Moninkertainen suojaus varmistaa turvallisuuden

Loppusijoituksen kaikkien vaiheiden turvallisuudesta on voitava varmistua ennen toiminnan aloittamista. Kun loppusijoitus täyttää viranomaisten asettamat turvallisuusvaatimukset, radioaktiivisista aineista ei mahdollisissa onnettomuustilanteissakaan aiheudu merkittäviä terveysriskejä ympäristön väestölle.

Loppusijoitus toteutetaan moniesteperiaatteen mukaisesti. Näin varmistetaan, että vaikka joidenkin kapseleiden eristyskyky menetettäisiin, rajoittavat ja hidastavat muut esteet radioaktiivisten aineiden vapautumista kapselissa olevasta polttoaineesta. Seuraukset ihmisille tai ympäristölle jäisivät tällaisessakin tapauksessa merkityksettömiksi.  

Moniesteperiaate loppusijoituksessa tarkoittaa sitä, että

  • käytetty polttoaine on kiinteässä, keraamisessa ja erittäin huonosti liukenevassa muodossa, sijoitettuna kaasutiiviisiin metallizirkoniumsauvoihin
  • polttoainesauvaniput eristetään kaasu- ja vesitiiviiseen, painetta, korroosiota ja mekaanista rasitusta kestävään kuparista ja valuraudasta valmistettuun suojakapseliin, joka eristetään tiiviillä, joustavalla, radioaktiivisten aineiden ja veden liikkuvuutta estävällä bentoniittisavipuskurilla
  • loppusijoitustunnelit täytetään puskurimateriaalin paikallaan pitävillä ja pohjaveden virtauksen estävillä savilohkoilla ja ne suljetaan huolellisesti
  • ehjiin, vakaihin kallionlohkoihin sijoitettujen loppusijoitustunneleiden ja elollisen ympäristön välillä on 400-700 metriä peruskalliota, joka pidättää mahdollisesti vapautuneita aineita ja hidastaa niiden kulkeutumista pois loppusijoitustiloista.

Polttoaine sitoo tehokkaasti radioaktiiviset aineet

Käytetyt polttoaineniput ovat ulkoisesti samanlaisia kuin uudet, mutta uraaninappien sisällössä on tapahtunut muutoksia. Reaktorista poistamisen jälkeen käytetty polttoaine säteilee voimakkaasti. Aikojen kuluessa uraani, siihen muodostuneet halkeamistuotteet ja transuraanit vähitellen hajoavat muiksi aineiksi, kunnes tuloksena on lopulta ei-radioaktiivisia aineita. Joillakin aineilla tähän kuluu muutamia sekunteja ja joillakin miljardeja vuosia.

Useimmat polttoaineeseen muodostuneet radioaktiiviset halkeamistuotteet ovat lyhytikäisiä. Polttoaineen radioaktiivisuus vähenee vuodessa noin sadasosaan ja 40 vuodessa noin tuhannesosaan. Ajan kuluessa myös polttoaineen säteilyn luonne muuttuu. Alussa merkittävintä on läpitunkeva säteily ja pitkällä aikavälillä uraanin kaltaisten raskaiden aineiden lähettämä säteily, joka ei ole läpitunkevaa. Nämä jäljelle jääneet radioaktiiviset alkuaineet ovat ihmiselle myrkyllisiä vain nautittuna tai hengitettynä.
 
Syvälle kallioperään loppusijoitetusta käytetystä polttoaineesta voisi päästä radioaktiivisia aineita ihmisen elinympäristöön vain kallioraoissa liikkuvan pohjaveden mukana. Polttoaineen uraaninappi on kuitenkin tehty  reaktoriolosuhteita varten kovaa kuumuutta kestäväksi keraamiseksi aineeksi, ja pitkäikäiset radioaktiiviset jäteaineet ovat pääosin tiukasti kiinni uraanissa. Ne voisivat päästä siitä irti vasta sen jälkeen, mikäli uraani liukenisi veteen. Polttoainenappi puolestaan on hyvin niukkaliukoinen jopa kiehuvaankin veteen ja erityisen niukkaliukoinen kalliopohjaveteen syvällä kalliossa vallitsevissa olosuhteissa. Jälleenkäsittelyssäkin polttoaineen saattamiseksi liukoiseen muotoon tarvitaan erittäin voimakkaita happoliuoksia.
Erittäin huonosti liukeneva uraanipelletti sitoo pitkäaikaiset radioaktiiviset aineet tiukasti itseensä eikä päästä niitä liukenemaan ympäristöön.
 

Suojakapseli pitää jätteen visusti sisällään

 
Suojakapselin sisäosa on valmistettu lujasta valuraudasta. Sen tehtävänä on estää pohjaveden painetta painamasta kapselia kasaan. Lujuuden mitoituksessa on otettu huomioon myös ääriolosuhteet kuten maanjäristykset ja se, että tulevaisuudessa jopa kilometrejä paksu jäätikkö voi lisätä pohjaveden paineen moninkertaiseksi nykyisestä. 
 
Kuparinen ulkokuori suojaa kapselia pohjaveden syövyttävältä vaikutukselta. Syvässä kallioperässä pohjavesi on tutkimusten mukaan hapetonta ja siksi sen kyky syövyttää kuparia on heikko.
 
Suojakapseli säilyy tiiviinä loppusijoitusolosuhteissa jopa miljoonia vuosia.

Suojamuurin lujuus

Betoniittisavi on luonnonsavea, jonka vedeneristysominaisuudet, tiiviys ja pitkäikäisyys tekevät siitä soveliaan materiaalin loppusijoitusratkaisussa. Bentoniitin ominaisuuksiin kuuluvat myös loppusijoituseristykseen hyvin soveltuva muovautuvuus ja mukautuvuus sekä kyky rajoittaa aineiden kulkeutumista.
 
Kovaksi puristettu bentoniittisavi toimii suojamuurina eristäen kapselin sitä ympäröivästä kalliosta. Savi paisuu joutuessaan kosketuksiin veden kanssa, täyttää kaiken tyhjän tilan ja estää veden liikkeen kapselin ympärillä. Bentoniitin tiiviys estää haitallisten aineiden kulkeutumista kapselin pinnalle ja joustavuus suojaa kapselia kallion mahdollisilta liikunnoilta esimerkiksi maanjäristysten seurauksena
 
Loppusijoitustoiminnan päätteeksi kaikki maanalaiset tilat ja niihin johtavat ajotunnelit ja kuilut täytetään ja suljetaan. 
 
Bentoniittisavi toimii suojamuurina, joka suojaa kapselia joustavuudellaan ja tiiviydellään. Tunnelitäyte viimeistelee suojauksen.

Vanha kallioperä takaa vakaat olosuhteet

Kallio eristää kapselin elollisesta ympäristöstä. Koska maan päällä tapahtuvien olosuhdemuutosten vaikutus ulottuu ainoastaan kallioperän pintaosaan, varmistaa riittävä syvyys kapseleille vakaat ja ennustettavat olosuhteet pitkälle tulevaisuuteen. Kallio toimii myös hyvänä säteilysuojana, metri kalliota pysäyttää kapselista tulevan läpitunkevan säteilyn. Syvyyden avulla eliminoidaan myös ihmisen tahaton tunkeutuminen loppusijoitustunneleihin.
Suomalainen kallioperä on vanhaa ja vakaata. Olkiluodon kallioperän ikä on 1,8 miljardia vuotta. Maankuorta muokkaavat prosessit, joiden seurauksina voi syntyä tulivuoritoimintaa, kallion liikuntoja sekä maanjäristyksiä ovat lakanneet vaikuttamasta satoja miljoonia vuosia sitten. Laajan tutkimuksen perusteella tiedetään, että kallion vähäiset liikunnat tapahtuvat jo olemassa olevissa rikkonaisuusvyöhykkeissä. Näiden välissä oleva kallio on säilynyt sellaisenaan vuosimiljoonia. Loppusijoitustunnelit tullaan rakentamaan tällaisiin ehjiin kalliolohkoihin, jotka liikkuvat kokonaisina.
Syvällä kalliossa prosessit tapahtuvat hitaasti ja ovat ennustettavissa. Käytännössä ainoa prosessi, joka voisi aiheuttaa polttoaineeseen muutoksia, on kallion raoissa esiintyvä kalliopohjavesi. Seikkaperäisten tutkimusten perusteella tiedetään, että syvällä kalliossa pohjavesi on hapetonta ja sen liike erityisen hidasta. Liikkuessaan hitaasti kallioraoissa pohjavesi reagoi kallion mineraalien kanssa ja niiden välille muodostuu ennustettavissa oleva kemiallinen tasapaino.
 
Ehjä kallio, jossa rakoja on harvakseltaan, johtaa vettä huonosti. Tutkimusten perusteella tiedetään, että mitä syvemmälle kallioon mennään, sitä vähemmän kalliossa on rakoja, joita pitkin pohjavesi voi liikkua. Loppusijoitusta varten pyritään tarkoilla tutkimuksilla löytämään kalliota, jossa rakoilu on vähäistä ja pohjaveden liikkeet mitättömän pieniä. Loppusijoitusreiät kapseleille pyritään poraamaan kohtiin, joissa rakoja ei olisi lainkaan tai niiden vedenjohtavuus merkityksetöntä.
 
 

22.12.2015