Superphénix

Superphénix (SPX) on käytöstä poistettu 1200 MW hyötöreaktori Kaakkois-Ranskassa Creys-Mépieun kunnassa. Se ja sen käytetyn polttoaineen varastointia varten perustettu yksikkö muodostavat Creys-Malvillen ydinlaitosalueen. Reaktorin rakennustyöt alkoivat 1976 ja se käynnistyi 1985. Ranskan hallitus päätti sulkea reaktorin lopullisesti 1998, sen toimittua eri syistä vain ajoittain. Aikaavievän purkamisen odotetaan kestävän kaikkineen aina 2025-vuoteen asti.

Taustaa
Jo ennen vuoden 1973 öljykriisiä Ranska oli ollut kiinnostunut kehittämään "plutoniumtalouden". Kokeellinen hyötöreaktori "Rapsodie", jota kahden tutkimusreaktorin jälkeen alettiin rakentaa 1959 käynnistyi 1967 ja prototyyppireaktori Phenix heräsi henkiin 1973. Huolimatta kriisistä ja Ranskan hallituksen 1974 päätöksestä kasvattaa nopeasti maan ydinvoimakapasiteettia , ei Phenix- ja SPX -projekteilla ollut välttämättä muuta yhteyttä öljykriisiin, kuin sen antama lisäpotku myös hyötöreaktorien kehittämiselle. Phenixin rakentamisesta päätettiin jo 1969 ja SuperPhenixin kaltaista reaktoria ehdotettiin jo 1971.

Superphenixin, uuden, kaupallisen kokoluokan hyötöreaktorin rakennustyöt alkoivat 1976 ja sen tarkoitus oli tuottaa sekä sähköä että plutoniumia. Siitä tuli 1200 megawatin tehollaan selvästi suurin hyötöreaktori, mitä toistaiseksi (2009) on rakennettu ja samaa luokkaa tuohon aikaan rakennettujen painevesireaktorien kanssa. Voimalan rakentamista ja käyttöä varten perustettiin monikansallinen NERSA-yhtiö, jonka osakkeista 51 prosenttia oli valtionyhtiö Électricité de Francen (EDF) hallussa.

.
.

Sijoituspaikaksi valittiin Kaakkois-Ranskassa (Rhónen Alpeilla, 50 km Lyonista ja 100 km Sveitsin Genevestä) sijaitseva Creys-Mépieun kunta, jonne 175 hehtaarin alueelle kohonneet Superphenix ja sen käytetyn polttoaineen varastointia varten 1985 rakennettu yksikkö muodostivat yhdessä Creys-Malvillen ydinlaitosalueen..
Hyötöreaktorien plutoniumtarpeeseen La Haguen UP2-jälleenkäsittelylaitosta Englannin kanaalin rannikolla modifioitiin niin, että se saattoi erottaa plutoniumia myös kevytvesireaktorien uraanioksidi-polttoaineesta.

Reaktori

Reaktorityyppinä SPX oli nopea hyötöreaktori, jonka jäähdytykseen käytettiin nestemäistä natriumia. Käynnistettäessä reaktorin sydän koostui yhdistelmästä joko luonnon- tai köyhdytetyn  uraanin oksidia ja plutoniumoksidia. Plutoniumin osuus oli 15 % ja sen jopa 5 tonnia. Sydäntä ympäröivät joka puolelta luonnon- tai köyhdytetystä uraanista olevat elementit, jotka sekä toimivat neutronisuojana, että osaltaan tuottivat plutoniumia.
Reaktorin lämpöteho oli 3000 MW ja sähköteho 1200 MW. Laskettiin että 75 % käyttöasteella reaktori vuodessa tuottaisi 8 terawattituntia sähköä ja kuluttaisi siihen 800 kiloa plutoniumia. Uutta plutoniumia reaktori kuitenkin muuntaisi uraanista 960 kiloa, josta 640 kiloa sydämessä ja 320 kiloa suojuksessa. Suojuksen uraanin korvaaminen reagoimattomalla materiaalilla tekisi reaktorista puolestaan plutoniumin nettokuluttajan samalla 160 kg vuodessa teholla. Parin vuoden välein vaihdettavan reaktorisydämen hinta oli noin 0,5 mrd. frangia (n. 80 milj. euroa).

Natrium
Monien muiden hyötöreaktorien lailla Superphenixinkin jäähdytysaineena oli natrium, muun muassa sen hyvien lämpöominaisuuksien vuoksi. Vasta noin 100 asteessa sulaksi muuttuva natrium on helposti syttyvää ja veden kanssa muodostaa syövyttävää natriumhydroksidia ja helposti syttyvää vetykaasua. Kuuma natrium voi syttyä tuleen saadessaan happea ja jopa räjähtää joutuessaan kosketukseen veden tai alkoholin kanssa. Niinpä mitätönkin vuoto reaktorin jäähdytysjärjestelmässä oli otettava vakavasti. Vaadittavat äärimmäiset varotoimet lisäsivät edelleen kustannuksia ja natriumin aiheuttamat ongelmat olivat myös SPX:n kiusana.)

Projektin kulku

Vastustusta

Vaikka projektin alku tiettävästi sujui ilman suurempia teknisiä vaikeuksia, sitä varjosti kuitenkin heti  rakentamisen alettua heinäkuussa 1976 suuri mielenosoitus työmaan edessä. Ja seuraavan kesän heinäkuussa 1977 nähtiin vielä edelliskesää isompi, kymmenien tuhansien mielenosoittajien ja santarmien yhteenotto, jossa yksi mielenosoittaja menetti henkensä.

Tammikuussa 1982 suoritti aktivistiryhmä öisen sinkohyökkäyksen Rhônen yli rakenteilla olevaa voimalaa vastaan, mutta vahingot jäivät suhteellisen pieniksi. 21 vuotta myöhemmin sveitsiläinen, entinen vihreiden parlamentaarikko Chaïm Nissim tunnusti lehdistölle olleensa yksi tekijöistä ja aikoi kirjoittaa aiheesta kirjan.

1987-90

Maaliskuussa 1987 syntyi varastosäiliössä vuoto, joka johtui huonolaatuisen teräksen kyvyttömyydestä kestää natriumin syövytystä. Säiliö jouduttiin vaihtamaan ja lopulta vaihdettiin uudentyyppiseen 1991. 
Reaktori sai hallitukselta luvan käynnistyä taas 1989 tammikuussa.
Kesäkuussa 1990 havaittiin argonkierron yhteydessä pieni ilmavuoto, joka saastutti natriumia ja 3. heinäkuuta 1990 reaktori jouduttiin sammuttamaan kokonaan. Natriumin puhdistus teetti työtä seuraavat kahdeksan kuukautta. Ja joulukuussa rankka lumisade romautti laturirakennuksen katon, johtaen reaktorin pysäyttämiseen jälleen.

1991-98

Superphenix pysyi suljettuna kaksi ja puoli vuotta. Maaliskuussa 1991 Ranskan korkein oikeus Conseil d’Etat peruutti tammikuun 1989 asetuksen ja vaikka heinäkuussa NERSA oli valmis käynnistämään reaktorin uudelleen, se pysyi suljettuna 1992 helmikuuhun asti, jolloin sen annettiin käynnistyä rajoitetulla teholla. 

11. heinäkuuta 1994 annetussa päätöksessä SPX:lle annettiin lupa jatkaa toimintaansa tutkimusyksikkönä. Uuden vuosille 1995-2000 määritellyn ohjelman tavoitteet olivat arvioida nopean hyötöreaktorin toimintaa plutoniumin nettokuluttajana ja mahdollisuuksia käyttää sellaista pitkä-ikäisen radioaktiivisen jätteen tuhoamisessa.

Helmikuussa 1997 Conseil d’Etat mitätöi vuoden 1994 päätöksen ja reaktori suljettiin jälleen. Huolimatta NERSAn uudesta hakemuksesta jatkaa toimintaa, pyysi Ranskan hallitus helmikuussa 1998 NERSAa  aloittamaan toimet reaktorin lopulliseksi sulkemiseksi. Vuoden lopussa laitos  siirtyi kokonaan EDF:n omistukseen, yhden frangin hinnalla. Kaikki  reaktorin purkamisesta aiheutuvat kustannukset tulivat EDF:n maksettaviksi, mutta sen yhtiökumppanit sitoutuivat maksamaan osansa NERSAn veloista ja käytetyn polttoaineen jälleenkäsittelykustannuksista.

Purkaminen

Reaktorin tyhjennyksen säätö- ja polttoainesauvoista oli määrä alkaa vuoden 1999 syyskuussa ja saada päätökseen 2001. Ongelmien, joita aiheuttivat natriumjäämät uraani-polttoainesauvoissa, takia työ saatiin lopulta päätökseen vuoden 2003 alussa. Ne 2200 natriumtonnia, jotka kiersivät muualla, kuin ensiöpiirissä,  varastoitiin jäädytettyinä Creys-Malvillen laitoksen alueelle. Ensiöpiirin 3300 tonnia jätettiin reaktoriin sulassa tilassa odottamaan neutralointia, jonka arvioitiin kestävän muutamia vuosia.

Voimalaitoksen purun kolme viimeistä vaihetta määrättiin alkamaan 2006. Työ on monivaiheinen, aikaaviepä  ja byrokraattinen, eikä Electricite de France usko sitä saatavan päätökseen ennen kuin aikaisintaan vuonna 2025.

Käytetyn polttoaineen varastointiyksikkö
 
Yksikkö käsittää pääasiassa kaksi varastorakennusta, joissa muun muassa käytetyt polttoaineniput ja reaktorin purkujätteet ovat toistaiseksi varastoituna. Korkea-aktiviisemmat veden alla ja vaarattomammat kuivassa tilassa. Sekä alueen, jonne neutraloidun natriumin sisältävät betoninkappaleet varastoidaan.

Lähteet

World Nuclear Association WNA

Kansainvälisen atomienergiajärjestö IAEA:n PRIS -tietokanta 

Työterveyslaitos (natrium)

Viitteet

Ranskan ydinvoimalat
Isère