turvallisuuteen liittyvän tieteellisen tutkimuksen ulkopuolisen tutkimuslaitoksen arvioitavaksi.

Luonnon radioaktiiviset aineet 
Ydinlaitoksissa syntyvän jätteen lisäksi ydinenergian tuotantoon liittyy luonnon radioaktiivisten aineiden käsittelyä, lähinnä kaivostoiminnassa ja ydinpolttoaineen valmistuksessa. Kaivostoimintaan tai polttoaineen valmistukseen ei liity ydinreaktioita, joten ne eivät voi synnyttää radioaktiivisuutta, mutta sen sijaan ne voivat siirtää luonnossa jo olevaa radioaktiivisuutta paikasta toiseen. Uraani esiintyy yleensä kivilajeissa, jotka sisältävät keskimääräistä enemmän luonnollisia radioaktiivisia aineita. Mikäli kaivostoimintaa harjoitetaan tavalla jossa kiveä louhitaan merkittävästi, nämä jäävät malmin erotuksesta yli jäävään sivukiveen jonka varastointi täytyy järjestää turvallisesti. Tavallisen uraanikaivoksen jätteet eivät kuitenkaan merkittävästi eroa muiden metalli- tai kivihiilikaivosten jätteistä. Aihetta käsitellään laajemmin artikkelissa uraanikaivos.

Ydinvoimateollisuutta suurempia määriä heikosti radioaktiivisia jätteitä syntyy muualla yhteiskunnassa: EU:n alueella maatalous, rakentaminen, öljyn- ja kaasuntuotanto, hiilen ja turpeen poltto, jätevesien puhdistus ja muu ihmisen toiminta synnyttävät vuosittain kymmeniä miljoonia tonneja luonnon radioaktiivisuutta sisältäviä jätteitä, jotka ylittävät radioaktiivisuudeltaan matala-aktiivisten ydinjätteiden vapaarajan. Määrä on huomattavasti suurempi kuin ydinvoimateollisuuden jätteiden määrä. Näitä ei yleensä kuitenkaan eristetä, käsitellä ja loppusijoiteta ydinjätteen tavoin koska ne eivät ole syntyneet ydintekniikan käytössä.

Suomi 
Suomessa Posiva Oy valmistelee ydinjätteen loppusijoitusta Onkalo-luolastoon Eurajoen Olkiluotoon.

Riskit 
Posiva on arvioinut ydinjätteiden loppusijoituksen pahimpia mahdollisia seurauksia. Skenaariossa ydinkanisteri syöpyisi puhki tuhannessa vuodessa lasketun sadantuhannen vuoden sijaan ja samanaikaisesti sitä ympäröivä savipuskuri katoaisi selittämättömästi. Lisäksi pohjavesi kulkisikin ylöspäin ja paikan päälle rakennettaisiin kaupunki. Ihminen, joka eläisi kehdosta hautaan saastuneimmalla neliömetrillä ja söisi vain sillä kasvanutta ruokaa ja joisi saastuneinta vettä, saisi vain kolminkertaisen säteilyannoksen Tampereen Pispalassa nyt asuviin ihmisiin nähden.

Lähteet

Aiheesta muualla

Jälleenkäsittely ja ydinjätehuolto  5. luku kirjasta Nuclear Electricity (Ian Hore-Lacy, Melbourne, Australia, 2003, ISBN 0-9593829-8-4) 
Ydinjätehuollon vaihtoehdot  USA:n energiaministeriön DOE:n kotisivuilta 
Ylen Elävä arkisto: Ydinjätteen loppusijoitus hakusessa 1995

Ydinvoima
Ympäristönsuojelu
Jätehuolto