Nuorten Luonto

Julkaistu: 28.2.2012

Senni Luosujärvi

Jalostus ydinpolttoaineeksi vie uraania eri puolille maailmaa. Samalla syntyy tonneittain erilaista päästöjä ja jätteitä sekä kuluu sähköä ja fossiilisia polttoaineita.

Vuonna 2005 maailmassa on 440 toiminnassa olevaa ydinreaktoria, jotka tuottavat 4% maailman perusenergiantarpeesta. Ydinvoimala käyttää polttoaineenaan uraania, jota louhitaan maasta.

Uraani (U) on raskas, lievästi radioaktiivinen alkuaine. Maan kuoressa sitä on laskennallisesti neljä grammaa tuhatta tonnia kohden. Uraanin käsittelyn haaste on sen radioaktiivisuuden hidas puoliintuminen, joka vaatii aikaa useita kymmeniä tuhansia vuosia. Luonnonuraani U238:n puoliintuminen vie 4,5 miljardia vuotta.

Uraanin matka alkaa maailman kaivoksista

Kaivoksen toiminta – uraanimalmin louhinta ja jalostaminen – vaatii kuutioittain vettä, sähköä ja polttoaineita sekä erilaisia kemikaaleja päivittäin. Tämä tarkoittaa kymmeniä päivittäisiä kuljetuksia satamista rautateitse ja rekoin kaivosalueelle.

Rikkaimmissakin esiintymissä vain kymmenesosa louhitusta kivestä on jatkojalostukseen käyttökelpoista ainesta. 80% uraanimalmin radioaktiivisuudesta jää kaivokselle jätekiviin ja käytettyihin kemikaaleihin keräytyneenä. Radioaktiivinen aines pitäisi eristää muusta ympäristöstä. Kaivostoiminnan haittoja säteilyn lisäksi ovat myös leviävä pöly ja alueen vesistöjen kuormittuminen.

Louhittu malmi rikastetaan yellowcake (”keltainen kakku”) -uraanirikasteeksi. Tuotannossa käsitellään tonneittain kiveä; 40 000 tonnista uraanimalmia saadaan 250 tonnia valmista rikastetta. Yellowcake jatkaa matkaansa kaivokselta väkevöintilaitokseen.

Polttoaineeksi ja sotakäyttöön

Väkevöintilaitoksen tarkoitus on tehdä rikasteesta uraanipitoisempaa, käyttökelpoista ydinpolttoaineen valmistamiseksi. Väkevöintilaitoksissa voidaan rikastaa myös ydinasekelpoista uraania. Samalla syntyy köyhdytettyä uraania, jota voidaan käyttää esimerkiksi ammuksissa. Koska väkevöintilaitoksissa voidaan tuottaa myös ydinasemateriaalia, niiden sijoittuminen eri maihin on poliittinen kysymys. Myös käsittelylaitoksissa syntyy päästöjä ja radioaktiivista jätettä.

Polttoainesauvojen valmistus tapahtuu eri laitoksessa kuin väkevöinti. Varsinaiset  ydinpolttoainesauvat ovat kuin keraamisia pellettejä. Ydinvoimalan reaktorissa sauvojen uraaniytimet halkeavat, mitä kutsutaan fissioksi. Näin syntyy höyryä, joka pyörittää voimalan turbiineja ja muuttuu generaattorissa sähköksi. Toiminnassa syntyy myös säteilyä.

Uraanin jalostus vaatii useita eri käsittelyvaiheita eri laitoksissa ympäri maailmaa. Onkin laskettu, että maailmassa tehdään vuosittain 20 miljoonaa kuljetusta meri-, rauta-, lento- ja maateitse, joissa siirretään uraania kiinteässä tai nesteen muodossa paikasta toiseen.

Päästöjä ja jätteitä eri puolilla maailmaa

Ydinvoimalan päästöt ovat niin kaasumaisia, nestemäisiä kuin kiinteitä. Kaasumaisia päästöjä ei voida varastoida, joten niille on asetettu kansainvälisesti raja-arvoja. Nestemäiset ja kiinteät jätteet täytyy varastoida tai jatkokäsitellä.

Ydinvoimalassa syntyvää matala- ja keskiaktiivista jätettä ovat esimerkiksi voimalan työntekijöiden vaatteet, työkalut ja suodattimet, joiden radioaktiivisuus on matalaa ja lyhytkestoista. 1000 MW:n voimala tuottaa 25 tonnia korkea-aktiivista jätettä vuodessa. Lämpöä ja radioaktiivisuutta pitkään tuottava korkea-aktiivinen jäte vaatii jäädyttämistä ja varastointia.

Reaktorissa ollut uraanipolttoaine on kolmen vuoden käytön jälkeen miljoona kertaa radioaktiivisempaa kuin reaktorin säteilylle altistamaton uraani. Käytetyistä polttoainenipuista saadaan myös plutoniumia MOX-polttoaineeseen, joka tuottaa enemmän radioaktiivisuutta ja lämpöä kuin pelkästä uraanista valmistettu polttoaine. MOX- polttoainetta käytetään Euroopassa 40 ydinvoimalassa. Loppusijoituksen lisäksi käytettyä polttoainetta voidaan jälleenkäsitellä eri mantereilla toimivissa jälleenkäsittelylaitoksissa ja käyttää siten uudelleen.

Jätteiden eristäminen

Suomen säteilyturvakeskuksen mukaan ydinjäte on eristettävä kaikesta elollisesta luonnosta sadoiksi tuhansiksi vuosiksi. Riskinä kaikissa ehdotetuissa ydinpolttoaineen loppusijoitusvaihtoehdoissa on säteily tai jopa jätteen jätteiden valuminen ympäristöön, mikä pitäisi pystyä estämään. Pahimmillaan ydinjätettä on laskettu suoraan vesistöihin, kuten Venäjän Mayakissa.

Kaikissa sijoitusvaihtoehdoissa, myös esimerkiksi Saksan vanhassa suolakaivoksessa, Yhdysvaltojen Yucca-vuoressa ja Suomen Onkalossa, yllättäviä ongelmia voivat aiheuttaa esimerkiksi vesi, mannerlaattojen liikkeet ja sääilmiöt sekä käytössä oleva tekniikka.

Ydinvoimala voi toimia noin 60 vuotta, minkä jälkeen se pitää purkaa. Purkaminen vie kymmeniä vuosia, ja alussa laitos onkin lepotilassa, minä aikana tarkkaillaan esimerkiksi säteilyä. Myös puretuille osille pitäisi löytyä loppusijoituspaikka. Purettujen laitosten osia on myös kierrätetty sekoitettamalla radioaktiivista metallia muuhun metalliin niin, että säteilytaso laskee. Englannissa tätä materiaalia on käytetty esimerkiksi lasten ruokapurkkien kansissa.

Tuotannon ongelmia

Ydinvoimalat sijoitetaan usein rannikolle, jotta reaktoria viilentänyt vesi voidaan laskea mereen. Säätilojen muutokset, hyökyaallot ja maanjäristykset ovat riski kaikille laitoksille. Itämeri on tällä hetkellä maailman radioaktiivisin meri, sillä sen rannoille on sijoitettu useita laitoksia ja myös Iso-Britannian pahamaineinen Sellafield on laskenut päästöjään mereen.

Ydinvoimaloissa voi sattua pieniä ja suuria vahinkoja, joiden vuoksi radioaktiivisuutta pääsee leviämään laajoillekin alueille. Pahimmillaan ydinvoimalan ydin sulaa, mikä on tapahtunut esimerkiksi Tsernobylissä ja Fukushimassa. Tsernobylin onnettomuuden säteilyvaikutuksia on löydetty Etelänavalta asti.

Suomessa keskustellaan usein vain ydinvoimaloiden turvallisuudesta, vaikka tuotantoketjuun kuuluu useita laitoksia eri puolella maailmaa. Myös rikastamot ja muut käsittelylaitokset sekä kuljetukset ovat riski väestölle ja ympäristölle mahdollisten vahinkojen ja materiaalin korkean säteilyn vuoksi. Radioaktiivinen säteily on hajutonta ja mautonta, eikä turvallista säteilymäärän rajaa voida asettaa.

Lähteet:

Ulla Klötzer: Säteilevä tulevaisuus, Osa 1, Atomit rauhan käytössä, 2006.

Energiateollisuus ry: Hyvä tietää uraanista:
► users.abo.fi/tlonnrot/hyvaa-tietaa-uraanista.pdf

Greenpeace:
► www.greenpeace.org/finland/fi/kampanjat/ydinvoima/Ongelmat

Uraani – tappava raaka-aine:
► www.greenkids.de/europas-atomerbe/images/b/b3/NuclearHeritage_Infoflyer_Finnish_Uranium_144dpi.pdf

Lisätietoa kiinnostuneille:

Suomalaisten Onkalo-projektin hankaluuksia pitkällä aikavälillä tuo esiin elokuva Into Eternity:
► www.intoeternitythemovie.com

Uraanin tuotannosta ja sen ongelmista kertoo esim. YouTubesta löytyvä dokumentti: Uranium: Is it a Country?

Lukutoukalle sopivat Ulla Klötzerin Säteilevä tulevaisuus -kirjat: Atomit rauhan käytössä ja Atomit sodassa.