Suomalainen ydinjäte haudataan tänne sadoiksi tuhansiksi vuosiksi – Mutta miten käy, jos kallio halkeaa?

Viiden kilometrin pituinen tie johtaa 430 metrin syvyyteen suomalaisen peruskallion uumeniin. Mitä syvemmälle tie laskeutuu, sitä kosteammaksi ilma käy.

Olemme matkalla Onkaloksi nimettyyn kotimaisen käytetyn ydinjätteen loppusijoituspaikkaan. Se sijaitsee Olkiluodon ydinvoimalan kolmen laitosyksikön naapurissa.

Onkalo on yksi tämän hetken eniten keskustelua herättävistä tunneleista maailmassa yksinkertaisesti siitä syystä, ettei vastaavia ole muualla. Ruotsissa tällaista suunnitellaan, mutta projektille on vasta myönnetty rakentamislupa. Käytetty ydinpolttoaine on toistaiseksi välivarastoituna maailmalla kuivasäiliöihin tai vesialtaisiin.

Onkalon tarkoituksena on tarjota huipputurvallinen säilytyspaikka Olkiluodon ja Loviisan voimaloiden käytetylle ydinpolttoaineelle tuhansiksi vuosiksi eteenpäin. Tunnelin louhimisesta vastaa Teollisuuden voiman ja Fortumin omistama Posiva. Sen tehtävänä on huolehtia käytetyn ydinjätteen loppusijoituksesta.

– Onhan tämä melkoinen projekti siihen verrattuna, että kaikki tähän asti Suomessa syntynyt ydinjäte mahtuisi tiivistettynä yhteen 60 neliön kaksioon, Posivan viestintäpäällikkö Pasi Tuohimaa kertoo auton edetessä pitkää tunnelia maan sisuksiin.

Onkalossa on lähes 10 kilometriä tunneleita

Ennen lähtöä on katsottu video, jossa annetaan tärkeitä pelastautumisohjeita. Jokainen tunnelivieras on puettu turvavarusteisiin kuten huomioliiviin ja kypärään, johon on kiinnitetty tunnistin. Sen avulla käyttäjän sijainti voidaan paikantaa hätätilanteessa. Vyölle on kiinnitetty taskulamppu ja pelastautumispaketti, joka sisältää muun muassa lisähapetusmaskin ja tulipalotilanteisiin tarkoitetun suojahupun. Lisähapen on laskettu kestävän niin kauan, että henkilö ehtii johonkin tunneliin sijoitetuista evakuointikonteista. Niissä pitäisi olla turvallista odottaa pelastajia.

– Tulipalo on tunnistettu turvallisuusriski tunnelissa, koska maan alla on paljon työkoneita, kierroksella mukana oleva hydrogeologi Jani Junnila kertoo.

Onkalon rakennustyöt ovat kestäneet pian kaksikymmentä vuotta. Sinä aikana maan alle on louhittu lähes kymmenen kilometriä tunneleita.

Loppusijoituspaikan esiselvitykset aloitettiin jo 1980-luvulla. Alkuvaiheen selvitysten jälkeen Suomessa tehtiin seuraavalla vuosikymmenellä paikkatutkimuksia. Tarkempia tutkimuksia päädyttiin tekemään paitsi Eurajoen Olkiluodossa myös Äänekosken Kivetyssä, Kuhmon Romuvaarassa ja Loviisan Hästholmenissa.

Vuonna 1994 ydinenergialakia uudistettiin. Samassa yhteydessä tehtiin päätös, että Suomessa syntyvä käytetty ydinpolttoaine pitää käsitellä, varastoida ja loppusijoittaa Suomessa. Loppuvaiheessa valinta tehtiin Loviisan ja Olkiluodon välillä. Onkalon rakentaminen alkoi vuonna 2004.

Sähkön riittävyys huolettaa

Vuosi 1994 oli suomalaisessa ydinjätelainsäädännössä merkittävä myös toisesta syystä. Sitä ennen Imatran Voima kuljetti käyttämänsä ydinpolttoaineen Venäjälle. Vuonna 1994 tehty lakimuutos kielsi ydinjätteen tuonnin ja viennin. Sen takia Suomeen ei saa sijoittaa käytettyä ydinpolttoainetta ulkomailta.

Tällä hetkellä käytetty ydinpolttoaine on peräisin kahdesta, piakkoin kolmesta Olkiluodossa toimivasta ydinvoimalasta. Olkiluoto 3:n käyttöönottoa on odotettu malttamattomasti, sillä kallis sähkö piinaa suomalaisia kotitalouksia. Sähkön riittävyydestäkään ei voi olla varma.

Olkiluodon alue tuottaa tällä hetkellä viidenneksen Suomen sähköstä. Kun kolmoslaitos on käytössä, tuotanto kasvaa noin kolmannekseen.

Ydinpolttoaineen loppusijoitus ei ole aivan yksinkertaista, sillä ydinjäte käy läpi monta vaihetta ennen päätymistä kiven sisään.

Ensin ydinjäte siirretään reaktorista vesialtaaseen ja jonkin ajan kuluttua erilliseen siirtoastiaan. Sieltä jäte siirretään jäähtymään välivarastona toimivaan vesialtaaseen.

– Kaikki se tapahtuu siis veden alla. Lopulta, neljäkymmentä vuotta jäähdyttyään, jäte saapuu saman siirtotankin sisällä kapselointilaitokseen, jossa se otetaan ensimmäisen kerran pois vedestä reaktorin paineastian jälkeen. Jäte kuivataan ja siirretään loppusijoituskapseliin, Junnila selvittää.

Kahdeksanmetrinen kapseli matkaa maan pinnalla sijaitsevasta kapselointirakennuksesta 450 metriä kuilua pitkin pystysuoraan kallion sisään. Tunnelissa olevasta varastointitilasta säteilysuojattu kapseli noudetaan erikoisvalmisteisella siirtoajoneuvolla loppusijoituspaikkaansa, 350 metrin pituiseen tunneliin. Siirtoajoneuvo painaa 90 tonnia, mutta kapselin ollessa kyydissä jopa 120 tonnia.

Loppusijoitustunnelin lattiaan on porattu halkaisijaltaan 1,75 metrin kokoiset loppusijoitusreiät, joihin kapselit upotetaan. Kun kaikki reiät on täytetty, tunneli täytetään ja sen suulle asennetaan betoninen tulppa. Sen jälkeen loppu- sijoitusprosessi on valmis.

Ydinjätekapselit erotetaan toisistaan bentoniitillä

Onkaloon on tähän mennessä louhittu viisi tunnelia, joista yhteen mahtuu kerrallaan 30–35 kapselia. Seuraavien sadan vuoden aikana tunneleihin on tarkoitus sijoittaa kaikkiaan 3 300 ydinjätekapselia.

– Tahdista tulee sellainen, että sijoitamme yhden kapselin viikossa. Yhden tunnelin täyttäminen vie sillä tahdilla noin vuoden, Junnila kertoo.

Ydinjätekapseleita ei sijoiteta vieri viereen. Niitä erottaa paitsi kallio, myös materiaali nimeltä bentoniitti. Se on savea, joka vettyneenä paisuu ja tiivistyy. Bentoniitin paisumisreaktio estää kosteuden pääsyn kapseliin.

Tuolla ”puskurivyöhykkeellä” on tärkeä merkitys: kallion liikkeet voivat vuosituhansien saatossa aiheuttaa puristusta kapseliin, jolloin puskurivyöhykkeen tehtävänä on täyttää kallion ja kapselin välinen tyhjä tila ja suojella näin kapselia kallion liikkeiltä. Lisäksi puskuri hidastaa radioaktiivisen aineen vapautumista, jos kapseli sattuisi rikkoutumaan.

Halkeamisriski kartoitettiin ennakkoon

Onkalon kaltaisen geologisen loppusijoituksen on katsottu olevan paras ja turvallisin vaihtoehto käytetylle ydinpolttoaineelle, mutta aivan ongelmaton ei sekään ole.

Entä jos kallio halkeaa?

Pasi Tuohimaa kertoo, että jo tunnelin paikkaa valittaessa selvitettiin, ovatko kallioperän lohkot riittävät ehjiä.

– Emme tietenkään halunneet paikkaa, jossa on halkeamisriski. Kyseessä on lähes kaksi miljardia vuotta vanha kallio, joka on kokenut monet jääkaudet ja liikkunut vain niin sanotuista ruhjevyöhykkeistä. Ruhjealueille ei tehdä loppusijoitusreikiä. Säteilymielessä riskiä ei ole, mutta raskasmetalliksi muuttuva polttoaine on myrkkyä, joka pitää eristää elävästä luonnosta, Tuohimaa selvittää.

Joku saattaa miettiä, onko mahdollista, että säteilyä pääsee maan pinnalle. Tuohimaan mukaan se on mahdotonta, vaikka loppusijoituskapseli hajoaisi.

– Jonkinlainen riski on olemassa, jos kapseli hajoaisi ja sen sisään pääsisi virtaavaa vettä. Vaikka niin kävisi, pilaantunut vesi liikkuisi kalliossa hyvin hitaasti ja valuisi alaspäin, Tuohimaa sanoo.

Loppusijoittaminen on tarkoitus aloittaa 2020-luvun puolivälissä

Säteilyturvakeskus STUK on visioinut riskitilannetta kaukana tulevaisuudessa, seuraavan jääkauden jälkeen. Jos tuolloin joku ryhtyisi viljelemään maata tunnelin yläpuolella, ottaisi porakaivosta vettä, söisi viljelemäänsä ruokaa ja asuisi koko elämänsä tunnelin päällä, hänenkin riskinsä saada ylimääräistä säteilyä olisi varsin pieni.

Onkalossa aloitettiin vuonna 2018 niin sanottu täyden mittakaavan koe, jolla pyritään selvittämään kapseleiden kestävyyttä ja vaikutusta ympäröivään saveen ja kallioon. Kokeessa yhteen loppusijoitustunneliin on upotettu kaksi kapselia, joiden sisällä on lämmitin.

– Lämmittimen tehtävänä on jäljitellä käytetyn ydinjätteen tuottamaa lämpöä, joka on hieman alle 100 astetta. Kokeessa voimme nostaa lämpötilaa vielä suuremmaksi, jolloin näemme, miten kapseli reagoi, hydrogeologi Junnila kertoo.

Vuonna 2023 alkaa seuraavaa koe, jolla on vielä suurempi merkitys. Kyseessä on niin sanottu yhteistoimintakoe, jolla Posiva pyrkii osoittamaan, että sillä on kyky toteuttaa loppusijoitusprosessi käytännössä.

Virallisesti loppusijoittaminen on määrä aloittaa 2020-luvun puolivälissä. Tarkkaa aikataulua ei vielä ole.

Muun muassa Onkalon käyttölupahakemus jätettiin vuoden 2021 lopussa. Säteilyturvakeskus on arvioinut sen käsittelyn kestävän ainakin pari vuotta.

Vesi ja kosteus riskejä ydinjätteen sijoittamisessa

Onkalon syvyyksissä lämpötila on noin 14 astetta. Viileä kosteus tuntuu luissa ja ytimissä. Hengitysilma tuntuu yllättävän raikkaalta siihen nähden, kuinka syvällä maan sisällä ollaan.

Junnila on erikoistunut tutkimaan veden liikkeitä kallioperässä. Tunnelissa hän haluaa kiinnittää vierailijoiden huomion kallioperästä tihkuvaan kosteuteen.

– Ennen Onkalon rakentamistöiden alkamista kallioon porattiin yhteensä 58 syväkairareikää. Niiden avulla tutkitaan muun muassa pohjaveden liikettä kallioperässä ja kallioperän geologisia piirteitä. Olemme testanneet paljon muun muassa sitä, kuinka lähelle toisiaan loppusijoitusreikiä voidaan sijoittaa, jotta kapselien aiheuttaman lämmön vaikutusta kallioon voidaan arvioida.

Vesi ja kosteus ovat ydinjätteen sijoittamisen kannalta riskejä, sillä ne voivat lyhentää kapselien elinikää. Sen takia mahdollisia vuotoja seurataan Onkalossa jatkuvasti.

– Loppusijoitustunnelissa vuoto ei saa ylittää 250 millilitraa minuutissa kahden metrin matkalla. Onkaloon kokonaisuudessaan vuotavan pohjaveden määrä on 30–35 litraa minuutissa. Vastaavissa kaivoshankkeissa määrä voi olla huomattavasti suurempi, jopa satoja litroja, Junnila selvittää.

Onkalo on paikoin varsin kurainen. Joissakin kohdissa vesi on värjätty merkkiaineella vihreäksi. Väri kertoo geologeille, että kyse ei ole kallioperästä luonnollisesti tihkuvasta vedestä vaan ulkopuolisesta, esimerkiksi rakennustöissä käytettävästä vedestä.

Veden liikettä ”itkevässä” kalliossa pyritään hallitsemaan ruiskuttamalla koloihin injektointimassaa. Siten pyritään tukkimaan rakoja, joista vesi pääsisi virtaamaan tunneliin.

Tunneleita louhii tietokoneohjattava apulainen

Vierailu Onkalossa on edennyt mielenkiintoisimpaan vaiheeseen. Silmien edessä on yksi viidestä loppusijoitustunnelista. Tämän tunnelin päässä ei näy valoa.

Näkymä on kaikessa karuudessaan vaikuttava: Tunneli näyttää johtavan loputtoman kauas, koska se päättyy pimeyteen. Kovin pitkälle tunneliin ei tee mieli kävellä.

Paikan päällä vierailija ei voi olla miettimättä, millä ihmeellä ydinjätteen loppusijoitustunnelit on peruskallioon louhittu. Sitä varten on kehitetty täysin oma tietoneohjattu laite, joka on valmistettu Suomessa. Mitoiltaan kyseessä on melkoinen jättiläinen: sen pituus on 15,5 metriä, korkeus 3,5 metriä ja leveys 2,5 metriä. Noin 30-tonninen laite on mitoitettu niin, että se mahtuu kulkemaan tunneleissa.

Seuraavan kerran Olkiluodossa louhitaan tunneleita vuonna 2035. Silloin tiedetään jo paljon enemmän siitä, miten ydinjätteen kapselointi ja loppusijoittaminen on onnistunut.