Ydinturvallisuus
Todennäköisyysperusteinen riskianalyysi

Ydinvoimalaan liittyvien riskien suuruutta arvioidaan todennäköisyysperusteisella riskianalyysillä (PRA, Probabilistic Risk Assessment). Siitä käytetään myös nimitystä todennäköisyyspohjainen turvallisuusanalyysi (PSA, Probabilistic Safety Assessment). Todennäköisyyspohjaiset analyysit täydentävät deterministisiä analyysejä, joissa tutkitaan, miten laitos selviää erilaisista onnettomuustilanteista, mutta ei arvioida näiden tilanteiden todennäköisyyksiä.
PRA:ssa onnettomuutta tarkastellaan tapahtumaketjuna, jonka aloittaa ns. alkutapahtuma eli poikkeama voimalaitoksen normaalikäytöstä. Alkutapahtuma voi olla esimerkiksi jäähdytysveden vuoto tai voimalaitoksen muuntajan vikaantuminen. Alkutapahtuman jälkeen tapahtumat voivat edetä monella eri tavalla riippuen mm. siitä, onko turvallisuusjärjestelmissä vikoja ja miten laitoksen työntekijät toimivat. Kaikille alkutapahtumille, turvallisuusjärjestelmien vioille ja työntekijöiden virheille määritetään todennäköisyydet. Apuna käytetään mm. samantyyppisissä laitteissa aikaisemmin esiintyneiden vikojen tilastointia. Samalla otetaan huomioon myös seurausviat: esimerkiksi jos alkutapahtuma on tulipalo, niin sen seurauksena monet laitteet voivat vikaantua. Ydinvoimalaitoksen PRA on laaja projekti, jonka tekeminen vaatii jopa kymmeniä henkilötyövuosia. PRA:n tekeminen myös parantaa laitoksen henkilökunnan asiantuntemusta laitoksen turvallisuusominaisuuksista ja eri toimintojen turvallisuusmerkityksestä.
PRA:n ensimmäisellä tasolla selvitetään sellaiset tapahtumaketjut, jotka voivat johtaa vakavaan onnettomuuteen eli reaktorin sydämessä sijaitsevan polttoaineen vaurioitumiseen. Tuloksena saadaan näiden tapahtumaketjujen todennäköisyydet sekä sydänvaurion kokonaistodennäköisyys. Tulos ilmaistaan sydänvauriotaajuutena eli vakavan onnettomuuden todennäköisyytenä yhden vuoden aikana. Suomessa vaaditaan, että uusien ydinvoimaloiden sydänvauriotaajuus täytyy olla pienempi kuin 10−5 /vuosi, mikä tarkoittaa, että vakavan onnettomuuden todennäköisyyden täytyy olla pienempi kuin kerran 100 000 vuodessa.
PRA-malleja päivitetään jatkuvasti, kun tehdään laitosmuutoksia ja laitteiden vikaantumistodennäköisyyksiä arvioidaan uudelleen. Vuoden 2021 PRA:n mukaan Loviisan ykkösreaktorin sydänvauriotaajuus oli 6,1∙10−6 /vuosi (eli onnettomuus kerran 160 000 vuodessa) ja Olkiluodon ykkösreaktorilla 3,9∙10−6 /vuosi (eli onnettomuus kerran 260 000 vuodessa). Koekäytössä olevalla Olkiluodon kolmosreaktorilla sydänvauriotaajuus on 1,7∙10−6 /vuosi (eli onnettomuus kerran 590 000 vuodessa).
PRA:n toisella tasolla selvitetään onnettomuuksissa ympäristöön pääsevien radioaktiivisten aineiden määriä ja erikokoisten päästöjen todennäköisyyksiä. Suomessa vaaditaan, että uusilla ydinvoimalaitoksilla suuren radioaktiivisen päästön taajuus on pienempi kuin 5∙10−7 /vuosi (eli kerran 2 000 000 vuodessa). Suureksi luokitellaan yli 100 terabecquerelin cesium-137 päästö. Vuoden 2021 PRA:n mukaan suuren päästön taajuus oli Loviisan ykkösreaktorilla 3∙10−6 /vuosi (eli kerran 330 000 vuodessa), Olkiluodon ykkösreaktorilla 1,9∙10−6 /vuosi (eli kerran 530 000 vuodessa), ja koekäytössä olevalla Olkiluodon kolmosreaktorilla se on 7,7∙10−7 /vuosi (eli kerran 1,3 miljoonassa vuodessa).
PRA:n tulosten perusteella ei voi suoraan sanoa, onko joku ydinvoimala turvallisempi kuin joku toinen, koska PRA:n laajuus vaihtelee eri maissa. Esimerkiksi Fukushiman ykkösyksikön PRA:n mukaan sen sydänvauriotaajuus oli hyvin pieni, 3,9∙10−8 /vuosi (eli onnettomuus kerran 26 000 000 vuodessa), mutta Fukushiman PRA:ssa ei arvioitu ollenkaan tsunamin tai yleensäkään tulvan todennäköisyyttä. Kansainvälisen atomienergiajärjestön IAEA:n mukaan huolella tehty PRA olisi paljastanut Fukushiman onnettomuusriskit etukäteen.
Sydänvauriotaajuuden ja suuren päästön taajuuden lisäksi PRA:sta saadaan paljon tietoa, joka auttaa parantamaan ydinvoimalan turvallisuutta. PRA:n avulla löydetään laitoksen todennäköisimmät onnettomuuteen johtavat tapahtumat, ja turvallisuuden parantamisessa voidaan sitten keskittyä näiden riskien pienentämiseen. Esimerkiksi vuoden 2021 PRA:n mukaan Loviisan ydinvoimalassa suurimmat riskit liittyvät tulipaloihin valvomossa sekä nosturin painavien taakkojen putoamiseen. PRA kertoo myös, mitkä laitteet ovat turvallisuuden kannalta kaikkein tärkeimpiä. Näitä tärkeimpiä laitteita voidaan sitten testata ja tarkastaa useammin kuin muita laitteita.