YJH-yhteenveto2014

Olkiluodon ja Loviisan
voimalaitosten ydinjätehuolto
Yhteenveto vuoden 2014 toiminnasta
dd 1
Tiivistelmä
Tässä raportissa esitetään ydinenergia-asetuksen mukainen
selvitys ydinjätehuoltovelvollisten, Teollisuuden Voima Oyj:n
(TVO) ja Fortum Power and Heat Oy:n (Fortum) ydinjätehuollon toimenpiteistä vuonna 2014.
Syksyllä 2012 valmistuneessa YJH-2012-ohjelmassa
kuvataan ydinjätteiden loppusijoituksen sekä voimalaitosten
käytöstäpoiston tutkimus-, kehitys- ja suunnittelutyön nykytilaa ja tarkempia suunnitelmia vuosille 2013–2015. Vuonna
2014 käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen valmistelu
eteni pääosin YJH-ohjelman mukaisesti. Voimalaitosjätteiden
loppusijoitus on ollut toiminnassa Eurajoen Olkiluodossa ja
Loviisan Hästholmenilla 1990-luvulta lähtien. Ydinjätehuoltovelvollisten toimenpiteet painottuvat käytetyn polttoaineen
loppusijoittamiseen Olkiluodossa ja niiden yhteisesti omistaman Posiva Oy:n (Posiva) toimintaan.
Posiva jätti rakentamislupahakemuksen työ- ja elinkeinoministeriölle (TEM) vuoden 2012 lopussa. Hakemuksen
jättämisen yhteydessä Säteilyturvakeskukselle (STUK) toimitettiin ydinenergia-asetuksen sekä valtioneuvoston asetuksen
ja STUKin YVL-ohjeiston rakentamislupavaiheessa edellyttämät selvitykset. Vuoden 2014 aikana STUKille toimitettua
aineistoa on täydennetty Posivan oman kehitystyön ja STUKin
antaman palautteen perusteella.
ONKALOn suunnittelutyöt keskittyivät vuonna 2014
pitkälti rakennustöiden toteutussuunnitteluun. Vuoden alussa
aloitettiin pitkään valmistellut tuloilma- ja henkilökuilujen
nousuporaustyöt ja ne valmistuivat kesällä. Nousuporausten
jälkeen aloitettiin DOPAS-POPLU-päätytulppatestiin liittyvät louhinnat ja ne olivat lähes valmiit vuoden 2014 lopulla.
Olkiluodon tutkimusalueella jatkettiin pääasiassa itäiselle
alueelle keskittyvien uusimpien kairareikien tutkimuksia. Pintaveden suotautumista pohjavedeksi koskevan kenttäkokeen
(INEX) toinen vaihe aloitettiin kesäkuussa 2014. ONKALOs-
sa tehdyt tutkimukset kohdistuivat muun muassa kallion mekaanisiin, sähköisiin ja termisiin ominaisuuksiin, pohjaveden
virtauksiin eri mittakaavoissa, sulfaatin pelkistymiseen sekä
kallion kulkeutumisominaisuuksiin. Kallion soveltuvuusluokittelua kuvaavan ja ohjeistavan menettelyohjeen (ns. RSCkäsikirjan) kirjoitustyötä jatkettiin ja ensimmäinen hyväksytty
versio ohjeesta valmistui vuoden 2014 lopussa.
Kapselien suunnittelussa tehtiin vuoden 2014 aikana
kapselin kuparivaipan sulkemismenetelmien vertailu ja käytettävän menetelmän valinta. Käytettäväksi menetelmäksi
valittiin kitkatappihitsaus (FSW). Lisäksi jatkettiin sisäkannen
tiivisteratkaisujen kehittämistä. Kuparikapselin valmistuksen
kehitystä jatkettiin yhteistyössä Ruotsin Svensk Kärnbränslehantering AB:n (SKB) kanssa. Kapselin hankintaprojektissa
kartoitettiin vuoden aikana kapselin hankintaketjun vaihtoehtoja, erityisesti kapselin kokoonpanoa eli sisäosan asentamista
kuparivaipan sisään.
Puskurin rakennesuunnitelman laatimista jatkettiin vuoden
2014 aikana. Puskurin ja täytön vuorovaikutuksen tutkimista
varten suunniteltiin laboratoriolaite ja sen valmistus aloitettiin.
Täyden mittakaavan loppusijoituskokeen (FISST, Full-scale
In-situ System Test) esisuunnittelu alkoi. Vuoden aikana tutkittiin myös mm. puskurin paisuntapaineiden kehittymistä,
laimean veden aiheuttamaa puskurimateriaalin eroosiota sekä
puskurin mekaanista käyttäytymistä kalliosiirrostapauksessa.
Täytön komponenttikohtaiset asennuskokeet aloitettiin tekemällä lattiantasauskerroksen kokeet maan pinnalla. Vuoden
aikana rakennettiin laboratoriokoelaitteistot täyttökonseptin
alkutilan tutkimusta varten ja jatkettiin tutkimuksia alkuvaiheen kosteuden jakautumisesta pellettikerroksessa. Vuonna
2012 käynnistetty projekti loppusijoitustunnelin päätytulpan
toteuttamiseksi komponenttikohtaisena testinä (POPLU) jatkui vuonna 2014. Vuonna 2013 aloitettua puskuri- ja täyttö-
RAKENTAMISLUPAHAKEMUS
Olkiluodon kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen
rakentamiseksi käytetyn ydinpolttoaineen
loppusijoitusta varten
YJH-2012
Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosten
ydinjätehuollon ohjelma vuosille 2013–2015
Olkiluodon ja Loviisan
voimalaitosten ydinjätehuolto
Posiva Oy
Yhteenveto vuoden 2014 toiminnasta
Ydinjätehuollon toimintakertomus, YJH-2012-ohjelma ja rakentamislupahakemus löytyvät Posivan internet-sivustolta.
3
6.3.2014 10:29:47
Tutkimustilan 3 litologinen malli, kuparikapselin kuumamuokkausta ja täytön toimintakyvyn selvittämisessä käytettävä koelaite.
lohkojen hankintatapaselvitystä jatkettiin.
Olkiluodon monitorointiohjelmaan kuuluvien kalliomekaanisen, hydrologisen, hydrogeokemiallisen, pintaympäristön ja vieraiden aineiden monitoroinnin osalta työ jatkui
edellisten vuosien tapaan pääosin suunnitelmien mukaisesti.
Teknisten vapautumisesteiden monitoroinnin suunnittelu on
nostettu omaksi kohdakseen Posivan laatimissa tarkemmissa suunnitelmissa ja aihetta varten perustettiin vuonna 2014
työryhmä.
Turvallisuusperustelutyön ensisijainen tavoite vuonna
2014 oli rakentamislupahakemuksen osana toimitettuun turvallisuusperusteluun liittyviin STUKin lisäselvityspyyntöihin
vastaaminen. Lisäselvitysvastausten ohella käynnistettiin
käyttölupahakemuksen tueksi tähtäävän turvallisuusperustelukokonaisuuden (TURVA-2020) valmistelu mm. projektisuunnitelman laatimisella.
Posiva on jatkanut yhdessä SKB:n kanssa vaakasijoitusratkaisun kehitystyötä. Bentoniittipuskurin toimintaa jäljitteleviä
Big Bertha -kokeita käsittelevä raportti valmistui vuoden 2014
aikana ja seuraavat kokeet aloitettiin. Olkiluodon turvallisuusperustelun ensimmäisen vaiheen kokoaminen aloitettiin
vuonna 2014. Bentoniittipuskurin ja suojasylinterimateriaaliksi valitun titaanin pitkäaikaisvuorovaikutuksia koskevaa
tutkimusta jatkettiin.
Kapselointilaitoksen laitossuunnitelmiin ei vuoden 2014
aikana tehty muita merkittäviä muutoksia, kuin kapselin hitsausmenetelmän muuttaminen kitkatappihitsaukseksi (FSW).
Päivitetyt pääpiirustukset toimitettiin viranomaiselle. Kapselointilaitoksen järjestelmien prototyyppien toteutus edistyi.
Nostinlaiterakennuksen II-vaiheen toteutussuunnittelu viimeisteltiin ja rakennustyöt päästiin aloittamaan vuonna 2014.
4
Kapselointilaitoksen toteutussuunnittelu alkoi kahdeksalle
kapselointilaitoksen mekaaniselle järjestelmälle konseptitarkasteluna. Kapselointilaitoksen arkkitehti-, rakennus- ja
talotekninen suunnittelu aloitettiin syksyllä. Loppusijoituslaitosprojektista laadittiin päivitetty projektisuunnitelma. Loppusijoituslaitoksen teknisten vaatimusmäärittelyjen tuottaminen
oli käynnissä olevan toteutussuunnittelun tärkeimpiä tehtäviä.
Asennus- ja siirtotekniikoiden suunnittelu ja toteutus edistyi vuoden 2014 aikana. Kapselihissiin liittyvää kehitystyötä
jatkettiin. Kapselin siirto- ja asennuslaitteen prototyyppi valmistui vuoden alkupuolella ja laitteen testaus alkoi ONKALOn
alueelle maanpinnalle rakennetussa uudessa testaushallissa.
Testaushallissa käynnistyivät myös puskurilohkojen asennuksessa käytettävän asennuslaitteen ja lohkojen siirtolaitteen testaukset. Lisäksi täytön asennuslaitteen prototyypin valmistus
oli käynnissä vuonna 2014.
Posivan ydinsulkuvalvontakäsikirjassa kuvataan ONKALOn rakentamisen aikainen ydinsulkuvalvontatoiminta. Käsikirjaa täydennetään tarpeen mukaan kattamaan ydinlaitosten
rakentamisen aikana tarvittava valvonta. Vuonna 2014 STUKille ja Euroopan komissiolle toimitettiin kapselointilaitoksen
ja loppusijoituslaitoksen teknisten perustietojen päivitykset
sekä ONKALOn rakentamista ja loppusijoitustoimintaan
valmistautumista kuvaava toimintaohjelma.
Olkiluodon ja Loviisan voimalaitosjätteiden osalta jatkettiin vakiintuneita käytännön toimenpiteitä sekä tutkimus- että
seurantahankkeita. Olkiluodon voimalaitosten modernisointien yhteydessä käytöstäpoistettuja komponentteja on käsitelty
Ruotsissa Studsvikissa vuodesta 2010 alkaen. Vuoden 2012
lopussa käsiteltäväksi lähetettyjen metallikomponenttien,
käytöstäpoistettujen matala- ja korkeapaineturbiinien sekä
Kapselin siirtovaunun prototyyppi ja testirata, puskurilohkojen asennuslaitteen prototyyppi sekä täytön asennuslaitteen
prototyyppi.
lämmönvaihtimien osien käsittely saatiin valmiiksi ja jäte palautettiin Olkiluotoon vuoden 2014 aikana. Olkiluodon VLJluolan kalliotilojen käytönaikainen seuranta jatkui tutkimus- ja
seurantaohjelman mukaisesti. Matala-aktiivisen huoltojätteen
mikrobiologista hajoamista loppusijoitusolosuhteissa tutkitaan
kaasunkehityskokeessa, johon liittyen mm. kartoitettiin mikrobiyhteisöjä ja jatkettiin kokeen mallinnustyötä. Vuonna 2011
TVO haki muutosta VLJ-luolan käyttölupaehtoihin, jotta mm.
OL3-laitosyksikön voimalaitosjätteiden ja STUKin hallinnassa olevien radioaktiivisten jätteiden loppusijoitus VLJ-luolaan
sallittaisiin. Käyttölupaehtojen muutos hyväksyttiin työ- ja
elinkeinoministeriössä 2012 ja STUKin pienjätteen loppusijoitus käynnistettiin 2014. Olkiluodon ydinvoimalaitoksen
käytöstäpoiston suunnitelma päivitettiin 2014.
Myös Loviisan voimalaitosjätteen loppusijoitustilan käytönaikaisia tutkimuksia jatkettiin vuonna 2014 seurantaohjelman mukaisesti. Loppusijoituslaitoksen käyttölupaehtojen
mukaisesti toimitettiin vuonna 2013 STUKille loppusijoituslaitoksen ensimmäinen määräaikainen turvallisuusarvio,
jonka STUK hyväksyi vuoden 2014 joulukuussa. Puolimittakaavaisiin loppusijoitusastioihin vuonna 1987 kiinteytetyn
aktiivisen ioninvaihtohartsin säilytyskoe jatkui vuonna 2014.
Loviisan voimalaitosjätteen pitkäaikaisturvallisuusperustelun
seuraava päivitys valmistuu vuoden 2018 loppuun mennessä.
Päivitystä varten on muodostettu turvallisuusperusteluprojekti
vuonna 2014. Vuoden aikana päivitettiin myös projektisuunnitelma käytöstäpoistosuunnitelman päivittämiseksi vuoden
2018 loppuun mennessä.
Studsvikista palautettuja jätemetallikokilleja, betonin pitkäaikaiskokeen näyteharkkoja sekä Loviisan voimalaitoksen kiinteytetyn jätteen loppusijoitustila.
5
Sisällysluettelo
TIIVISTELMÄ
JOHDANTO ..................................................................................................................................................... 8
Ydinjätehuollon vastuut ja velvollisuudet ............................................................................................. 8
Ydinjätehuollon aikataulut .................................................................................................................... 9
Nykytilanne käytetyn polttoaineen varastoinnissa ................................................................................ 9
Varautuminen ydinjätehuollon kustannuksiin ..................................................................................... 10
Eurooppalainen yhteistyö .................................................................................................................... 10
ONKALO........................................................................................................................................................ 11
KÄYTETYN YDINPOLTTOAINEEN LOPPUSIJOITUKSEN
TUTKIMUS- JA KEHITYSTYÖ ................................................................................................................... 12
Käytetyn ydinpolttoaineen tutkimukset ............................................................................................... 12
Loppusijoituspaikan ominaisuudet ...................................................................................................... 12
Kenttätutkimukset .......................................................................................................................... 13
ONKALOssa tehdyt tutkimukset ................................................................................................... 14
Mallinnus ....................................................................................................................................... 17
Kallioluokittelu .............................................................................................................................. 20
Teknisten vapautumisesteiden tutkimus, kehitys ja testaus ................................................................. 20
Kapseli ........................................................................................................................................... 20
Puskuri ........................................................................................................................................... 24
Tunnelien täyttö ja päätytulppa ...................................................................................................... 24
Tilojen sulkeminen ......................................................................................................................... 25
Monitorointiohjelma ............................................................................................................................ 26
Kalliomekaniikka ........................................................................................................................... 26
Hydrologia ja hydrogeologia ......................................................................................................... 26
Hydrogeokemia .............................................................................................................................. 28
Pintaympäristö ............................................................................................................................... 28
Vieraat aineet ................................................................................................................................. 28
Tekniset vapautumisesteet ............................................................................................................. 29
Turvallisuusperustelun pääkohdat ja tuotantoprosessi ........................................................................ 29
Kapselointilaitoksen ydinjätehuolto .................................................................................................... 31
Vaakasijoitusratkaisun kehitys............................................................................................................. 32
KÄYTETYN YDINPOLTTOAINEEN LOPPUSIJOITUKSEN
SUUNNITTELU JA TOTEUTUS .................................................................................................................. 35
Kaavoitus ja aluetyöt .......................................................................................................................... 35
6
Kapselointi- ja loppusijoituslaitosten suunnittelu, toteutus ja käyttö .................................................. 35
Laitossuunnittelu ............................................................................................................................ 36
Laitosten toteutussuunnittelu ja toteutus........................................................................................ 36
Rakennusmenetelmien kehittäminen ............................................................................................. 37
Asennus- ja siirtotekniikat ............................................................................................................. 38
Käytetyn ydinpolttoaineen kuljetukset .......................................................................................... 40
Laatu ja turvallisuus............................................................................................................................. 40
Laadun ja toiminnan kehittäminen................................................................................................. 40
Ympäristö ja työturvallisuus .......................................................................................................... 40
Ydin- ja säteilyturvallisuus ............................................................................................................ 40
Turva- ja valmiusjärjestelyt ........................................................................................................... 41
Ydinmateriaali- ja ydinsulkuvalvonta ............................................................................................ 41
Lupien hakeminen.......................................................................................................................... 42
Tiedonhallinta ................................................................................................................................ 42
OLKILUODON VOIMALAITOKSEN VOIMALAITOSJÄTTEIDEN
HUOLTO JA KÄYTÖSTÄPOISTO ............................................................................................................... 44
Voimalaitosjätehuolto Olkiluodossa .................................................................................................... 44
Toimintaperiaate ............................................................................................................................ 44
Nykytilanne varastoinnissa ja loppusijoituksessa .......................................................................... 45
VLJ-luolan käytönaikaiset tutkimukset ......................................................................................... 45
Voimalaitos- ja käytöstäpoistojätteisiin liittyvät tutkimukset ........................................................ 48
Voimalaitosjätteen loppusijoituksen turvallisuusselvitykset.......................................................... 51
Olkiluodon voimalaitoksen käytöstäpoisto ......................................................................................... 51
LOVIISAN VOIMALAITOKSEN VOIMALAITOSJÄTTEIDEN
HUOLTO JA KÄYTÖSTÄPOISTO ............................................................................................................... 52
Voimalaitosjätehuolto Loviisassa ........................................................................................................ 52
Toimintaperiaate ............................................................................................................................ 52
Loppusijoitustila ............................................................................................................................ 52
Loppusijoituslaitoksen määräaikainen turvallisuusarvio ............................................................... 53
Kiinteytysmenetelmien ja -astioiden tutkimukset.......................................................................... 54
Loppusijoitustilan käytönaikaiset tutkimukset .............................................................................. 54
Voimalaitosjätteen loppusijoituksen turvallisuusselvitykset.......................................................... 55
Loviisan ydinvoimalaitoksen käytöstäpoisto....................................................................................... 55
RAPORTTILUETTELO ................................................................................................................................. 57
7
Johdanto
Ydinjätehuollon vastuut ja
velvollisuudet
Suomessa ydinenergiaa sähköntuotantoon käyttävien yhtiöiden, Teollisuuden
Voima Oyj:n (jäljempänä TVO) ja Fortum Power and Heat Oy:n (jäljempänä
Fortum) on ydinenergialain mukaisesti
huolehdittava omistamiensa Olkiluodon
ja Loviisan ydinvoimaloiden ydinjätteiden huoltoon kuuluvista toimenpiteistä
sekä vastattava niiden kustannuksista.
Työ- ja elinkeinoministeriö (TEM)
päättää periaatteista, joita ydinjätehuollossa on noudatettava. Nämä periaatteet
ovat lähtökohtana sekä ydinjätehuollon
käytännön toteutuksessa että tulevia
toimenpiteitä koskevassa tutkimus-,
kehitys- ja suunnittelutyössä. Periaatteet on esitetty ministeriön päätöksissä
19.3.1991 (KTM), 26.9.1995 (KTM),
23.10.2003 (KTM) ja viimeiseksi Olkiluoto 3 -yksikön ydinjätehuoltojärjestelyistä 9.12.2011 (TEM).
TVO ja Fortum huolehtivat matala- ja
keskiaktiivisten voimalaitosjätteiden loppusijoituksesta sekä voimalaitosten käytöstäpoistoon ja käytetyn polttoaineen välivarastointiin liittyvistä toimenpiteistä.
Käytetyn polttoaineen loppusijoituksen
tutkimus-, kehitys- ja suunnittelutyöstä
sekä kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamisesta ja käytöstä huolehtii
TVO:n ja Fortumin yhdessä omistama
Posiva Oy (jäljempänä Posiva).
Posiva huolehtii omistajiensa puolesta vuosittain tehtävän Olkiluodon ja
Loviisan ydinvoimaloiden ydinjätehuollon toimintakertomuksen laatimisesta.
Käsillä on vuoden 2014 toimintaker-
Teollisuuden Voima Oyj:llä on Eurajoen Olkiluodossa
kaksi kiehutusvesireaktoria. Olkiluoto 1 (OL1) kytkettiin
valtakunnan verkkoon ensimmäisen kerran syyskuussa
1978 ja Olkiluoto 2 (OL2) helmikuussa 1980. Vuonna 2014
OL1:n käyttökerroin oli 94,5 % ja OL2:n 97,4 %. OL1- ja
OL2-laitosyksiköiden sekä matala-aktiivisen jätteen välivaraston (MAJ-varasto), keskiaktiivisen jätteen välivaraston
(KAJ-varasto) ja käytetyn polttoaineen välivaraston (KPAvarasto) käyttöluvat ovat voimassa vuoden 2018 loppuun.
Olkiluodon voimalaitosjätteiden loppusijoitustilan (VLJluola) käyttölupa on voimassa vuoden 2051 loppuun asti.
Olkiluotoon on rakenteilla myös TVO:n kolmas ydinvoimalaitosyksikkö Olkiluoto 3 (OL3). Uuden laitoshankkeen
Olkiluoto 4 (OL4) periaatepäätökselle haettiin jatkoaikaa,
mitä hallitus ei puoltanut syksyllä 2014.
Toimintavuonna 2014 OL2:llä toteutettiin lyhyt polttoaineenvaihtoseisokki. OL1:lla suoritettiin
vastaavasti huoltoseisokki, jossa toteutettiin mm. pienjännitekojeistojen vaihto,
apusyöttövesijärjestelmän putkistomuutokset ja omakäyttömuuntajan uusinta.
Fortum Power and Heat Oy:n Loviisan
voimalaitoksella on kaksi painevesireaktoria, kumpikin nimellisteholtaan 496 MWe
(netto). Loviisa 1:n (LO1) kaupallinen
käyttö alkoi toukokuussa 1977 ja Loviisa
2:n (LO2) tammikuussa 1981. Vuonna
8
tomus, joka sisältää ydinenergialain ja
-asetuksen mukaisen selvityksen kyseisten voimayhtiöiden ydinjätehuollon tilanteesta ja toimenpiteistä vuonna 2014.
Toimintakertomuksen lisäksi Posiva
huolehtii kolmen vuoden välein laadittavan ydinjätehuollon kokonaisohjelman
tekemisestä. Ydinjätehuollon tutkimus-,
kehitys- ja suunnittelutyötä linjaavassa
YJH-2012-ohjelmassa kuvataan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen
nykytila ja suunnitelmat vuosille 2013–
2018. Lisäksi ohjelmassa kuvataan
nykytila ja tulevaisuuden suunnitelmat
TVO:n ja Fortumin vastuulla olevien
käytetyn polttoaineen varastoinnin, voimalaitosjätteen käsittelyn sekä käytöstäpoiston osalta. Seuraava ydinjätehuollon
kokonaisohjelma vuosille 2016–2021
laaditaan vuonna 2015.
2014 LO1:n käyttökerroin oli 92,5 % ja LO2:n 89,3 %.
Vuonna 2014 Loviisan ykkösyksikölle tehtiin niin sanottu
lyhyt vuosihuolto, jolloin ei suoriteta laajoja muutos- ja
korjaustöitä. Kakkosyksikölle suoritettiin laaja neljän vuoden välein tehtävä vuosihuolto. Vuosihuoltojen yhteydessä
molempien laitosyksiköiden polttoaineesta vaihdettiin noin
neljäsosa.
Laitosyksiköiden LO1 ja LO2 sekä niiden ydinpolttoaine- ja
ydinjätehuoltoon liittyvien laitosten käyttöluvat ovat voimassa LO1:n käyttämiseksi vuoden 2027 ja LO2:n vuoden
2030 loppuun saakka. Voimalaitosjätteiden loppusijoitustilan (VLJ-luola) osalta käyttölupa on voimassa vuoden
2055 loppuun asti. Vuoden 2014 aikana käynnistettiin
projekti Loviisan voimalaitoksen matala- ja keskiaktiivisen
voimalaitos- ja purkujätteen loppusijoituksen turvallisuusperustelun päivittämiseksi.
Ydinjätehuollon aikataulut
Olkiluodon ja Loviisan laitosten käytetty polttoaine valmistaudutaan loppusijoittamaan Suomen kallioperään.
Joulukuussa 2000 valtioneuvosto teki
periaatepäätöksen Posivan hakemuksesta käytetyn polttoaineen loppusijoituksesta Eurajoen Olkiluotoon. Eduskunta
vahvisti päätöksen toukokuussa 2001.
Päätöksessään 23.10.2003 ministeriö asetti käytetyn polttoaineen loppusijoituksen valmistelujen aikataulun siten,
että kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamislupaa varten tarvittavat
lopulliset selvitykset ja suunnitelmat oli
varauduttava esittämään vuoden 2012
loppuun mennessä. Posiva jätti vuoden
2012 lopussa kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen rakentamislupahakemuksen valtioneuvostolle. Luvan käsittely
valtioneuvostossa jatkui vuonna 2014
ja päätöstä lupahakemuksesta odotetaan
vuoden 2015 aikana. Tavoitteena on
aloittaa käytetyn polttoaineen loppusijoitus 2020-luvun alkupuolella. Tätä
ennen käytettyä polttoainetta varastoi-
daan väliaikaisesti voimalaitosalueilla.
Suomen viidennestä ydinvoimalaitosyksiköstä (OL3) tehtiin periaatepäätös
vuonna 2002. Samassa yhteydessä tehtiin periaatepäätös käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituslaitoksen rakentamisesta laajennettuna siten, että myös
OL3-laitosyksikön käytetty polttoaine
voidaan sijoittaa Olkiluotoon. OL3laitosyksikön jätehuoltovelvoite alkaa
vasta laitoksen käynnistyttyä. Sama
koskee myös vuonna 2010 tehtyä periaatepäätöstä TVO:n OL4-laitosyksiköstä.
Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen valmistelu eteni vuonna 2014
pääosin YJH-2012-ohjelmassa kuvatun
suunnitelman mukaisesti. Kuvassa 1 on
esitetty Olkiluodon ja Loviisan ydinvoimalaitosten ydinjätehuollon kokonaisaikataulu.
Nykytilanne käytetyn polttoaineen varastoinnissa
Olkiluodon ydinvoimalan käytettyä
polttoainetta varastoidaan väliaikaisesti
sekä voimalaitosyksiköillä että voima-
laitosalueella olevassa KPA-varastossa.
Varastoon mahtuu tällä hetkellä OL1- ja
OL2-laitosyksiköiden noin 30 vuoden
toiminnasta kertyvä polttoainemäärä.
KPA-varaston laajennusprojekti
aloitettiin vuonna 2009 ja laajennus
otettiin käyttöön vuoden 2014 lopussa. Laajennuksessa rakennettiin kolme
allasta. OL1- ja OL2-laitosyksiköille
tarvitaan uusi allas käyttöön vuonna
2015, OL3-yksikölle ensimmäisen altaan käyttötarve on 2020-luvulla. Laajennusprojekti toteutettiin ydinlaitoksen
rakenteellisena muutostyönä. Kapasiteetin korottamislupahakemus toimitettiin STUKiin vuonna 2014. Päätöstä
korottamislupahakemukseen odotetaan
vuonna 2015. Korottamislupahakemus
sisältää OL1-, OL2- ja OL3-yksiköiden
tulevat tarpeet.
Toimintavuonna 2014 OL1:llä
vaihdettiin polttoainetta 35. kerran ja
OL2:lla 33. kerran. Vuoden lopussa
käytettyä polttoainetta oli varastoituna
yhteensä 8 306 nippua, jotka sisältävät
noin 1 396 tonnia uraania. Varastoiduista nipuista 7 007 oli KPA-varastossa,
Kuva 1. Ydinjätehuollon kokonaisaikataulu YJH-2012-ohjelman mukaisesti, poikkeuksena OL3-yksikön muuttunut
käyttö- ja käytöspoistoaikataulu.
9
632 OL1:n vesialtaissa ja 667 OL2:lla.
Lisäksi OL1:n reaktorissa oli 500 ja
OL2:n reaktorissa samoin 500 nippua
käytössä. Luvuissa ovat mukana myös
sauvatelineet (1 kpl/laitos), joissa säilytetään vaurioituneita polttoainesauvoja
(vuoden 2014 lopussa yhteensä 41 kpl).
Loviisassa käytettyä polttoainetta
varastoidaan voimalaitosyksiköillä
ja käytetyn polttoaineen varastoissa.
Loviisan käytetyn polttoaineen varastoaltaiden määrää on viimeksi lisätty
vuonna 2000. Vuonna 2007 Loviisan
käytetyn polttoaineen varastoon hankittiin kaksi tiheää telinettä, samoin
vuosina 2009, 2011 ja 2014. Tiheillä
telineillä on mahdollista lisätä varastokapasiteettia niin, että se riittää laitoksen
nykyisen käyttöluvan loppuun saakka.
Vuoden 2014 lopussa Loviisan voimalaitoksella oli varastoituna yhteensä
4 831 käytettyä polttoainenippua, mikä
vastaa noin 582 tonnia tuoretta uraania.
Polttoainenipuista oli LO1:llä 335 kpl ja
LO2:lla 179 kpl. Käytetyn polttoaineen
varastoissa 1 ja 2 oli 480 ja 3 837 nippua
vastaavasti. Lisäksi LO1:n reaktorissa
oli 313 ja LO2:n reaktorissa samoin 313
nippua käytössä.
Varautuminen ydinjätehuollon kustannuksiin
Ydinjätehuoltoon tarvittavat varat kerätään valtion ydinjätehuoltorahastoon.
Rahastotavoite määrätään kunakin
vuonna erikseen vahvistettavan ydinjätehuollon vastuumäärän perusteella.
Ydinjätehuollon vastuumäärä sisältää
kaikkien kyseisen vuoden loppuun
mennessä kertyneiden ydinjätteiden
10
huoltoon tarvittavien toimenpiteiden
tulevat kustannukset.
TVO:n ydinjätehuollon vuoden
2014 rahastotavoite oli 1 310,4 miljoonaa euroa ja Fortumin rahastotavoite
vastaavasti 1 038,9 miljoonaa euroa.
TEM vahvisti TVO:n ydinjätehuollon vuoden 2014 vastuumääräksi
1 349,1 miljoonaa euroa ja vuoden 2015
rahastotavoitteeksi 1 345,4 miljoonaa
euroa. Fortumin ydinjätehuollon vastuumääräksi vuoden 2014 lopussa TEM
vahvisti 1 083,9 miljoonaa euroa ja
vuoden 2015 rahastotavoitteeksi 1 073,8
miljoonaa euroa.
Eurooppalainen yhteistyö
Geologisen loppusijoituksen teknologiayhteisön (IGD-TP) strateginen
tutkimusohjelma ohjaa Posivan osallistumista Euratomin 7. puiteohjelman
yhteishankkeisiin. Vuonna 2014 Posiva
toimi edelleen aktiivisesti teknologiayhteisön hallituksessa ja yhteisön toisessa
7. puiteohjelman sihteeristöprojektissa
SecIGD2:ssa (osaamisen säilyttämiseen
ja koulutuksen keskittyvän työryhmän
(CMET) puheenjohtajana). Puiteohjelman hankkeista Posiva osallistuu loppusijoitusjärjestelmän osajärjestelmiä
ja vapautumisesteiden toimintakykyä
tutkiviin yhteishankkeisiin LUCOEX,
FIRST Nuclides, REDUPP, DOPAS
ja BELBaR sekä koulutushankkeeseen
PETRUS III. Yksittäisten tutkimus- ja
kehityshankkeiden toteutusta toimintavuonna 2014 on esitelty tarkemmin
edempänä. Edelleen jatkuvista hankkeista suurimmat ovat LUCOEX sekä
Posivan koordinoima tulppaus- ja sul-
kemisdemonstraatioprojekti DOPAS.
Euratomin uuden Horizon 2020
-puiteohjelman ensimmäisen hakukierroksen hakuun Posiva osallistui kahdella
projektihakemuksella: MODERN 2020
-projektissa on tarkoituksena jatkaa
teknisten vapautumisesteiden monitoroinnin kehitystyötä ja MIND-projekti
keskittyy mikrobitoiminnan vaikutusten
arviointiin loppusijoituksessa. Hankearvioinnin tuloksia odotetaan alkuvuonna
2015.
Posiva ja ruotsalainen ydinjäteyhtiö Svensk Kärnbränslehantering AB
(SKB) jatkavat yhteisen loppusijoituskonseptin tutkimus- ja kehityshankkeita
tavoitteena ratkaista jäljellä olevat avoimet turvallisuuskysymykset, teollistaa
kehitetyt tuotantomenetelmät ja optimoida loppusijoituslaitoksen käyttötoimintaa. Yhtiöt uudistivat vuoden 2014
loppupuolella järjestyksessä jo neljännen kerran yhteistyösopimuksen, jonka
puitteissa yhteisiä hankkeita on jatkettu
vuodesta 2001 saakka. Yhteistyön alusta vuoden 2014 loppuun mennessä on
sovittu kaikkiaan 216 yhteistyöprojektista, joista käynnissä oli vuoden 2014
lopulla 15. Lisäksi käynnistymässä oli
useita projekteja KBS-3-loppusijoitusratkaisun viimeistelyn ja käyttötoimintaan valmistautumisen osalta.
Voimalaitos- ja käytöstäpoistojätteen alueilla kansainvälistä yhteistyötä
tehtiin Fortumissa mm. osallistumalla
Euratomin C-14-aiheiseen CAST-tutkimushankkeeseen. Lisäksi Fortum ja
TVO olivat mukana OECD:n käytöstäpoistoryhmien toiminnassa.
ONKALO
Maanalaisesta kallioperän tutkimustilasta ONKALOsta hankitaan
tarkkaa tietoa loppusijoitustilojen
yksityiskohtaista suunnittelua sekä
turvallisuuden ja rakennusteknisten ratkaisujen arviointia varten.
ONKALO tekee mahdolliseksi loppusijoitustekniikan testauksen ja demonstraatiot aidoissa olosuhteissa.
ONKALOn rakennuslupahakemus
jätettiin Eurajoen kunnalle toukokuussa 2003 ja rakentaminen aloitettiin kesäkuussa 2004.
Demonstraatiotiloihin syvyydelle
-420 m on louhittu neljä demonstraatiotunnelia. Demonstraatiotunneleissa selvitetään ja testataan
varsinaista loppusijoitusta sekä
siihen liittyviä menettelytapoja.
ONKALOn suunnittelutyöt keskittyivät vuonna 2014 pitkälti seuraavassa
tekstissä mainittujen rakennustöiden
toteutussuunnitteluun. Huomattava työ
tehtiin myös betonimassojen, tulppabetonin ja matalan pH:n pulttijuotosmassan suunnittelussa.
ONKALOn rakentaminen oli vuoden aikana suhteellisen vähäistä verrattuna edellisiin vuosiin. Syynä tähän on sekä ONKALOn että tulevan
loppusijoituslaitoksen töiden hallittu
yhteensovitus huomioiden molempien
projektien rakennus- ja suunnittelutyöt
esimerkiksi taloteknisten järjestelmien
osalta. Suunnittelutyön yhdistäminen
tarkoittaa käytännössä suunnitteluperusteiden, -vaatimusten ja toimintatapojen
yhtenäistämistä.
ONKALOn louhinnat oli vuoden
lopussa saatettu lähes loppuun, lukuun
ottamatta toista hallitilaa ja ajoneuvoyhteyksiä, jotka vievät tuleviin loppusijoitustiloihin. ONKALOon liittyviä rakennus- ja taloteknisiä töitä ei ole tarkoitus
rakentaa omina urakoinaan, vaan niiden
rakentaminen liitetään pitkälti loppusijoituslaitoksen 1. vaiheen louhintojen
jälkeen tehtävien urakoiden yhteyteen.
Vuoden alussa aloitettiin pitkään
valmistellut tuloilma- ja henkilökuilujen nousuporaustyöt, jotka saatettiin
kesään mennessä loppuun. Valmistelut
olivat erityisen haasteellisia, koska
ennen nousuporaustyönä suoritettua
louhintaa kuilujen vesivuotomäärät oli
saatettava vaadittuihin arvoihin esiinjektointityöllä. Nousuporausvalmius
saavutettiin ensin tuloilmakuilussa ja
tämän jälkeen henkilökuilussa. Kuilut
nousuporattiin tasolta -290 tasolle -455.
Nousuporausten valmistuttua varmistettiin mittauksin kuiluille asetettujen
vuotovesiarvojen säilyneen edelleen
hyväksyttävällä tasolla.
Nousuporausten jälkeen ONKALOssa valmistauduttiin demonstraatioalueelle testausmielessä rakennettavan loppusijoitustunnelin päätytulpan
louhintaan ja rakentamiseen. Tulpan
rakentaminen on osa EU-rahoitteista
DOPAS-POPLU-projektia. Louhinta
aloitettiin syyskaudella ja se oli lähes
valmis vuoden 2014 lopulla. POPLUpäätytulppatestistä kerrotaan enemmän
kappaleessa Tunnelien täyttö ja päätytulppa.
11
Käytetyn ydinpolttoaineen
loppusijoituksen tutkimus- ja kehitystyö
TVO:n ja Fortumin käytetylle ydinpolttoaineelle suunniteltu
loppusijoitusratkaisu perustuu alun perin Ruotsin Svensk Kärnbränslehantering AB:n (SKB) kehittämään KBS-3-ratkaisuun.
Kupari-valurautakapseliin pakatut käytetyt polttoaineniput
sijoitetaan satojen metrien syvyyteen peruskallioon. Loppusijoitusreikiin kallion ja kapselin väliin asetetaan puristettuja
bentoniittipuskurilohkoja. Loppusijoitustunnelit täytetään lohkoiksi puristetun paisuvahilaisen saven avulla. Loppusijoituksen
päätyttyä kaikki louhitut tilat ja kulkureitit loppusijoitustilaan
täytetään ja suljetaan.
Kapseli, bentoniitti ja kallio muodostavat moninkertaiset, toisiaan
varmentavat esteet radioaktiivisten aineiden vapautumiselle.
Kapselin kuparinen ulkokuori kestää erinomaisesti pohjaveden
aiheuttamaa korroosiota ja valurautainen sisäosa takaa mekaanisen kestävyyden. Bentoniitti vähentää pohjaveden pääsyä
kapselin pinnalle ja suojaa kapselia kallion pieniltä liikunnoilta.
Syvällä kallioperässä kapselia ympäröivät olosuhteet säilyvät
vakaina pitkiä ajanjaksoja. Kallio suojaa loppusijoitettua polttoainetta myös ulkopuolisilta häiriöiltä.
Käytetyn ydinpolttoaineen tutkimukset
Vuonna 2014 Posiva jatkoi tietokantahanketta, jossa kartoitetaan polttoainetietotarve ja tietokannan rakenne
polttoaineen siirtojen ja kuljetuksien
toteuttamiseen, valvontaan sekä raportointiin ydinmateriaalikirjanpitoa
ja ydinsulkuvalvontaa varten täyttäen
STUKin vaatimukset. Polttoainetietokantaa tarvitaan kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen käyttövaiheessa.
Tietokantaprojektin ensimmäinen vaihe
valmistui vuoden lopussa.
Vuoden aikana laadittiin myös
alustava suunnitelma radiokemiallisille
isotooppimittauksille, joiden tulokset
tukevat sekä Posivan omistajien turvallista ydinenergiatuotantoa, että Posivan
pitkäaikaiskriittisyysturvallisuusarviota,
turvallisuusperustelua ja ympäristövaikutusten arviointia loppusijoituksen
jälkeen.
Posiva aloitti polttoaineyhteistyön
SKB:n kanssa koskien polttoaineen
12
käsittelyä, vaatimustenhallintaa ja pitkäaikaisturvallisuusarviota. Pitkäaikaisturvallisuusyhteistyön tavoitteena on
yhtenäistää SKB:n ja Posivan arvioissa
käyttämät metodit, oletukset, reunaehdot ja tarkasteltavat loppusijoitustilan
tapaukset.
Polttoainetietojen kerääminen Posivan vaatimustenhallintajärjestelmään
(VAHA) on aloitettu. Lisäksi Posiva
on tehnyt selvitystyötä sähkötuotannon
aikana vaurioituneen polttoaineen kuljetuksiin, siirtoihin ja käsittelyyn liittyen.
Polttoaineen pitkäaikaisturvallisuustutkimuksiin liittyen Posiva on ollut
vuosien 2010–2014 aikana mukana
Euratomin 7. puiteohjelman REDUPPprojektissa (Reducing Uncertainty in
Performance Prediction), jossa parannettiin ymmärrystä siitä, kuinka
hyvin laboratorio-olosuhteissa saadut
tutkimustulokset edustavat loppusijoitusolosuhteissa tapahtuvia ilmiöitä ja
prosesseja. Vuoden 2014 aikana projektissa saatiin päätökseen uraanioksidin
liukoisuuskokeet luonnonvesissä sekä
tutkimukset thoriumoksidin pinnanmuutosten vaikutuksista liukenemisnopeuteen. Vuonna 2014 loppui myös Euratomin 7. puiteohjelman FIRST Nuclides
-projekti, jossa tutkittiin radionuklidien
välitöntä vapautumista pohjaveteen
korkean poistopalaman polttoaineesta.
Loppusijoituspaikan
ominaisuudet
Olkiluodon aluetta, muun muassa sen
geologiaa, on tutkittu 1980-luvulta
lähtien. Olkiluoto valittiin loppusijoituspaikaksi vuonna 2000, minkä
jälkeen paikkatutkimukset keskittyivät
Olkiluotoon. Niiden tarkoituksena oli
loppusijoituspaikan varmentaminen.
Vuonna 2004 aloitettiin ONKALOn
rakentaminen. Siitä lähtien maanalaiset tutkimukset ovat tulleet koko ajan
tärkeämmiksi tietolähteiksi. Maanpäällisiäkin tutkimuksia on kuitenkin
jatkettu, koska esimerkiksi maanpinnalta kairatut syvät tutkimusreiät ovat
tutkimuskohteita, joiden avulla koko
loppusijoituspaikan ominaisuuksista
ja prosesseista saadaan kattava kuva.
Varmentavista paikkatutkimuksista
saatu tieto on vahvistanut käsitystä
paikan ominaisuuksista niin, että rakentamislupa loppusijoituslaitokselle
voitiin jättää valtioneuvostolle vuonna 2012.
Paikkatutkimukset ovat edenneet
vuoden 2014 aikana pääpiirteissään
YJH-2012-ohjelman suunnitelman
mukaisesti.
KENTTÄTUTKIMUKSET
Olkiluodon tutkimusalueella ei tehty
vuoden 2014 aikana syviä kairareikiä
eikä tutkimuskaivantoja, mutta pääasiassa itäiselle alueelle keskittyvien
uusimpien kairareikien tutkimuksia
jatkettiin ja kerättiin aineistoa sekä monitorointia että paikankuvauksen tulevaa
päivitystä varten. Näihin liittyvät kenttätutkimukset on kuvattu seuraavassa.
Vuoden aikana tehtiin yksi iso
avaustyö syvillä kairarei’illä. ONKALOn länsipuolella Olkiluodon tien
varrella olevasta reiästä OL-KR7 poistettiin juuttunut teräputki avartamalla se
nykyisten reikien kokoiseksi eli halkai-
sijaltaan kokoon 76 mm aikaisemmasta
56 mm reikäsyvyyteen 419,60 m asti.
Avauksen jälkeen reikä voidaan tulpata
ja erottaa reiän leikkaamat rakenteet
toisistaan (HZ20, -56 ja -21). Samalla
reikään tehtiin uusi vertaileva taipumamittaus Reflex Gyro -menetelmällä.
Taipumamittaus vastasi melko hyvin
käytössä olevaa syvemmälle ulottuvaa
Maxibor-mittausta (2004), joka säilytettiin käytettävänä tuloksena. Sen sijaan
reiän OL-KR1 vanha Fotobor-mittaus
(1995) poikkesi tehdystä Reflex Gyro
-mittaustuloksesta yli 30 m. Vanhoja
Fotobor-mittauksia on käytössä vielä
rei’illä OL-KR2, -3, -5 ja -9. Saatuihin
tuloksiin perustuen rei’ille tehdään uusi
vertaileva taipumamittaus, kun niiden
tulppauksen purku tulee ajankohtaiseksi
muusta syystä.
Monitorointiohjelman (ks. luku Monitorointiohjelma) mukaisten tutkimusten lisäksi hydrogeologiset kenttätutkimukset keskittyivät hydrogeologisen
mallinnuksen päivittämiseen tähtääviin
mittauksiin ja erityisesti vuoden 2013
aikana tehtyjen mittausten raportointiin.
Hydrogeologisista tutkimuksista saatuja
tuloksia käytetään hydrogeologisessa
mallinnuksessa, hydrogeologisen rakennemallin ja virtausmallien taustatietona
sekä muiden tutkimusten kuten vesi-
näytteenotto-ohjelman suunnittelussa.
Vuonna 2014 tehtiin virtauseromittaus
reiässä OL-KR6 pitkäaikaispumppauskokeeseen liittyen sekä suoritettiin vedenjohtavuusmittaukset (HTU, Hydraulic Testing Unit) reiän OL-KR47 osalta.
Pohjavesinäytteenottoja tehtiin
monitorointi- ja karakterisointiohjelman mukaisesti. Pääpaino oli ONKALOn aiheuttamien potentiaalisten
suolaisuusmuutosten seurannassa sekä
karakterisoinnin yhteydessä tehtyjen
sulfidihavaintojen jatkomonitoroinnissa.
Pohjavesikemiallisten näytteiden lisäksi
otettiin myös kaasu- ja mikrobinäytteitä
analysointia varten.
Pintaveden suotautumista pohjavedeksi koskevan kenttäkokeen (INEX,
Infiltration Experiment) toinen vaihe
aloitettiin kesäkuussa 2014. Kokeen tavoitteena on tutkia kallion puskurikykyä
hapanta ja hapellista vajoavaa pintavettä
vastaan keskeisen pohjaveden suotautumista ohjaavan HZ19-vyöhykkeen
yläosassa. Kokeen ensimmäisen vaiheen aikana 2009−2012 koeolosuhteet
pysyivät anaerobisina, joten kenttäkoe ei
tuottanut yksityiskohtaista tietoa kallioperän merkityksestä hapen kulutukseen.
Tämän vuoksi käynnistettiin samaan
koeympäristöön INEX 2, joka on ns. dipoli merkkiainekoe. Kokeen perusteella
Kuva 2. Geosigman henkilöstöä ja Posivan Pauliina Alho (oik.) INEX-kokeen koealueella kairareiällä OL-KR14.
13
hapen kulutus oli voimakasta ja vaikka
merkkiaine havaittiin muutaman tunnin sisällä syötön aloituksesta noin 24
m päässä olevassa pumppauskohteessa
(kairareikä OL-KR14, ks. kuva 2), niin
happi havaittiin siellä vasta noin kahden
kuukauden päästä syötön aloittamisesta.
Happea kuluttivat epäorgaanisten reaktioiden lisäksi voimakkaasti myös happea
käyttävät mikrobit. Koe jatkuu vuoden
2015 aikana pohjaveden palautumisen
monitorointina.
Syksyllä 2014 aloitettiin geofysiikan
reikämittausten täydennysmittauskampanja tulpista vapaana olevissa syvissä
kairarei’issä. Reikämittaukset sisältävät
pääasiassa akustista (ABI) ja optista
(OBI) kuvantamista sellaisissa rei’issä,
joista aineisto puuttuu tai aikaisemmat
tulokset ovat olleet huonolaatuisia.
Mittaukset ja tuloskäsittely jatkuvat
vuonna 2015.
Vuoden vaihteessa 2012–2013 mitatun itäisen alueen latauspotentiaalimittauskampanjan raportti valmistui
ja tuloksia käytettiin mallinnuksessa.
Syksyllä 2014 toteutettiin myös vuotuinen SAMPO-monitorointimittaus
suolaisen pohjaveden liikkeiden selvittämiseksi. Mittaus raportoidaan vuoden
2015 aikana.
Kallion termisten ominaisuuksien
mittauksia jatkettiin keväällä TERO76laitteistolla tutkimustilan 3 (PL3620)
kuudessa kairareiässä. Saadut tulokset
sopivat edelleen hyvin yhteen aiempien
Olkiluodossa tehtyjen TERO-mittausten
tulosten kanssa. Syksyllä aloitettiin
laajempi mittauskampanja Olkiluodon
syvissä kairarei’issä tarkoituksena saada
kattavampi kuva lämpötilaominaisuuksista syvyysvälillä 350–500 m. Vuoden
2014 aikana mittaukset valmistuivat
viidessä kairareiässä. Kampanja jatkuu
vuonna 2015.
ONKALOSSA TEHDYT
TUTKIMUKSET
Geologiset kartoitukset
Vuosi 2014 oli geologisten kartoitusten
osalta suhteellisen rauhallinen louhinnan vähäisestä määrästä johtuen. Kartoitukset painottuivat vuoden alkupuolelle,
jolloin tammikuussa kartoitettiin POPLU-päätytulppatestiä varten louhitut
demonstraatiotunnelit 3 ja 4. Kartoitus
14
suoritettiin, kuten aiemmin, kolmessa
eri vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kerättiin alustavat tiedot urakoitsijan
sekä kallioluokittelun (RSC, Rock Suitability Classification) tarpeisiin sekä
suoritettiin 3D-valokuvaus. Toisessa
kartoitusvaiheessa kalliopinnat kartoitettiin yksityiskohtaisesti katkoittain,
koko valmiiksi louhittu tunneliosuus
yhdellä kertaa. Tämä oli mahdollista,
koska demonstraatiotunnelit lujitettiin
verkottamalla sekä pultein, jolloin kalliopintaa peittäviä rakenteita ei syntynyt.
Kolmannessa kartoitusvaiheessa kartoitettiin tunnelissa olevat rakovyöhykkeet
sekä merkittävät pitkät raot.
Vuoden 2014 alussa nousuporaamalla tehdyt uudet tuloilma- ja henkilökuiluosuudet kartoitettiin helmi- ja
huhtikuun aikana. Kuilujen kartoitus
suoritettiin ns. scanline-menetelmällä,
jossa kartoitetaan ainoastaan mittalinjaa
leikkaavat rakenteet. Jokaisesta kuiluosuudesta kartoitetaan kolme mittalinjaa, jolloin saadaan kattava kuva kuilua
leikkaavista rakenteista. Edellä mainittujen lisäksi kartoitettiin lattiapintoja
aiemmin louhituista tiloista ONKALOn
tasolla -437 m.
Vuonna 2014 käynnistyi Posivan,
SKB:n ja Kanadan NWMO:n yhteistyönä POST-projekti, jonka tavoitteena
on saada lisätietoa mm. maanjäristysanalyyseissa lähtötietoina toimivista
hauraiden rakenteiden mekaanisista
ominaisuuksista. POST-projektiin liittyen teknisten tilojen alueella suoritettiin
tarkempaa kartoitusta pienten siirrosvyöhykkeiden osalta – tavoitteena oli
karakterisoida detaljitasolla siirrosten
ominaisuuksia ja toimittaa pohja-aineistoa kohdesiirroksen valintaan POSTprojektin in-situ-hiertoleikkauskoetta
ajatellen. POST-projektin ohella siirrosten yksityiskohtaisempaa kartoitusta
tehtiin teknisten tilojen lisäksi myös demonstraatiotilojen alueella ja tarkoituksena oli mm. kerätä aineistoa siirrosten
rakenteista suhteessa kallioperän vanhempiin duktiileihin rakenteisiin, siirrosten kinemaattisesta kehityksestä sekä
ottaa savinäytteitä siirrosten ytimistä
ikämäärityksiä varten. Kartoitukset jatkuvat vuoden 2015 aikana ja tuloksista
julkaistaan Posivan työraportti vuoden
2015 loppuun mennessä.
Kairaukset
Vuoden aikana kairattiin tutkimusta
tai menetelmätestausta varten reikiä
ONKALOon lähinnä demonstraatioalueella. Demonstraatiotunnelien 3 ja
4 välille kairattiin POPLU-tulppatestin
instrumentointia varten kolme halkaisijaltaan 196 mm olevaa läpivientireikää demonstraatiotunnelin 4 puolelta.
Reiät tehtiin kahdessa vaiheessa, ensin
kairattiin halkaisijaltaan tavallinen 76
mm reikä (ONK-PP416–418), joiden
näytteet säilytettiin ja sitten ylikairattiin
196 mm terällä käyttäen tavallista reikää
lähdön ohjaukseen. Reikien pituudet
ovat noin 9 m.
Demonstraatiotunnelien 1 ja 3
väliseen pilariin kairattiin uusi 30 m
pitkä pohjavesireikä ONK-PVA11. Demonstraatiotunnelista 3 kairattiin tulppakokeen aikaisen kallion jännitystilan
seuraamiseksi kaksi ekstensometrien
asennusreikää, ONK-PP419–420. Reikien pituudet olivat noin 8 m. Tutkimustilassa 3 otettiin syksyn aikana lyhyitä
näytteitä (alle 2 m) useassa vaiheessa
tutkimustilan alkuosan alueelta.
Injektointikairaukset saatiin valmiiksi myös henkilökuilulla tasolta -290
m alaspäin. Viimeiset 6 syvennettyä 100
m reikää injektoitiin joulukuussa 2013
ja tulos varmistettiin tammikuussa 2014
tehdyillä kontrollirei’illä ONK-PP414 ja
-415. Tulos mahdollisti kuilujen nousuporauksen.
Tutkimus-, demonstraatio- ja muissa
tiloissa tehdyt tutkimukset
Muut ONKALOssa tehdyt tutkimukset
kohdistuivat muun muassa kallion mekaanisiin, sähköisiin ja termisiin ominaisuuksiin, pohjaveden virtauksiin eri
mittakaavoissa, sulfaatin pelkistymiseen
sekä kallion kulkeutumisominaisuuksiin. Demonstraatiotiloissa jatkettiin
rakentamiseen ja kallion soveltuvuusluokitteluun liittyviä tutkimuksia. Edellä
mainitut tutkimukset on kuvattu seuraavassa.
Geofysiikan tutkimukset ONKALOssa keskittyivät suurimmaksi osaksi
demonstraatioalueelle ja tutkimustilaan
3. Geofysikaalisia reikämittauksia tehtiin demonstraatioalueella reiässä ONKPVA11. Tutkimustilassa 3 tehtiin kalliomekaniikan kokeiden monitorointia var-
ten geofysiikan reikämittauksia rei’issä
ONK-PP398–405 ja ONK-PP412–413.
Demonstraatioalueella suoritettiin
keväällä laaja latauspotentiaalimittauskampanja, jonka tarkoituksena oli selvittää rakenteiden yhteyksiä eri reikien
välillä ja tuottaa informaatiota geologisen detaljimallinnuksen käyttöön. Työ
liittyy myös kallioluokittelun (RSC) tutkimusmenetelmien kehitykseen. Mittaukset suoritettiin ONKALOn demonstraatioalueen laajennuksen ympäristössä
(ajotunneli, tekniset tilat, ajoneuvoyhteys 13, ONK-DT2) viidessä kairareiässä
sekä tunneliseinille ja -lattialle sijoitetuilla profiileilla. Työn tuloksia on jo
käytetty detaljimallinnuksessa ja raportti
valmistuu alkuvuodesta 2015. Vuonna 2013 tehdyn 3D-tunneliseimiikan
mittauskampanjan tulokset ja raportti
valmistuivat vuonna 2014. Myös näitä
tuloksia hyödynnettiin demonstraatioalueen detaljimallinnuksessa.
Vuoden aikana aloitettiin demonstraatiotunneliin 2 porattavien uusien koeloppusijoitusreikien seurantaprojekti.
Projektin tarkoituksena on kehittää loppusijoitusreikien mittausmenetelmiä ja
seurata niissä mahdollisesti tapahtuvia
muutoksia vuoden ajan. Menetelminä
seurannassa käytetään 3D-valokuvausta
ja laserskannausta. Ensimmäiset kolme
uutta reikää valmistuivat aivan vuoden
lopussa, minkä jälkeen ne laserskannattiin ja 3D-valokuvattiin ensimmäisen
kerran. Seurantaa jatketaan 2015 keväällä, kunhan loput kolme uutta testireikää
valmistuvat.
Vuoden 2014 aikana luotiin myös
pienen mittakaavan geologinen malli tutkimustilasta 3 (kuva 3). Malliin
sisältyivät litologia, foliaatio, rakoilu
ja geofysiikassa todetut anomaaliset
vyöhykkeet kalliossa. Malli luotiin ensisijaisesti POSE-kokeen mallinnuksen
tarpeisiin, mutta mallinnuksen aikana
pystyttiin todentamaan esimerkiksi
tutkimustilan alla (noin 5–15 m syvyydessä) kulkeva hauraan vyöhykkeen
(OL-BFZ266) jatke.
Tutkimustilan 4 (PL3748) tutkimusreikiin ONK-PP262 ja -274 keskittyneen yksityiskohtaisen hydrogeologisen
karakterisoinnin tutkimus (HYDCO)
eteni vuonna 2014 projektin loppuraportointiin, joka tullaan julkaisemaan
Kuva 3. Tutkimustilan 3 (POSE) litologinen malli. Värit kuvaavat eri kivilajeja:
suonigneissi on merkitty vaaleansinisellä ja pegmatiittigraniitti punaisella.
vuoden 2015 aikana. Tutkimuksen
tavoitteena on ollut saada tietoa loppusijoitussyvyyttä vastaavan kallion
pienen mittakaavan hydrogeologisista
ominaisuuksista, kuten vettä johtavien
rakojen välisistä hydraulisista yhteyksistä. Vuoden 2014 aikana on tutkimustilassa 4 tehty pohjavesinäytteenottoja
HYDCO-tutkimusten aikana asennettuja tulppalaitteistoja hyväksikäyttäen.
Demonstraatiotunneliin 2 suunniteltujen koeloppusijoitusreikien
pilottirei’issä (ONK-PP379–384) toteutettiin maaliskuussa 2014 vesimenekkimittauskampanja, jonka tavoitteena on
uusien hydraulisten karakterisointi- ja
luokittelumenetelmien kehittäminen
liittyen loppusijoitusreikien hyväksyttävyyteen kallion hydraulisten ominaisuuksien osalta. Työ tehtiin Posivan
ja SKB:n yhteistyönä. Projektin tavoitteena on selvittää mahdollisuuksia
määrittää uusi kriteeri(/-t), joka kuvaisi
paremmin puskurin ja täytön saturoitumisen jälkeisiä virtausmääriä loppusijoituskapselin lähialueella. Muun muassa
turvallisuusperustelussa on todettu, että
avoimen tunnelin tilassa mitatut vuoto-
määrät eivät anna riittävän luotettavaa
ennustetta saturoitumisen jälkeisistä
olosuhteista. Vesimenekkikokeiden
avulla mitatun transmissiviteetin (vedenjohtokyvyn) on arvioitu kuvaavan
paremmin kallion virtausominaisuuksia kuin vuotovesimäärien, joihin vaikuttavat merkittävästi rakentamisen
aiheuttamat häiriöt. Tehtyjen mittausten raportointi valmistuu vuoden 2015
alkupuolella, minkä jälkeen työ jatkuu
mallinnusosuudella. DFN-mallinnuksen
(Discrete Fracture Network) avulla selvitetään muun muassa vesimenekkikokeista saatujen tulosten ja sulkemisen
jälkeisten virtausmäärien vertailukelpoisuutta.
Lisäksi hydrogeologista tietoa kerättiin ONKALOsta tekemällä virtausmittauksia (PFL DIFF) uuden
pohjavesiaseman reiässä (ONKPVA11), yhdessä jo aiemmin kairatussa pilottirei’ässä (ONK-PH22) sekä
kuilujen injektointirei’issä (ONKPP414 ja -415). Vuotovesikartoitusta ja
vuotovesimittauksia tehtiin säännöllisin
väliajoin. Vuotovesiin liittyvien tutkimusten tarkempi kuvaus löytyy luvusta
15
Monitorointiohjelma.
Maanalaisten tilojen louhinnan edetessä tunneliprofiilin sisään porataan
noin 20 metrin välein tunnustelureikiä.
Rei’issä tehdään erillisten suunnitelmien
mukaan vuotovesi-, vesimenekki- ja virtausmittauksia sekä vesinäytteenottoja.
Manuaalinen virtausmittaus tehdään
tunnustelureiässä aina, jos reiän vuotovesimäärä ylittää 30 ml/min. Kaikkia
ONKALOssa tehtyjä virtausmittaustuloksia käytetään apuna Olkiluodon
kallioperän yksityiskohtaisemmassa
hydrogeologisessa mallinnuksessa.
ONKALOssa vuonna 2013 alkaneet
sulfaatin pelkistyskokeet (SURE 3) jatkuivat vuoden 2014 aikana laboratoriokokeilla. Kolmen ONKALOssa tehdyn
SURE-kokeen tulokset raportoidaan
vuoden 2015 aikana. Tutkimustilassa 4
kerättiin vesi- ja kaasunäytteitä hyvin
heikosti vettäjohtavista raoista, jotka
vastaavat loppusijoitustilan olosuhteita ja kapselireiän vuotoja. Näytteitä
kerättiin kairarei’istä ONK-PP262 ja
ONK-PP274. Näytteenottoa jatketaan
vuonna 2015.
ONKALOn tutkimustilassa 5 suoritettavassa REPRO-koeohjelmassa
tutkitaan kalliomatriisin diffuusio- ja
huokoisuusominaisuuksia. Vuoden
2014 aikana mallinnettiin tutkimustilassa 5 suoritettu ensimmäinen kulkeutumiskoe (WPDE1-koe, ks. kuva 4).
Tässä kokeessa tutkittiin neljän radionuklidin (I-125, Na-22, HTO (tritium)
ja Cl-36) diffuusiota kalliomatriisissa.
Tulosten perusteella kloorille määritetty
huokoisuus ja diffusiviteetti kalliomatriisissa on pienempi kuin vastaavassa
kokeessa tritioidulle vedelle määritetyt
ominaisuudet. Sorboiville merkkiaineille in-situ-kokeesta arvioidut jakaantumiskertoimet olivat vastaavasti selvästi
pienempiä kuin laboratoriossa batch-kokeella määritetyt jakaantumiskertoimet.
Kulkeutumiskoe toistettiin pienemmällä
virtausnopeudella (WPDE2-koe) käyttäen osittain myös eri radionuklideja
(Na-22, Sr-85, Cl-36, HTO ja Ba-133)
kuin ensimmäisessä kokeessa. Toistokoe
päätettiin vuonna 2014 ja kokeen tulokset analysoidaan vuoden 2015 aikana.
Vuoden aikana suunniteltiin tutkimustilassa 5 vuonna 2015 käynnistettävä diffuusiokoe kolmen lähekkäin kairatun kairareiän välillä. Yhteen rei’istä
injektoidaan merkkiaineseos (HTO,
Kuva 4. Kallion pidättymisominaisuudet WPDE1-kokeessa tulkittuna semianalyyttisella lineaarisella mallilla (Model B) ja analyyttisella sylinterisymmetrisellä mallilla
(Model C). Tulokset on esitetty eri merkkiaineille kallion kapasiteettitekijän ja efektiivisen diffuusiokertoimen välisinä eri värisinä nauhoina. Vaakasuorat katkoviivat
esittävät laboratoriotuloksia kallion huokoisuudelle (musta) sekä merkkiaineiden
Na-22 (punainen) ja I-125 (syaani) jakaantumiskertoimelle batch-sorptiokokeesta.
16
Cl-36, Na-22, Ba-133 ja Cs-134), jonka diffuusiota kahteen tarkkailureikään
seurataan. Kokeen kokonaiskestoksi on
suunniteltu noin kolmea vuotta.
ONKALOn tutkimustilassa 5 tehtäviä in-situ-kokeita on täydennetty laajalla laboratoriokoeohjelmalla.
Näissä kokeissa on käytetty näytteitä
ONKALOn REPRO-tutkimusrei’istä.
Laboratoriotutkimuksia on tehty useilla
eri menetelmillä, joiden avulla on saatu
tietoa muun muassa huokoisuudesta
(vesigravimetria, argonkaasupyknometri, 14C-PMMA-menetelmä), eri
nuklidien diffuusiokertoimista (läpidiffuusiokokeet, rakokulkeutumiskokeet,
elektromikraatiokokeet, heliumkaasumenetelmä), jakaantumiskertoimista
(sorptiokokeet) ja permeabiliteetista
(heliumkaasumenetelmä). ONKALOn
merkkiainekokeesta ja laboratoriotutkimuksista tulkitut kalliomatriisin kulkeutumisominaisuudet ovat diffuusio- ja
huokoisuusominaisuuksien osalta samanlaisia. Molemmat tutkimukset osoittavat kloorille pienempää huokoisuutta
ja diffusiviteettia kuin tritioidulle vedelle vastaavassa kokeessa. Vastaavasti insitu-kokeesta arvioidut jakaantumiskertoimet sorboiville merkkiaineille ovat
olleet pienempiä kuin laboratoriossa
määritetyt. Laboratoriotutkimusten perusteella kallion diffuusio-ominaisuudet
korreloivat kiven huokoisrakenteen
kanssa. Esimerkiksi korkea biotiittipitoisuus merkitsee suurempaa määrää
pieniä huokoisia ja suurempaa tortuositeettia ja siten pienempää diffuusiokerrointa. Diffuusiokerroin liuskeisuuden suunnassa vaikuttaisi myös olevan
suurempi kuin liuskeisuutta vastaan
kohtisuorassa suunnassa, vaikkakin
paikallinen vaihtelu diffusiviteetissa
liuskeisuuden suuntaan on suurempaa
kuin poikittaisessa suunnassa.
REPRO-projektin tuloksia on raportoitu vuoden 2014 aikana laajasti.
Ensimmäisestä vesifaasin in-situ-merkkiainekokeesta (WPDE1) on kirjoitettu
raportti. Lisäksi REPRO-projektiin
liittyen on julkaistu tulokset matriisin
huokoisvesitutkimuksista sekä laboratoriossa tehdyistä kivinäytteiden huokoistutkimuksista, tulokset läpidiffuusiokokeista kaasufaasissa, kalliomatriisin
huokoisuuden PMMA-tutkimukset,
päätulokset in-situ-merkkiainekokeesta,
esitelty uusi mallinnustapa matriisidiffuusiolle, sekä julkaistu tulokset elektromigraatiotutkimuksista laboratoriossa.
MALLINNUS
Loppusijoituspaikan karakterisoinnin
ja mallinnuksen päätavoitteena oleva
viides versio Olkiluodon paikankuvauksesta julkaistaan vuoden 2018 aikana (Olkiluoto Site Description 2018).
Raportti tulee olemaan osa käyttölupahakemukseen liittyvää tausta-aineistoa
ja sitä käytetään taustaraportteineen
turvallisuusarvioinnin (FSAR) laadinnassa sekä laitossuunnitelmien päivityksessä. Se sisältää päivitetyt tiedot
kaikilta paikkatutkimuksen ja -kuvauksen osa-alueilta. Kyseiseen raportointiin
tähtäävä paikankuvaustyö on aloitettu
geologian, hydrogeologian ja kalliomekaniikan osalta jo vuonna 2012 ja
töitä on edelleen jatkettu eri osa-alueilla
vuoden 2014 aikana. Olkiluodon tutkimusalueen geotieteellistä mallinnusta
koordinoi Olkiluoto Modelling Task
Force -ryhmä (OMTF).
Geologian mallinnus
Vuonna 2014 viimeisteltiin Olkiluodon
kallioperän 3D-kuvauksen versiota 3.0.
Malli raportoidaan Posiva-raporttina
vuoden 2015 aikana. Vuoden 2014 aikana kehitettiin erityisesti duktiilin
deformaation kuvaamista, tarkennettiin ymmärrystä hauraan deformaation historiasta ja siirrosten luonteesta,
integrointiin pienen mittakaavan ja
koko loppusijoituspaikan mittakaavan
mallinnusta.
Pienen mittakaavan mallinnus ONKALOn demonstraatiotilojen alueella
jatkui vuonna 2014 YJH-2012-ohjelmassa kuvatun mukaisesti. Mallinnuksessa keskityttiin edelleen kallion soveltuvuuden kannalta merkittäviin ominaisuuksiin, kuten hauraisiin rakenteisiin
ja hydrogeologisiin piirteisiin, mutta
myös duktiilin deformaation piirteiden
pienen mittakaavan mallinnusta jatkettiin. Pienen mittakaavan mallin päivitys
versioon 10 aloitettiin loppuvuodesta ja
saatiin hauraiden siirrosvyöhykkeiden
osalta päätökseen ennen vuodenvaihdetta (kuva 5). Päivityksessä hyödynnettiin pohjavesiasemille ONK-PVA9
Kuva 5. Demonstraatioalueen pienen mittakaavan malli, v.10; mallinnetut hauraat
siirrosvyöhykkeet (vaakaleikkaus tunneleiden lattiatasossa). Hauraat siirrosvyöhykkeet on esitetty punaisella (ydin) ja keltaisella (vaikutusalue), mallinnuksessa
lähtötietoina käytetyt kairareiät vihreällä. Vyöhyke OL-BFZ300 on mallinnettu kuvan esittämää aluetta pidemmälle etelään. DT1–DT4 = demonstraatiotunnelit 1–4.
ja ONK-PVA11 kairatuista rei’istä ja
tutkimuskairareiästä ONK-KR16 saatuja aineistoja, sekä kartoitusaineistoja
demonstraatiotunneleista 3 ja 4 (ks. kuva
5). Edellä mainittujen reikä- ja tunnelitutkimusaineistojen lisäksi päivityksessä huomioitiin demonstraatiotilojen
lähialueella vuonna 2013 suoritetusta
tunneliseismisestä luotauskampanjasta
sekä vuoden 2014 latauspotentiaalimittauskampanjasta saadut varsin laajat aineistot. Laajojen rakojen osalta
pienen mittakaavan päivitys versioon
10 jatkuu vuoden 2015 alussa ja mallia tullaan myöhemmin saman vuoden
aikana laajentamaan edelleen teknisten
tilojen ja suunnitellun ensimmäisen
loppusijoituspaneelin alueille. Pienen
mittakaavan malli ja sen laatimisessa
käytetyt periaatteet ja menetelmät kuvataan omana kokonaisuutenaan ”Geology
of Olkiluoto” -raportissa.
Hydrogeologia
Hydrogeologisen rakennemallin päivitystyö aloitettiin vuonna 2014 ja se
tullaan saattamaan valmiiksi vuoden
2015 aikana. Vuoden 2014 aikana panostettiin edelleen myös mallinnustyön
tarvitsemien taustamateriaalien työstämiseen. Vuosien 2010–2012 painevasteraportti sekä virtausmittauksissa
havaittujen virtausvasteiden tulkinta ja
tehdyt virtausvastehavainnot julkaistiin
työraporttina. Lisäksi hydrogeologisen
rakennemallin päivitykseen valmistauduttiin päivittämällä vettäjohtavien
rakojen rakotietokantaa.
Osana paikkatutkimuksia Olkiluodossa on ollut vuodesta 1989 lähtien
käynnissä paikan pitkäaikaisen kehityksen seurantaa varten seurantaohjelma. Sen yhtenä tavoitteena on hankkia
tietoa, jota voidaan käyttää erilaisten
loppusijoituspaikkaa kuvaavien mallien
kehittämiseen sekä testaamiseen ja siten
lisätä tietämystä paikan ominaisuuksista
ja kehityksestä. Hydrologian seurantaohjelman aineiston avulla virtausmallin
parametreja on pyritty säätämään siten,
että numeerisen simuloinnin tulokset
vastaisivat mahdollisimman hyvin
havaintoja. Ajan myötä käytettävissä
olevan seuranta-aineiston määrä on
jatkuvasti lisääntynyt, jolloin myös
virtausmallit ja niiden kyky ennustaa
tulevia olosuhteita ovat parantuneet.
Aineiston määrä on kasvanut kuitenkin
niin mittavaksi, että lisääntyneen datan
ja syvän kalliopohjaveden virtausmallien entistä tiiviimpi yhteensovitus
edellyttää kehittyneitä menetelmiä tehokkaassa laskentaympäristössä.
Vuonna 2013 aloitettiin pilottihanke,
17
jossa pohjavesivirtausmallin säätöprosessia pyrittiin automatisoimaan ns.
Ensemble Kalman Filter -menetelmän
(EnKF) avulla. EnKF ja käytettävissä
olevan tietokonekapasiteetin kehitys
mahdollistavat aiempaa seikkaperäisemmän mallinnuksen, jolla voidaan
ottaa systemaattisesti ja kattavasti huomioon pohjavesivaikutuksia koskevat
havainnot. Pilottihankkeesta saatujen
hyvien kokemusten perusteella menetelmää laajennettiin vuonna 2014 siten, että
pumppauskoevasteiden ja ONKALOsta
mitattujen vuotovesien lisäksi sillä voidaan huomioida myös sekä perustilan
painekorkeudet että niiden ONKALOn
rakentamisesta aiheutuvat ajalliset
muutokset. Säädettäviä virtausmallin
parametreja ovat ruhjevyöhykkeiden
transmissiviteetti ja harvaan rakoilleen
kallion vedenjohtavuus sekä ONKALOn lähiympäristössä että muualla
kalliossa. Perinteisen virtausmallin (yksi
transmissiviteetti useimmille ruhjeille ja
kerrosmainen vedenjohtavuusjakauma
harvaan rakoilleelle kalliolle) lisäksi
menetelmää laajennettiin myös heterogeenisen virtausmallin (stokastisesti
jakautunut rakoverkkomalliin perustuva
transmissiviteetti- ja vedenjohtavuusjakauma) säätämiseen soveltuvaksi.
Rakoverkkomallinnus
Olkiluodon alueelta vuoden 2015 aikana tehtävä DFN-mallinnus (Discrete
Fracture Network) aloitettiin vuonna
2014 päivittämällä ja muodostamalla
tietokanta, joka pohjautuu Olkiluodosta
tehtyihin havaintoihin ja niistä tehtäviin
laskelmiin. Vuonna 2014 koottu tietokanta edustaa viimeisintä tietämystä
Olkiluodosta kerätystä rakoaineistosta,
joka sisältää mm. hauraan deformaation vyöhykkeet, litologiamallin (v. 3.0),
lineamentit, transmissiviteettitulkinnat,
detaljimallin (DSM v. 9), duktiilin mallin (v. 3), rakotiedot POTTI-tietokannasta, tunneliprofiilit, rakojäljet 3000
m paalulta tunnelin päähän, kuiluista
saadun aineiston sekä päivitetyt hauraat
siirrosvyöhykkeet (BFZ). Aineistosta on
analysoitu laskennallisilla menetelmillä
mm. rakojen suuntaa, rakojen alueellista
jakautumista, rakojen kokoa ja muotoa
sekä rakojen avonaisuutta, pintoja ja
rakotäytteitä. Tietokanta rakennettiin
18
siten, että aineiston sisältämät virheet,
puutteet sekä lisäykset otettiin huomioon. Tietokannan muodostamiseen
käytettävistä menetelmistä, aineiston
lähteistä ja tuloksista valmistuu työraportti vuoden 2015 alussa.
Vuonna 2014 aloitettiin myös DFNmallinnuksen metodologian ja käsittelytapojen kuvaus, joka samalla esittelee
vuonna 2015 tehtävässä mallinnuksessa
käytetyt konseptit sekä osittain uudet
mallinnusperiaatteet (geologisen ja
hydrogeologisen rakomallien yhdistäminen). Tämä metodologiaraportti on
pohjustusta vuonna 2015 tehtävälle
DFN-työlle, joita ovat ONKALOn demonstraatiotila-aluetta kuvaava pienen
mittakaavan malli sekä koko Olkiluodon
saaren kattava DFN-malli (DFN 3.0).
DFN-malli on osa tulevaa loppusijoituspaikan kuvausta.
Pintahydrologia
Pintahydrologian mallilla kuvataan
maakerrosten veden virtausta sekä pohjaveden liikkeitä kallioperän yläosissa ja
arvioidaan ONKALOn rakentamisen ja
Korvensuon altaasta suotautuvan veden
vaikutuksia vesitaseeseen, pohjavedenpinnan korkeuksiin, sekä painekorkeuksiin kallio-matriisissa ja hyvin vettä
johtavissa rikkonaisuusvyöhykkeissä.
Mallilla voidaan tehdä sekä lyhyen
aikavälin (< 1 v) että pitkän aikavälin
(100 v) ennusteita. Vuoden 2014 aikana
pintahydrologian mallia on ylläpidetty
ja kehitetty, jotta mallin sovellettavuutta
eri laskentatapauksiin voidaan lisätä.
Suotautumiskokeen (INEX) mallintaminen jatkui vuonna 2014 kokeen toisen vaiheen vaikutusten mallinnuksella
ja tulosten käsittelyllä YJH-2012-suunnitelman mukaan. Samalla mallinnettiin
vyöhykkeiden sijainnit ja reunaehdot
reaktiiviseen kulkeutumismalliin. Myös
vyöhykkeiden ”objektiivisen paikannuksen” mahdollisuuksia tutkittiin. Työ
jatkuu vuonna 2015.
Pintahydrologian mallin yleinen
kehitystyö jatkui veden viipymän (iän)
laskennan osalta siten, että mallia laajennettiin suotautumiskoealueesta koko
saaren aluetta koskevaksi. Lisäksi mallia
lisäkalibroitiin saaren pohjois- ja itäosien maapeitteiden ominaisuuksien osalta.
Syvän kallioperän painekorkeuksia tar-
kasteltiin yksityiskohtaisemmin saaren
itäosassa, erityisesti liittyen itäisellä
alueella toteutettuun pumppauskokeeseen vuosien 2013–2014 vaihteessa,
sekä avoimien reikien vaikutusta malliin
arvioitiin. Mallin ennustejärjestelmää
kehitettiin vuonna 2014 suolaisuuden
osalta siten, että rakenteiden HZ20A ja
HZ20B suolaisuuden kehitys tarkentui
seuraavan sadan vuoden aikajaksolle.
Vuoden aikana laadittiin kahta eri
pintahydrologian raporttia, jotka valmistuvat kevään 2015 aikana: ”Korvensuon
altaan vaikutus pintahydrologiaan ja
virtausreitteihin” ja työraportti ”Pintahydrologian mallin kehitystyöt vuosien
2013 ja 2014 aikana”.
Pintahydrologian malliin lisättiin
vuoden 2013 aikana YJH-2012-ohjelmassa mainittu veden viipymän (iän)
mallinnusosio, jota testattiin suotautumiskokeen alueella. Mallin testausta
viipymän laskemiseksi koko saaren
alueella on jatkettu vuosien 2013 ja
2014 aikana ja tulokset julkaistaan keväällä 2015 valmistuvassa työraportissa.
Muita työraportissa kuvattavia mallin
kehitystehtäviä ovat suolaisuuden pitkän
ajan ennusteiden laskentamenetelmä ja
Ensemble Kalman Filter -menetelmän
sovellutus suotautumiskokeen aineistolle. Raportissa verrataan mitattuja
ja mallilla laskettuja suolaisuusarvoja
erityisesti HZ20-rakenteissa.
Pintahydrologian mallinnus on uusien ominaisuuksien lisäämisen suhteen
kehittynyt YJH-2012-ohjelman mukaisesti ja mukaan on otettu myös pitkän
ajan suunnitelmaan alun perin kuulumaton osio (Ensemble Kalman Filter).
Pintahydrologian malli päivitetään kokonaisuudessaan vuoden 2015 aikana
sen jälkeen, kun uusi HZ-rakennemalli
on käytettävissä.
Hydrogeokemia
Hydrogeokemiallisen malliin liittyvät
tutkimukset keskittyivät kallioperän
puskurikapasiteettia ja pohjaveden sulfidia koskeviin kysymyksiin. INEX 2
-koetta varten tehtiin etukäteen valmistelevia simulointeja sekä merkkiaineen
että hapen kulkeutumisen osalta. Ennusteet vastasivat hyvin kokeessa havaittua merkkiaineen läpimenoa, joskin
läpimenokonsentraatio tasaantui hieman
nopeammin kuin laskelmat viittasivat.
Sen sijaan ennusteet aliarvioivat hapen
kulutusta, mikä osoittautui kokeessa
merkittävästi suuremmaksi kuin simuloinneissa. Tämä on seurausta mallien
sisältämistä varsin yksinkertaisista ja
rajoitetuista happea kuluttavista prosesseista. Kokeen aikana saatu kemiallinen ja mikrobiologinen informaatio
tullaan hyödyntämään simuloitaessa
koetuloksia ja määritettäessä kalliopohjavesisysteemin puskurikykyä hapellista
pohjavettä vastaan.
Olkiluodon paleohydrogeologiaa
koskevassa raportissa yhdistettiin hydrogeologiasta, pohjavesikemiasta, matriksihuokosvesistä, mineralogiasta ja
kiven rakenteesta tehdyt havainnot malliksi, joka kattaa hydrogeokemiallista
kehitystä kallioperän muodostumisesta
lähtien. Mallissa esitetään vaihtoehtoisia
tulkintoja rakopohjaveden ja kiven huokosveden välillä havaitun suolaisuusepätasapainon selitykseksi. Tulokset
viittaavat vähintään luokkaa 105–106
vuotta kestäneeseen vuorovaikutukseen
suolaisen rakopohjaveden ja huokosveden välillä. Jatkotutkimuksilla pyritään
selvittämään, onko suolaisuusero seurausta kemiallisesta epätasapainosta vai
vallitseeko vesien välillä tasapainottunut
olotila, jota kontrolloi kiven diffuusioominaisuudet. Kvartäärikautta kattavaa
osaa mallista hyödynnetään Olkiluodon
pohjaveden virtausmallin alku- ja reunaehtoina sekä mallin kalibroinnissa.
Lisäksi paleohydrologiseen kehitykseen
liittyen on meneillään reaktiivisen kulkeutumismallinnuksen kehityshanke,
jossa simuloidaan kytketysti virtausta
ja geokemiallista kehitystä HZ19rakenteessa viimeisen 2000 vuoden
aikana. Kehittämishankkeen tavoitteena
on kehittää lähestymistapaa toimintakykyanalyysin tarpeita varten, kalibroida
laskennan kykyä huomioida meteorisen
veden suotautumisen suolaisuuskehitystä sekä arvioida vesi-kalliosysteemin
puskurikyvyn toimivuutta.
Pohjaveden sulfaatin pelkistymisen osalta saatiin päätökseen osittain
ONKALOssa suoritetut SURE-kokeet
(Sulphate Reduction Experiment), joilla
selvitettiin erityisesti suolaisten pohjavesien kannalta oleellisen metaanin
roolia mikrobien energialähteenä niiden
pelkistäessä sulfaattia sulfidiksi. Kokeissa kasvatettiin reaktioastioihin SO4tai CH4-pitoisia pohjavesiolosuhteita
edustavat mikrobikannat, joita sitten
ruokittiin potentiaalisilla energialähteillä. Metaanin merkitys SO4-pelkistysprosessissa havaittiin vähäiseksi, sen
sijaan vetykaasu aktivoi sulfaatin pelkistäjä-mikrobeja merkittävästi. Koesarjan
ensimmäisen vaiheen tulokset on jo raportoitu, siinä on laskettu myös SO4:n
pelkistymiselle nopeustekijöitä. Toisen
sekä kolmannen vaiheen tulokset ovat
raportoitavina ja julkaistaan 2015. Rakokalsiittitutkimuksilla on pyritty myös
tarkentamaan metaanin pitkäaikaista
merkitystä mikrobien energialähteenä,
mm. sulfaatin pelkistyksessä. Aiemmat
SIMS-laitteistolla tehdyt mikroanalyysit rakopintapyriiteistä osoittivat, että
mikrobien SO4:stä pelkistämää sulfidia on saostunut pyriittinä. Käytettävä
energialähde hapettuu ja esim. metaani
muuttuu karbonaatiksi ja edelleen saostuu kalsiittina rakopinnoille. Vastaavilla
SIMS-mikroanalyyseillä selvitettiin
mahdollista metaaniperäisen kalsiitin
osuutta rakopinnoilla. Tulosten mukaan
kallion yläosassa (< 60 m:n syvyydessä)
havaitaan myös metaaniperäistä kalsiittia, joskin sen osuus on vähäinen.
Seuraava paikkamallinnuskierros
käynnistettiin hydrogeokemian osalta
aloittamalla ns. dataraportin valmistelu.
Ko. raportissa arvioidaan pohjavesinäytteiden ja analyysitulosten edustavuus
sekä tehdään perustulkinnat liuenneille
kemian komponenteille, kaasuille ja
niiden isotoopeille. Dataraportti tulee
toimimaan seuraavan hydrogeokemian
malliraportin taustaraporttina.
Kalliomekaniikka
Kalliomekaaninen mallinnus keskittyi
vuonna 2014 POSE-kokeen kolmen vaiheen ennustelaskelmien raportointiin,
kaikkien kolmen vaiheen mallinnuksiin sekä POST-projektin synteettisten
rakoleikkauskokeiden mallintamiseen.
Lisäksi ennustemallinnuksia tehtiin
POSE- ja POST-projekteja tukeville
tutkimuksille kuten BTS (Borehole
Thermal Spalling) - ja komunpudotuskokeille ONKALOssa. Vuonna 2015
tehtävän ”KBS-3H Safety case” -analyysin mallinnustöiden koordinointi
aloitettiin 2014 aikana.
POSE-kokeen ensimmäisen ja toisen
vaiheen 3DEC-ennustelaskelmat saatiin
raportoitua ja täten kaikki POSE-kokeen
kolmen vaiheen 3D-ennustelaskelmat
on saatu raportoitua ja julkaistua Posivan työraportteina vuoden 2014 aikana. POSE-kokeiden rakomekaanisten
Fracod2D-ennustelaskelmien raporteista saatiin vuonna 2014 valmiiksi
luonnosversiot. POSE-kokeiden mallinnukset etenivät vuoden 2014 aikana,
mutta vähäisen laboratoriodatan vuoksi
mallien tarkkuus ei ollut riittävä havaitun vaurion laajuuden suhteen. Täten
malleja tulee tarkentaa laboratoriotesteistä saatavalla datalla ja POSE-kokeen
mallintamiseen lähtöarvoina tarvittavat
laboratoriotestit valmistuvat helmikuun
2015 aikana. Lisäksi rakomekaaniseen Fracod2D-ohjelmistoon teetettiin
lisämoduuli, joka mahdollistaa suuntautuneen gneissiä vastaavan kivilajin
mallintamisen mahdollisimman tarkasti.
Jännitystilatulkinnan epävarmuuteen
haettiin varmennusta tutkimustilassa 3
suoritetulla BTS-kokeella. BTS-kokeeseen tehtiin rakomekaaniset ennustemallit Fracod2D-ohjelmistolla, joista saatua
vauriomekanismia verrataan kokeessa
havaittuun toteutuneeseen vaurioon
ja tämän avulla pyritään päättelemään
toisistaan poikkeavan jännityskentän
suunta.
Vuoden 2014 aikana aloitettiin
POST-projektin synteettisten rakoleikkauskokeiden mallintaminen. Mallien
tarkoituksena on jäljitellä laboratoriossa suoritettavia leikkauskokeita ja
tutkia raon mekaanista vastetta ja niistä
saadaan arvokasta lisätietoa erilaisten
rakogeometrioiden leikkauslujuudesta
ja leikkauslujuuteen kriittisesti vaikuttavista parametreista. Vuoden 2014 aikana
luotiin metodologia rakoleikkauskokeiden mallintamiseen ja ennustelaskelmat POST-projektin in-situ-kokeen
toteuttamiseksi aloitettiin. ONKALOn
parkkihallissa suoritetaan hallittua komunpudotuskoetta, joissa synteettisen
mallin vasteita, kuten leikkauskokeessa
syntyvät voimat ja siirtymät, voidaan
verrata toteutuneeseen pienen mittakaavan in-situ-kokeeseen.
Olkiluodon kalliomekaanisen mallin
(RMM) koostamista jatkettiin vuonna
19
2014. RMM-version 3.0 raportista saatiin tehtyä luonnosversio. Raportti tullaan julkaisemaan vuoden 2015 aikana.
Tulevan ”KBS-3H Safety Case”
-analyysin kalliomekaanisten mallien
koordinointi aloitettiin. Mallit valmistuivat vuoden aikana, mutta raportointityö
jäi vielä kesken. Mallien tarkoituksena
on päivittää vuonna 2008 tehdyn ”KBS3H Safety Case” -analyysin pohjatiedot
2014 datan tasolle ja tutkia lisääntyneen lähtöarvojen varmuuden tuomaa
eroa mallinnuksiin. Lisäksi kasvanut
ymmärrys kallion mekaanisesta käyttäytymisestä mahdollistaa tarkempien
plastisten mallien teon, jotka ennustavat
loppusijoitustunnelien käyttäytymistä ja
mahdollista vaurioitumista tarkemmin
kuin vuonna 2008 tehdyt mallit.
Pintaympäristö
Olkiluodon alueella tehdyt pintaympäristön paikankuvaustyöt sisältyvät
pääosin monitorointiohjelmaan. Pintaympäristön monitoroinnin (ks. luku
Monitorointiohjelma) lisäksi vuonna
2014 toteutettiin pintaympäristöön
liittyen kampanjaluonteisia biosfääritutkimuksia, jotka ovat osa TURVA2020-turvallisuusperustelutyötä. Näistä
valtaosa sijoittui Olkiluodon ulkopuolelle. Tutkimukset on kuvattu kappaleessa
Biosfääri. Osana paikankuvausta aloitettiin Olkiluodon alueen maaperän ja
ympäröivien vesialueiden sedimenttien
kerrosmallin päivitystyö.
KALLIOLUOKITTELU
Kallion soveltuvuusluokitteludemonstraatio ja sen laajentaminen
Vuoden 2014 aikana ei demonstraatiotiloissa jatkettu kallion soveltuvuusluokittelun demonstroimiseen suoraan
liittyviä töitä. Tammikuussa 2014 laadittiin demonstraatiotiloissa vuoden 2013
aikana tehdyistä, POPLU-projektin
tulpan paikan valintaan liittyvistä soveltuvuusluokitteluista muistio projektin käyttöön. Demonstraatiotunneliin 2
suunniteltujen koeloppusijoitusreikien
aukiporaaminen aloitettiin vasta loppusyksystä, eikä työ valmistunut vuonna
2014, minkä vuoksi kallion soveltuvuusluokittelutyö saatetaan ko. tunnelin
osalta päätökseen vasta vuoden 2015
aikana. Tämä ja muut vuonna 2012
20
ilmestyneessä RSC-2012-raportissa kuvattujen demonstraatiovaiheiden jälkeen
tehdyt soveltuvuusluokittelutyöt tullaan
raportoimaan täydentävänä työraporttina vuonna 2015.
YJH-2012-ohjelmassa mainituista,
demonstraation laajentamiseen liittyvistä kairauksista ja tutkimuksista saatuja
tuloksia hyödynnettiin vuoden 2014
lopulla alkaneessa pienen mittakaavan
mallin päivityksessä (ks. kappale Geologian mallinnus, s. 17). Vuonna 2013
suoritetun tunneliseismisen luotauskampanjan ja keväällä 2014 suoritetun
latauspotentiaalimittauskampanjan
tulokset saatiin käyttöön loppukesällä
2014. Tulosten perusteella voidaan
alustavasti todeta, että seismisen menetelmän käyttöä kallion soveltuvuusluokittelun tarvitseman tiedon tuottamisessa hankaloittavat suuresti luotauksen
tulosten käsittelyn ja esitulkinnan hitaus
sekä tulosten suuri tulkinnanvaraisuus;
latauspotentiaalimittausten tuottama
aineisto osoittautui jälleen varsin käyttökelpoiseksi pienen mittakaavan mallinnukselle.
Kallion soveltuvuusluokittelun
jatkokehitys
Vuonna 2014 jatkettiin kallion soveltuvuusluokittelua kuvaavan ja ohjeistavan
menettelyohjeen (ns. RSC-käsikirjan)
kirjoitustyötä ja ensimmäinen hyväksytty versio ohjeesta valmistui vuoden
2014 lopussa. Vuonna 2012 ilmestyneessä, kallion soveltuvuusluokittelua
kuvaavassa raportissa esitettyjen kallion tavoiteominaisuuksien ja niihin
pohjautuvien soveltuvuuskriteerien
(RSC-II-kriteerit) kehittämistä jatkettiin
YJH-2012-ohjelman mukaisesti osana
Posivan vaatimustenhallintajärjestelmä
VAHAn kehitystyötä. Kehitystyötä tehtiin osittain yhteistyönä SKB:n kanssa.
Vuoden aikana jatkettiin YJH2012-ohjelman mukaisesti myös kallion soveltuvuusluokitteluun liittyvien
havainto- ja tutkimusmenetelmien arviointia ja kehittämistä. Sekä kriteerien
että menetelmien osalta esillä olivat
erityisesti hauraiden rakenteiden mekaaniseen stabiilisuuteen liittyvät kysymykset, joihin liittyen mm. arvioitiin mallinnuksen keinoin Olkiluodon hauraiden
rakenteiden maanjäristyspotentiaalia.
Työstä julkaistiin raportti vuonna 2014.
Myös loppusijoitustunnelien ja -reikien
vesivuotoihin liittyvien kriteereiden
ja havaintomenetelmien kehitystyötä
jatkettiin mm. testaamalla demonstraatiotunnelin 2 koeloppusijoitusreikien
pilottirei’issä vesimenekkitutkimuksia,
jotka toteutettiin yhdessä SKB:n kanssa.
Tutkimus tähtää loppusijoitusreikien
vedenjohtavuutta käsittelevien kriteereiden ja niiden varmentamiseen tarvittavien mittausmenetelmien kehittämiseen.
Myös työtä soveltuvuuskriteereiden
määrittämiseksi KBS-3H-ratkaisulle jatkettiin YJH-2012-ohjelman mukaisesti
vuonna 2014.
Teknisten vapautumisesteiden tutkimus, kehitys
ja testaus
Posivan konseptissa teknisiä vapautumisesteitä (EBS, Engineered Barrier
System) ovat kupari-valurautakapseli,
puskuri, täyttö ja tulppa sekä sulkurakenteet. Kallio on luonnollinen vapautumiseste. Loviisan ja Olkiluodon
polttoaineille on suunniteltu erilaiset
kapselit, koska laitosten polttoaineelementit ovat malliltaan ja pituudeltaan erikokoisia. Kapselin halkaisija
on kaikille polttoaineille sama. Puskuri koostuu bentoniitista puristetuista kiekon ja renkaan muotoisista
lohkoista. Täyttölohkot koostuvat
vastaavasti savimateriaalista puristetuista suorakulmaisista lohkoista.
Loppusijoitustunnelin päähän valetaan matalan pH:n sementistä tulppa
ja lopuksi kaikki tilat suljetaan erilaisilla ja eri materiaaleista koostuvilla
sulkurakenteilla.
KAPSELI
Kapselin suunnittelu ja toimintakyky
Kapselien suunnittelussa tehtiin vuoden 2014 aikana kapselin kuparivaipan
sulkemismenetelmien vertailu ja käytettävän menetelmän valinta (ks. kohta
Kapselin sulkeminen, s.22). Lisäksi
jatkettiin sisäkannen tiivisteratkaisujen
kehittämistä.
Vuoden 2014 aikana valmistui
yhteistyössä SKB:n kanssa todennäköisyyspohjainen analyysi kapselin
käyttäytymisestä kalliosiirroksissa.
Analyysillä saatiin entistä realistisempi
kuva tapahtumaan liittyvästä riskitasosta
ja vaadittavista materiaalin sitkeys- ja
eheyskriteereistä. Loppuvuodesta selvitettiin myös mahdollisuuksia rajoittaa
bentoniittipuskurista kapseliin aiheutuvaa painekuormitusta ja puskurin kykyä
rajoittaa kalliosiirroksen aiheuttamaa
muodonmuutosta kapselissa. Tämä
puskurin ominaisuuksien tutkimus jatkuu edelleen.
Vuonna 2007 aloitettuja elektronisuihkuhitsattujen näytteiden virumiskokeita jatkettiin vuonna 2014, jotta
saadaan lisää tietoa kapselin eliniän
mallintamista varten.
Tutkimuksia kapselin vauriomekanismeista on myös jatkettu vuoden
aikana erilaisten korroosiomuotojen
poissulkemiseksi. Eräissä hapettomissa
vesiympäristöissä tehdyissä kokeissa on
saatu viitteitä siitä, että kupari reagoisi
suoraan veden kanssa. Tästä aiheesta on
jatkettu vuonna 2009 VTT:llä aloitettuja
monivuotisia kokeita kuparin korroosiosta hapettomassa vesiympäristössä.
Työssä toistetaan Hultquistin ym. (2009)
julkaisemia kokeita. Tämän lisäksi on
suunniteltu täydentäviä kokeita SKB:n
tekemille kokeille, joissa on osoitettu,
että kokeissa havaittu vedyn muodostus
ei johdu kuparin korroosiosta, vaan havaitut vähäiset vetymäärät ovat peräisin
materiaalista itsestään.
Kapselin valmistus
Kuparikapselin valmistuksen kehitystä
jatkettiin yhteistyössä SKB:n kanssa.
Vuonna 2013 pisto-vetomenetelmällä
valmistetun kupariputken tutkimustyö
saatettiin loppuun vuoden 2014 aikana
(kuva 6). Putken metallurginen rakenne
ja mekaaniset ominaisuudet olivat vaatimusten mukaiset, paitsi putken pohjan alueella, jossa paikallisesti esiintyi
lievää raekoon ylitystä. Tämän takia
putken valmistusprosessin optimointia jatkettiin elementtimenetelmään
perustuvalla DEFORM-ohjelmistolla
tavoitteena putken pohjan raekoon hienontaminen.
Vuoden aikana valettiin kaksi kuparivaluaihiota, joista toinen on prosessoitavana pisto-vetovalmistuskokeessa.
Kuparikansien valmistuksen kehitystyötä jatkettiin edelleen optimoimalla taottavan lähtöaihion mittasuhteita
FEM-mallinnuksen avulla. Vuoden
2014 aikana tehtiin kuusi NDT-tarkastuksissa (ainetta rikkomattomat) metallurgiselta rakenteeltaan virheettömäksi
todettua kantta. Kannet käytetään kitkatappihitsauskokeisiin.
OL1- ja OL2-polttoaineelle suunnitellun BWR-sisäosan valmistuksen
kehitystyötä jatkettiin Suomessa. Joulukuussa 2013 koevaletun sisäosan tutkimustyötä jatkettiin vuonna 2014. Lisäksi
tammikuussa koevalettiin toinenkin
sisäosa. Molempien sisäosien mekaaniset ominaisuudet ja dimensiot täyttivät
vaatimukset. Tammikuussa koevalettu
Kuva 6. Kuparikapselin kuumamuokkaus pisto-vetomenetelmällä. Vetovaiheessa muokkauksen edetessä putken seinämä ohenee, jolloin siihen varastoituva energia käynnistää raerakenteen uudelleen kiteytymisen eli rekristallisaation. Muokkausaste
FEM-mallinnuksessa on kuvattu efektiivisellä venymällä, jonka suuruutta on havainnollistettu eri värein.
21
sisäosa otettiin loppuvuodesta laajempiin rikkoviin kokeisiin, jonka tuloksia
on odotettavissa alkuvuodesta 2015.
Posiva osallistuu Tekes-rahoitteeseen FIMECC BSA (Breakthrough
steels and applications) -ohjelmaan,
jossa tarkoituksena on selvittää toisen
sukupolven liuoslujitetun pallografiitin
soveltuvuutta sisäosan materiaaliksi.
Ohjelman puitteissa koevalettiin vuoden
2014 aikana yksi BWR-tyyppinen sisäosa liuoslujitetusta EN-GJS-500-14-pallografiitista. Uuden materiaalin soveltuvuutta selvitetään edelleen.
Kapselin sulkeminen
Vuoden alussa tehtiin kapselin sulkemismenetelmän valinta laajojen vertailujen ja asiantuntijaryhmän esittämien
näkökohtien perusteella. Menetelmän
valintaprojektiin ja tausta-aineistoon
perustuen kitkatappihitsaus (FSW) valittiin lopulliseksi kapselointilaitoksessa
käytettäväksi sulkemismenetelmäksi ja
valinta julkistettiin maaliskuussa 2014.
Menetelmän sovellettavuutta kehitetään
jatkossa SKB:n aikaisemman kehitystyön asettamista lähtökohdista. Valinnan
jälkeen elektronisuihkuhitsausmenetelmän (EBW) kehitystyö lopetettiin.
Hitsausmenetelmän valinnan jälkeen
FSW:n kehitystyötä jatkettiin SKB:n
kanssa (kuva 7) ja avoinna olevat kehitystyöt on tarkoitus suorittaa yhteistyössä vuoden 2016 loppuun mennessä.
Syksyn 2014 aikana suoritettiin uuden
kaasusuojausyksikön valmistus sekä
asennus SKB:n hitsausasemaan, kannen
designin optimointitestit, hitsausrailojen
puhdistuskokeet, hitsauksen syvyyskontrollin taustatutkimuksia ja aloitettiin hitsauksen pätevöinnin suunnittelu.
Vuonna 2013 hitsattujen kolmen
kannen hitsausliitosten karakterisointi
rikkovin menetelmin aloitettiin kesällä
2014. Tavoitteena on määrittää hitsausparametrien vaikutusta hitsausvirheisiin, tarkastella NDT:llä löydettyjä
hitsausvirheitä sekä määrittää hitsien
muokkautumisastetta.
FSW-hitsausaseman esisuunnittelutyö aloitettiin elokuussa 2014 ja
suunnittelutyö kesti koko loppuvuoden.
Suunnittelutyön tarkoituksena oli saada
riittävät lähtötiedot kapselointilaitoksen
suunnittelulle, päivittää järjestelmäkuvaus sekä luoda sopiva hitsausaseman
peruskonsepti vuoden 2015 aikana tehtävälle detaljisuunnittelulle.
FSW:n kansien valmistusmenetelmän kehitystä jatkettiin ja syksyllä valmistettiin kuusi kantta, joita tullaan käyttämään vuoden 2015 hitsauskokeissa.
Kapselikomponenttien ja hitsien
tarkastus
Helmikuussa 2014 Olkiluodossa tarkastettiin kupariputki T84. Keväällä tehtiin
joitakin kupariputkien (T53, T58, T64)
ultraäänen lisämittauksia vuoden 2013
vaimennusmittauksiin. Niistä tutkitaan
vikojen havaittavuutta kupariputkissa
yhteistyössä saksalainen tutkimuslaitoksen BAM:n kanssa. Komponenttien
tarkastuksen osalta suoritettiin sisäosien
I72 ja I73 (BWR, OL1/OL2-tyyppinen
sisäosa) mittaukset Olkiluodossa. Sisäosat olivat NDT:n perusteella laadultaan
erinomaisia. Sisäosa I74 tarkastettiin
elokuussa ja siinä havaittiin iso särö,
joka teki ko. sisäosan laadusta hylättävän. Kesäkuussa 2014 tutkittiin yksi
valuaihio (kupariputken T85 valuaihio)
valmistustilassa valun jälkeen pyörrevirtamittauksella ja vastaavasti marraskuussa putken T86 valuaihio. Tavoitteena on
saada tietoa valutilaisen kuparivalanteen
pintavikojen mittaamisesta.
Joulukuussa Posiva tarkasti 4 kitkatappihitsiä. Tarkastustekniikoita kehitettiin ja ne toteutettiin ko. hitseille.
Näistä hitseistä löytyi usean tyyppisiä
vikoja, joita tutkitaan ja analysoidaan
vuoden 2015 aikana tarkemmin ja osalle
näyttämistä tehdään metallografiatarkastus. Pääasiassa vikatyypit olivat
hitsin pinnalla ja juuressa. Alustavien
hyväksymisrajojen perusteella kaikki
kitkatappihitsit eivät täyttäneet NDT:n
edellyttämiä laatuvaatimuksia ja tarkempi analysointi suoritetaan vuoden
2015 aikana. Nämä hitsit valittiin alun
perin tarkastukseen sillä perusteella, että
ne sisälsivät hyväksymisrajan ylittäviä
näyttämiä.
Kuparikansia valmistettiin kaksi
kuuden kannen sarjaa vuoden 2014
aikana. Ensimmäinen sarja ei täyttänyt
hyväksymiskriteerejä. Toinen sarja oli
erinomainen. Kaikki toisen sarjan kannet tarkastettiin ja ne olivat laadultaan
tasaisia ja selvästi hyväksymiskelpoisia.
Vuonna 2013 kehitettyä valuaihion
tarkastusmanipulaattoria jatkojalostet-
Kuva 7. Posivan Tero Purhonen puhdistaa kuparikantta Oskarshamnissa ennen hitsausta. Toisessa kuvassa on FSW-kapselihitsin
hie. Kuvat on otettu Posiva-SKB-yhteistyöprojektin kesän hitsauskokeista.
22
tiin vuoden 2014 aikana ja kehitystyö on
tarkoitus saattaa loppuun 2015 aikana.
Posivan vuonna 2013 hitsatut kitkatappihitsit esiteltiin raportissa, jossa
esitettiin alustavasti myös se, miten
kapselikomponenttien kitkatappihitsin
tarkastus tullaan suorittamaan. Raportissa annetaan alustavat hyväksymisrajat
ja havaittujen näyttämien käsittely havaitsemisesta hitsin laadun arviointiin
asti sekä käydään läpi hyväksymis- ja
hylkäämismenettely.
Kapselien hankinta
Kapselin hankintaprojektissa kartoitettiin vuoden 2014 aikana kapselin
hankintaketjun vaihtoehtoja, erityisesti kapselin kokoonpanoa eli sisäosan
asentamista kuparivaipan sisään. Myös
koneistus- ja tarkastusmahdollisuudet
huomioitiin. Selvitystyössä arvioitiin
yhdeksää suomalaista toimijaa ja kriteereinä olivat mm. kaupallinen kiinnostus
hankkeeseen, laite- ja tilavalmiudet,
varastointitilat, käytössä olevat laatujärjestelmät, yrityksen vakaus sekä sijainti
kapselointilaitokseen nähden. Kriteerit
pisteytettiin ja toimittajien potentiaalisuus arvioitiin tämän mukaisesti.
Hankintaprojekti liittyi SKB:n kanssa
yhteistyössä toteutettuun projektiin,
jonka osakokonaisuus käsitteli kapselin
valmistuksen tuotantosysteemiä, mm.
resursointi- ja työmääräarvioita, kuljetus- ja asennusratkaisuja sekä logistista
kokonaisratkaisua.
PUSKURI
Puskurin suunnittelu
Puskurin rakennesuunnitelman laatimista jatkettiin vuoden 2014 aikana.
Puskurin ja täytön vuorovaikutuksen
tutkimista varten suunniteltiin laboratoriolaite ja sen valmistus aloitettiin.
Laitteella pystytään tutkimaan puskurija täyttömateriaalien alkuvaiheen käyttäytymistä sekä veden käyttäytymistä
ja kulkeutumista puskurin ja täytön
rajapinnassa.
Täyden mittakaavan loppusijoituskokeen (FISST, Full-scale In-situ System Test) esisuunnittelu alkoi vuonna
2014.
Puskurin toimintakyky
Puskurin paisuntapaineiden kehittymi-
sen tutkimusta on jatkettu edelleen eri
mittakaavoissa tehtyjen kokeiden avulla
ja niiden tietokonesimuloinneilla (mm.
1:6- ja 1:2-mittakaavan puskurikokeet
sekä pellettitäytteistä rakoa simuloivat
kokeet). Keskeisimpänä tuloksena on
saatu kuvattua aiempaa useammissa
olosuhteissa puskurin eri osien vesipitoisuuksia ja paisuntapaineita. Tämän
lisäksi on edelleen panostettu valittujen
mallien kehittämiseen Posivan käyttötarkoituksiin sopivaksi sekä puutteiden
korjaamiseen. Tämä mallin kehitys on
kohdistunut erityisesti saven paisumista
kuvaaviin malleihin.
Vuoden 2014 aikana osallistuttiin
SKB:n koordinoimaan EBS Task Force -hankkeeseen, jossa kehitetään menetelmiä ja mallinnustyökaluja savien
käyttäytymisen arvioimiseksi. Alkutilan
tiheyserojen tasaantumista on arvioitu
EBS Task Forcen homogenisoitumistestitapausten toistokokeilla, niiden tietokonesimuloinneilla sekä kehittämällä
edelleen lohko-pellettijärjestelmälle kehitettyjä koejärjestelyjä. Lisäksi on tehty
ennusteita yhteisiksi testitapauksiksi
valituista vapaan paisunnan kokeista.
Materiaalien tiheyserojen tasaantumisen
analyysejä on edelleen jatkettu olemassa olevien epävarmuuksien pienentämiseksi hyväksyttävälle tasolle myös
pienen mittakaavan puskurikokeissa
laboratorio-olosuhteissa. Edellä kuvatun uuden kokeellisen aineiston tilastollisen analyysin perusteella arvioita
savimateriaalien kanavoitumisen ja siitä
aiheutuvan mekaanisen eroosion kyvystä kuljettaa kiintoainetta on onnistuttu
tarkentamaan.
Laimean veden aiheuttamaa puskurimateriaalin eroosiota on tutkittu
laboratoriokokeissa 1:88-mittakaavassa reologisin mittauksin. Tehty työ on
osa BELBaR EU-hanketta. Meneillään
olevien töiden keskeisiä tuloksia ovat
mm. painovoiman mahdollinen vaikutus
eroosioon (sen alkamiseen ja nopeuteen)
sekä raossa olevan eroosiovyöhykkeen
kolmiulotteinen topologia. Grimselin
kalliolaboratoriossa tehtävässä CFMkokeessa (Colloid Formation and Migration) valmistaudutaan eroosiokokeen
aloittamiseen.
Sementeistä liuenneiden aineiden
rapautumisesta, kulkeutumisesta kallion
rakoverkostossa sekä vuorovaikutuksesta muun loppusijoitusjärjestelmän
kanssa on julkaistu raportti. Grimselin
kalliolaboratoriossa meneillään olevasta LCS-kokeessa (Long-term Cement
Study) havainnot rajoittuvat merkityksettömän vähän kohollaan olevaan OHionien pitoisuuteen.
Puskurin mekaanista käyttäytymistä kalliosiirrostapauksessa on arvioitu
kokeellisesti aiemmissa analyyseissä
käytetyn materiaalimallin validoimiseksi. Lisäksi on verrattu eri tietokonesimulointiohjelmistojen soveltuvuutta
tällaisten analyysien tekemiseen sekä
analyyseihin liittyviä epävarmuuksia ja
virhelähteitä.
Montmorilloniitin mineralogisesta
muuntumisesta tehtyjen johtopäätösten
varmistamiseksi on tehty kokeita korkeassa lämpötilassa (270 ºC). Kokeiden
tulokset raportoidaan vuonna 2015.
Tiedonvaihtoa vastaavista selvityksistä
SKB:n ja sveitsiläisen Nagran kanssa
jatkettiin.
Lämpötilan ja pohjaveden pitkäaikaisesta vaikutuksesta mahdollisesti
aiheutuvan, puskurin tehollisen montmorilloniittipitoisuuden (EMDD, effective montmorillonite dry density)
pieneneminen on perustunut ensisijaisesti laskennallisiin analyyseihin. Saatujen tulosten validointityö on aloitettu
koematriisin suunnittelulla.
Posiva jatkoi osallistumista Grimselin kalliolaboratorion ison mittakaavan FEBEX-kokeeseen. Vuoden 2014
aikana aloitettiin kokeen purkamisen
suunnittelu.
Peruskallion ja bentoniittipuskurin välinen vuorovaikutus on havaittu
vapautumisesteiden toimintakyvyn
varmistamisen kannalta tärkeäksi tutkimuskohteeksi, joten vuorovaikutusilmiön analysointia on jatkettu pohjaveden
virtaukseen ja radionuklidien kulkeutumiseen keskittyvän kansainvälisen
Äspö Task Forcen mallinnustehtävänä.
Mallinnuksen kokeellisena vertailukohteena on käytetty Äspön kalliolaboratoriossa tehtävää yhdistettyä pohjaveden
virtaus- ja bentoniitin kastumiskoetta
nimeltään BRIE (Bentonite Rock Interaction Experiment), jonka eri vaiheita
on pyritty ennustamaan ja toistamaan
tietokonesimuloinnein.
23
Vuoden aikana on jatkettu ONKALOssa tehtävän FISST-kokeen
(Full-scale In-situ System Test) tietokonesimulointeja kokeen teknisten
yksityiskohtien sekä monitoroinnin
suunnittelemiseksi. Lähialueen hydrologista kuvausta on kehitetty lisäämällä
hydrogeologisia yksityiskohtia sekä
testaamalla Code_Bright-ohjelmiston
uusien ominaisuuksien käytettävyyttä
näiden piirteiden simuloimiseksi. Alustavat analyysit on tehty, mutta tulosten
raportointi on kesken.
Vuonna 2014 aloitettiin uusi reaktiivisen kulkeutumisen mallinnushanke
Bernin yliopistossa. Hankkeessa arvioidaan puskurin ja täytön minerologian ja
huokosveden koostumuksen kehittymistä pohjaveden koostumuksen mahdollisesti muuttuessa. Loppusijoitustunnelin
ja loppusijoitusreikien geometriat tullaan esittämään mahdollisimman realistisesti. Kytketyt ilmiöt, kuten lämmön
siirtyminen sekä nesteiden ja kallion
vuorovaikutus mallinnettiin ja mallinnusta jatketaan. Ensimmäisiä tuloksia
esiteltiin SKB:n järjestämässä EBS Task
Force -työkokouksessa joulukuussa.
Vuonna 2014 jatkettiin VTT:n
kanssa montmorilloniitin kationinvaihtoreaktioiden mallinnusprojektia käyttäen molekyylidynaamisia simulointeja.
Kuva 8. Lattian tasauskerroksen testaus.
24
Itä-Suomen yliopiston kanssa jatkettiin
EAKR:n ”Liukuvat pinnat” -hanketta.
EAKR/TEKES-hankkeen loppuraportti tullaan julkaisemaan vuoden 2015
alkupuolella.
Puskurikokeet ONKALOssa
Vuoden 2011 lopussa ONKALOn tutkimustilaan 1 asennettiin 1:3-mittakaavan
puskurikoe. Kokeessa asennettiin kallioreikiin kaksi erillistä puskurikoetta,
joista toinen keinokasteltiin ja toisen
annettiin vettyä reiästä tihkuvan veden
vaikutuksesta. Suunnitelman mukaisesti
viimeksi mainittu koe purettiin vuoden
2013 lopussa. Toisen kokeen ylläpitoa
jatkettiin vuonna 2014.
Puskurimateriaalin hankinnasta on
kerrottu kohdassa Savikomponenttien
hankinta, s. 25.
TUNNELIEN TÄYTTÖ JA
PÄÄTYTULPPA
Täyttödesign ja toimintakyky
Vuoden 2014 aikana tehtiin täytön
pääkomponenttien (lohkotäyttö, pellettitäyttö ja lattian tasauskerros) materiaalien valintaa varten kartoitettujen materiaalien joukosta valituille materiaaleille
tarkempia karakterisointitutkimuksia.
Vuoden aikana arvioitiin uudelleen aikaisemmin tehdyt suunnitelmat
täyttötoiminnan aikaisten vuotovesien
hallintaan, jotta täyttötoiminta olisi
mahdollista vuotovesistä huolimatta.
Arvioinnin perusteella laadittiin yksityiskohtaiset testaus- ja kehityssuunnitelmat lupaavimmille ratkaisuille, kuten
vesivuotojen ohjaamiselle tasaisesti
laajemmalle alueelle täytön ja kallion
rajapinnalla sekä erilaisille tulpille. Työ
tehtiin yhteistyössä SKB:n kanssa.
Täytön komponenttikohtaiset asennuskokeet aloitettiin tekemällä lattiantasauskerroksen kokeet maanpinnalla
(kuva 8). Kokeet tehtiin kolmella eri
materiaalilla, joista sopivin valittiin
ONKALOssa toteutettaviin asennuskokeisiin.
Vuonna 2014 rakennettiin suunnitellut laboratoriokoelaitteistot täyttökonseptin alkutilan tutkimusta varten
(kuva 9) sekä jatkettiin tutkimuksia
alkuvaiheen kosteuden jakautumisesta
pellettikerroksessa.
Päätytulppa
Vuonna 2012 käynnistetty projekti loppusijoitustunnelin päätytulpan toteuttamiseksi komponenttikohtaisena testinä
(POPLU) jatkui vuonna 2014. Täydenmittakaavan päätytulppatesti POPLU
on osa EU:n 7. puiteohjelman DOPASprojektia, joka käynnistyi syksyllä 2012
Kuva 9. Vasemmalla kuva täytön toimintakyvyn selvittämisessä käytettävästä 1:6-koelaitteesta ja oikealla esimerkki kastumisrintaman etenemisestä yhden tunnin kuluttua 0,1 l/min pistemäisen vesisyötön aloittamisen jälkeen.
ja päättyy vuonna 2016.
Testitulpan yksityiskohtaista rakennesuunnitelmaa päivitettiin ja kehitetylle betonireseptille tehtiin lisätarkasteluja. Lisäksi tulpan paineistussuunnitelma
otettiin uudelleen tarkasteluun SKB:n
kanssa yhteistyönä Äspön kalliolaboratoriossa toteutetun DOMPLU-testitulpan paineistussuunnitelman toteuttamisesta saatujen kokemusten perusteella.
Tulpan paikan työstö demonstraatiotunnelissa 4 käynnistyi ja valmistui pääosin. Tulpan betonoinnista tehtiin kaksi
erillistä menetelmäkoetta betonireseptin
toimivuuden sekä valussa käytettävien
työmenetelmien varmistamiseksi.
Savikomponenttien hankinta
Vuonna 2014 jatkettiin vuonna 2013
aloitettua puskuri- ja täyttölohkojen hankintatapaselvitystä. Työn ensimmäinen
vaihe valmistui 2014. Siinä kartoitettiin
mahdollisia lohkojen valmistajia ja arvioitiin mahdollisuuksia valmistaa lohkoja
itse Olkiluodossa. Työn tulosten perusteella siirryttiin hankintaselvityksen seuraavaan vaiheeseen, jossa on kartoitettu
eri sidosryhmien kiinnostusta valmistaa
lohkoja yhteistyössä Posivan kanssa.
Puskurilohkojen osalta työssä arvioitiin myös valmistusmenetelmän
vaikutusta valmistuskustannuksiin, sillä
valmistus voidaan tehdä vaihtoehtoisesti
joko isostaattisella tai yksiaksiaalisella
menetelmällä. Vastaavasti valmistusmenetelmän vaikutusta puskurilohkon tek-
nisiin ominaisuuksiin on tutkittu yhteistyössä Posivan ja SKB:n kanssa. Tämän
työn tulokset raportoidaan vuoden 2015
aikana. Posiva on valmistanut puskurin
testilohkoja isostaattisella menetelmällä,
kun taas SKB on valmistanut lohkoja
yksiaksiaalisella menetelmällä. Sekä
Posivan että SKB:n tarkoitus on valita
optimaalinen valmistusmenetelmä.
Täyttölohkojen valmistus on puskurilohkojen valmistusta yksinkertaisempaa ja mahdollisia valmistajia on
enemmän tarjolla. Valmistustestejä
on tehty Friedland-saven lisäksi myös
bentoniittimateriaalilla. Työn seuraavissa vaiheissa tavoitteena on tuottaa
tulevissa demonstraatioissa käytettävät
testilohkot.
TILOJEN SULKEMINEN
Tilojen sulkemisen kehitystyön lähtökohtana tulevina vuosina on tarkentaa
vaatimusmäärittelyjä ja muokata vaatimusrakennetta erityisesti spesifikaatioiden osalta. Tämä työ käynnistyi
vuonna 2014.
Euratomin seitsemännen puiteohjelman osana toteutettavan DOPASprojektin tuloksia ja täyden mittakaavan
tulppaustestejä seurataan ja hyödynnetään sulkemisen suunnitelmien päivitystyössä käyttölupahakemusta varten.
Vuoden 2014 aikana on tehty mm. seuraavia asioita:
• Ranskassa maanpäällä sijaitsevaan
betoniseen koetunneliin on tehty
täyden mittakaavan sulkemiskoe
(FSS), joka koostuu kahdesta betonitulpasta ja niiden väliin asennetusta bentoniittipellettitäytöstä.
• Tšekeissä käynnistettiin maan
alla tulpan (ESPS) komponenttien
asennustyöt ja niiden monitorointi, asennustyöt valmistuvat keväällä 2015.
• Ruotsissa on raportoitu kokemuksia Äspön kalliolaboratoriossa
keväällä 2013 asennetun täyden
mittakaavan loppusijoitustunnelin
tulppatestin (DOMPLU) rakentamiseen ja tulpan käyttäytymiseen liittyen. Raportti julkaistaan
vuonna 2015.
• Saksassa suunnitellaan kuilujen
sulkemiskoetta ja vuoden 2014
aikana on tehty useita laboratorioja kenttäkokeita erilaisten mahdollisten täyttömateriaalien ja työtekniikoiden osalta.
POPLU-tulppatestin (ks. luku Tunnelien täyttö ja päätytulppa) toteutuksen
lisäksi Posiva on mukana seuraamassa
edellä mainittuja täyden mittakaavan
testejä ja sitä kautta posivalaiset asiantuntijat ovat päässeet perehtymään paikan päällä tulppien toteutukseen.
Vuonna 2010 Kanadassa suljettiin
maanalainen testilaboratorio URL ja
samassa yhteydessä tulpattiin kaksi kuilua betonitulpilla ja täyttömateriaalilla.
Tulpattujen kuilujen monitorointi jatkuu
ja Posiva on mukana seuraamassa työtä.
25
Edellä mainitut kokeet tuottavat tietoa
ja kokemuksia Posivan sulkemissuunnitelman yksityiskohtaista suunnittelua
varten.
Tutkimusreikien sulkemisen osalta
on havainnollistettu Basic-menetelmän
toimintaa irtikairaamalla vuonna 2013
OL-KR24-reiästä pois tulppa, joka oli
asennettu reikään yli 500 metrin syvyyteen maanpinnalta vuonna 2005. Erityisesti työn kohteena on ollut arvioida
tulpan asennettavuutta ja betonitulppien
toimivuutta sekä perforoidun kupariputken sisällä olevan bentoniitin toimintaa.
Työn tulokset on pääosin raportoitu
vuonna 2014.
Ruotsissa Äspön kalliolaboratoriossa syvyydessä -460 m sijaitsevaan
tunneliin rakennetun täyden mittakaavan loppusijoitusdemonstraation, Prototype Repositoryn, purkamisprojekti
on jatkunut tulosten analysoinnilla ja
kokemusten keräämisellä Posivan
täyden mittakaavan testien ja demonstraatioiden suunnittelua varten. SKB:n
ja Posivan lisäksi projektiin osallistuu
kuusi muuta ydinjäteorganisaatiota. Projektin loppuraportti on laadittu vuoden
2014 aikana ja se julkaistaan vuoden
2015 alkupuolella.
Monitorointiohjelma
ONKALOn rakentamisen aiheuttamia
mahdollisia muutoksia seurataan tätä
varten erikseen perustetun Olkiluodon
monitorointiohjelman (OMO) avulla.
Ohjelman tavoitteena on tuottaa tietoa
loppusijoituspaikan tilasta ja Posivan
toiminnan ympäristövaikutuksista Olkiluodossa. Ohjelmaan kuuluu kalliomekaaninen, hydrologinen, hydrogeokemiallinen, pintaympäristön ja vieraiden
aineiden monitorointi. Lisäksi ohjelman
piiriin on lisätty teknisten vapautumisesteiden käyttäytymisen monitorointi.
Monitorointitutkimuksista julkaistaan
vuosittain tutkimusalakohtaiset tulosraportit Posivan työraporttisarjassa. Teknisten vapautumisesteiden monitorointi
on vielä kehitysasteella, joten siihen
liittyvät kehitys- ja tutkimustulokset raportoidaan muun teknisten vapautumisesteisiin liittyvän raportoinnin yhteydessä. Monitorointitutkimukset etenivät
vuonna 2014 Olkiluodon monitoroin26
tiohjelmassa ja YJH-2012-ohjelmassa
esitetyn aikataulun mukaisesti.
KALLIOMEKANIIKKA
Kalliomekaaninen monitorointi jatkui
edellisten vuosien tapaan. Mikroseismisen monitoroinnin osalta aineiston
analysointi ja havaintojen seuranta on
jatkuvaa. Asemaverkon havaitsemista
tapauksista suurin osa on ONKALOn
louhintaräjäytyksiä. Muut seismiset
tapahtumat ovat tyypillisesti joko maanpäällisten tai maanalaisten rakennustöiden aiheuttamia.
GPS-mittaukset Olkiluodossa ja lähialueella tehtiin keväällä ja syksyllä.
Lisäksi syksyllä tehtiin kallion kiintopisteiden tarkkavaaitus ONKALOn ja
VLJ-luolan ympäristössä sekä Olkiluodonsalmen yli. Mittausten tarkoituksena on mikroseismisen monitoroinnin
tavoin varmistaa käsitystä Olkiluodon
kallioperän vakaudesta sekä arvioida
maannousun nopeuden vaihtelua Olkiluodossa ja sen lähialueilla. Olkiluotoon
perustettiin uudet GPS-asemat GPS20 ja
GPS21, jotka korvaavat asemat GPS5 ja
GPS7. Asemat GPS11, GPS14, GPS20
ja GPS21 muutettiin jatkuvatoimisiksi.
ONKALOn teknisten tilojen alueelle syksyllä 2011 asennettujen kahden
ekstensometrin luennat ovat jatkuneet.
Lisäksi demonstraatiotilojen alueelle
asennettiin heinäkuussa 2014 kaksi ekstensometriä demonstraatiotunneleiden 3
ja 4 väliseen pilariin. Ekstensometreillä
seurataan ehjän kallion muodonmuutoksia. Monitorointiohjelman mukaisten
kuormituspulttien asennus siirtyi vuodelle 2015. Vuoden 2014 lopulla ONKALOon asennettiin konvergenssipultit
siirrosvyöhykkeiden BFZ100 ja BFZ20
yhteyteen, tarkoituksena monitoroida
vyöhykkeissä mahdollisesti tapahtuvia
liikkeitä. Vuoden 2015 aikana konvergenssipultteihin asennetaan ekstensometrit, jotka mahdollistavat vyöhykkeiden jatkuvan seurannan. Maanpinnalla
aloitettiin syksyllä 2014 kairareikien
lämpötilamittaukset ja mittaukset jatkuvat keväälle 2015.
HYDROLOGIA JA
HYDROGEOLOGIA
Hydrologinen monitorointi toteutettiin
vuonna 2014 pääpiirteissään saman
ohjelman mukaisesti kuin vuonna 2013.
Pohjaveden pinnankorkeutta havainnoitiin sekä matalissa pohjavesiputkissa
ja kairarei’issä että avoimissa syvissä
kairarei’issä manuaalisesti kerran kuukaudessa. Muutamia pinnankorkeuden
referenssireikiä sekä suotautumiskoealueella sijaitsevia matalia reikiä on
myös seurattu automaattisten pinnankorkeusantureiden avulla. Painekorkeuden seuranta tapahtui monitulpattujen
syvien kairareikien automaattisen paineseurantaverkoston (GWMS) avulla.
Vuonna 2013 toteutettiin laaja
tulppauskampanja itäisellä alueella
2013–2014 vaihteessa tehtyä itäisen
alueen pumppauskoetta varten ja vuoden 2014 lopussa oli 26 syvää maanpinnalta tehtyä kairareikää monitulpattuna
ja liitettynä monitorointiverkostoon.
Saatujen paineseuranta- ja pumppauskoevastetulosten perusteella päädyttiin
kesän aikana tarkistamaan laitteistojen
toimintaa ja nostettiin useita tulppalaitteistoja ylös. Ongelmia aiheuttaneet vialliset tulpat löydettiin ja tutkimusdata
korjattiin havaintojen perusteella. Myös
vanhoista, jo pitkään seurannassa olleista kairarei’istä OL-KR1 ja OL-KR7
nostettiin tulppalaitteistot ylös tarkempia tutkimuksia varten sekä OL-KR7:n
yläosan laajentamiseksi halkaisijaltaan
76 mm:ksi (ks. luku Kenttätutkimukset).
OL-PP56 (56 m) tulpattiin uutena.
Laajat vettäjohtavat HZ20-rakenteet
lävistettiin ONKALOn ajotunnelilla
vuoden 2008 lopussa sekä 2008–2009
vaihteessa. Vuosien 2009−2014 aikana
on samat rakenteet lävistetty useasti kuilujen injektointirei’illä liittyen kuilujen
tiivistyksiin syvyysvälillä -290...-437 m.
Tuloilma- ja henkilökuilujen nousuporausten aiheuttamien, rakennelävistyksiin
liittyvien vuotojen vaikutuksia rakenteiden pohjaveden paineeseen seurattiin ja
analysoitiin. Kuiluosuuksien tiivistys
onnistui hyvin ja vuodot jäivät alle niille
asetetun raja-arvon 5 l/min/kuiluosuus.
Henkilökuilun vuodot välillä -290...-437
ovat vaihdelleet nousuporauksen jälkeen
vuoden 2014 aikana noin välillä 0,3–2
l/min (2015 alussa noin 1,5 l/min) ja
tuloilmakuilun välillä 0–2 l/min. Näiden kuiluosuuksien pysyvän vuototason
määritys vaatii pidempiä aikasarjoja ja
erityisesti tuloilmakuilun osalta vuoto-
määriin vaikuttaa voimakkaasti myös
ilmanvaihto. Vuodot aiheuttivat HZ20rakenteissa nousuporausten jälkeen noin
1–2 m lisäaleneman, joka on hieman
palautunut vuotojen vähentyessä vuoden
loppua kohti (kuva 10). Kuvassa 10 on
esitetty paineseurannassa havaitut alenemat ONKALOn lähellä sijaitsevassa
kairareiässä OL-KR25. Tulppavälit
L4–L7 kuvaavat HZ19-rakenteita, joissa
alenema on noin 1–2 m ja tulppavälit
L1–L3 HZ20-rakenteita, joissa alenema
on noin 11–15 m.
Lisäksi monitoroitiin avoimien reikien virtausolosuhteita ja pohjaveden
suolaisuutta (EC) kairarei’issä OLKR1,
-14, -30 ja OL-PP56 sekä vedenjohtavuutta matalissa kairarei’issä ja pohjavesiputkissa (SLUG-mittaukset). HTUmittaukset (Hydraulic Testing Unit)
harventuivat monitorointiohjelman päivityksessä tehtäväksi joka toinen vuosi.
Vuoden 2014 HTU-monitorointimittaukset siirrettiin vuodelle 2015 johtuen
laiteongelmista. Poikkivirtausmittauksia
tehtiin monitorointiohjelman puitteissa
vuonna 2014 rei’issä OL-KR31, -33,
-35 ja -36.
Monitorointi maan alla ONKALOssa jatkui kerran kuukaudessa tehdyillä kokonaisvuotovesimittauksilla.
Mittaukset tehdään mittapadoilta, joita
vuoden lopussa oli käytössä yhdeksän
(PL208, 580, 1255, 1970, 3003, 3125,
3356, 3941, 4580). Mittapatojen avulla
mitataan niille kertyvän veden määrää
sekä kemiallisia ominaisuuksia (pH,
johtokyky). Erikseen mitattiin myös
kuilujen vuotovesiä kuiluosuuksien alapäässä sijaitsevien keräysurien avulla.
Mittapatojen 3125 ja 3356 välissä sijaitsevat HZ20-rakenteet. ONKALOn
kokonaisvuotovesimäärä on vuoden
2014 aikana ollut keskimäärin noin 32 l/
min (vuotovesiennuste ja -mittaustulokset 14.12.2014 asti on esitetty kuvassa
11). Vuoden aikana tehtiin kerran silmämääräinen vuotovesikartoitus koko
tunnelin pituudelta vuotavien rakojen
ja vyöhykkeiden paikallistamiseksi ja
vuotokohtien mahdollisten muutosten
seuraamiseksi.
Jatkuvaa paineseurantaa tehtiin
ONKALOssa rei’issä ONK-KR13 ja
-14 sekä ONK-PP262 ja -274. Uutena
ONKALOssa tulpattiin ja otettiin seu-
Kuva 10. ONKALOn lähellä sijaitsevan kairareiän OL-KR25 paineseurannassa
olevien tulppavälien alenemakuvaaja.
rantaan ONK-KR16 ja vuoden lopussa
ONK-KR23. Paineseuranta on alussa
liittynyt erillisiin yksityiskohtaisempiin
tutkimushankkeisiin (REPRO, HYDCO, demonstraatioalueen laajennus),
minkä jälkeen tarkoituksena on jatkaa
paineseurantaa osana monitorointiohjelmaa.
Hydrologian monitorointiohjelmaan
kuuluvista muista parametreista merenpinnan korkeus, pintavalunta, sadanta
(ml. lumi), roudan paksuus ja suotauma
raportoidaan ympäristön vuosittaisessa
monitorointiraportissa.
Vuoden aikana koottiin suunnitellusti neljännesvuosimuistioita, joissa
käsiteltiin pinnan- ja painekorkeuksien tuloksia sekä analysoitiin muiden
Kuva 11. ONKALOn vuotovesiennuste (WR 2014-16) ja päivitetyt mittaustulokset
14.12.2014 asti.
27
kenttätapahtumien ja ONKALOn rakentamisen aiheuttamia lyhytaikaisia
vaikutuksia painekorkeuksiin. Vuoden
2014 tulokset tullaan raportoimaan yhteenvetoraporttina vuoden 2015 aikana.
Vuoden 2014 aikana valmistui kaksi
uutta vuotovesiin liittyvää raporttia
ONKALOn vuotovesikartoitusten tulkintaan ja ONKALOn ja loppusijoitustilojen vuotovesiennusteeseen liittyen.
HYDROGEOKEMIA
Olkiluodon hydrogeokemian monitorointiohjelma toteutui vuonna 2014
pääpiirteittäin tehtyjen näytteenottosuunnitelmien mukaisesti. Tutkimusten pääpainona oli seurata suolaisuusmuutoksia ja sulfaatin pelkistymiseen
liittyviä ilmiöitä. Kattavia tutkimuksia
tehtiin myös ONKALOn monitorointikohteista. Matalista pohjavesistä tehtiin
vuosittaiset mittauskampanjat keväällä
ja syksyllä, sekä lisäksi kesällä näytteenotot uudemmista matalista pohjavesiputkista ja kalliorei’istä.
Olkiluodon alueen pohjavedessä on
havaittu joitakin kohonneita sulfidipitoisuuksia monitorointinäytteenotoissa. Korkeat sulfidipitoisuudet liittyvät
kohtiin, joissa sulfaattipitoinen vesi
on sekoittunut syvemmällä olevaan
suolaiseen (kokonaissuolaisuus yli 10
mg/l) pohjaveteen. Vuonna 2013 havaittiin korkea sulfidipitoisuus mm.
kairarei’issä OL-KR13 ja OL-KR46.
Molemmat reiät olivat vuoden 2014
ajan tarkemmassa seurannassa ja sulfidipitoisuudet pysyivät edelleen korkeina. Uusia sulfiditutkimuksia, jotka
sisältävät sekä kemian että kaasu- ja
mikrobinäytteenottoja, käynnistetään
vuoden 2015 aikana.
Rakovyöhykeessä HZ20(A+B) on
jatkunut selkeä pohjaveden laimentuminen. Tähän rakenteeseen liittyvät
ONKALOn pohjavesinäytepisteet
(vuotavat raot seinissä ja katossa) on
otettu tarkempaan monitorointiin ja
rakenteen lävistäviä syviä kairareikiä
on monitoroitu. Monitorointi jatkuu
edelleen vuonna 2015. Rakenteen HZ20
laimentumisen tarkempi mallintaminen
aloitettiin.
Aiempina vuosina havaittu selkein
suolaisuuden kasvu kairareiässä OLKR1 syvyydellä 311,2−336,8 m var-
28
mistui keväällä 2014 laitteistoviaksi,
jolloin syvemmällä oleva suolainen
vesi pääsi tihkumaan näyteväliin näytteenottopumppauksen aikana. Monitulppalaitteisto purettiin ja reikä tullaan
tulppaamaan uudelleen tarvittavien
tutkimusten ja mittausten jälkeen (ks.
kohta Hydrologia ja hydrogeologia).
ONKALOssa pohjavesinäytteitä on
otettu ohjelman mukaisesti ensisijaisesti
pohjavesiasemista, mutta myös mm.
pitkistä karakterisointirei’istä. Pohjavesiasemia on vuoden 2013 aikana ollut
säännöllisessä seurannassa kymmenen.
Näissä on tehty sekä pohjavesikemiallisia että mikrobiologisia tutkimuksia
ja tulokset ovat vastanneet muutamia
poikkeuksia lukuun ottamatta pohjaveden luonnollista tilaa. Poikkeuksista
mainittakoon nouseva sulfaattipitoisuus,
joka havaittiin jo vuosina 2011 ja 2012
loppusijoitussyvyydellä olevassa pohjavesiasemassa ONK-PVA9 (PL4366)
sekä havaintokohteena olevan rakovyöhykkeen ONK-RV4385 vesinäytteenotoissa. Vuonna 2014 samaan rakenteeseen kairattu pitkä karakterisointireikä
ONK-KR16 vaikutti pohjavesikemiaan,
jolloin ONK-PVA9 sulfaattipitoisuus
kääntyi laskuun ja suolaisuus nousuun.
Samaan aikaan kuitenkin ONK-KR16
tehdyissä näytteenotoissa sulfaattipitoisuus oli kohonnut. ONK-PVA9 ja
ONK-RV4385 on katsottu liittyvän
pystyrakenteeseen BFZ045. Muutokset johtuvat ONKALOn aiheuttamasta
hydraulisesta gradientista, joka tuo lähempänä pintaa olevaa sulfaattipitoista
vettä loppusijoitussyvyydelle.
PINTAYMPÄRISTÖ
Pintaympäristön monitorointi Olkiluodon alueella jatkui monitorointiohjelmassa esitetyn tutkimusohjelman mukaisesti tuottaen dataa sekä
ympäristövaikutusten seurantaan että
biosfäärimallinnuksen lähtötiedoiksi.
Säännöllinen tutkimustoiminta käsitti
mm. Olkiluodon metsien tilan seurannan, pintavesien näytteenotto-ohjelman,
melumittausten toteuttamisen, riistaeläinkantojen seuraamisen metsästäjien
haastattelututkimuksella sekä linnustoseurannan. Lisäksi vuonna 2014 toteutettiin osana monitorointiohjelmaa myös
pieneläimistötutkimus, jossa kerättiin
tietoa mm. pinta-alakohtaisista biomassoista radioekologisen mallinnuksen
lähtötiedoiksi. Myös meriveden laadun
ja alkuainekoostumuksen monitorointia Olkiluodon lähivesillä tehtiin osana
säännöllistä ympäristön tilan seurantaa.
Normaalin meriveden monitoroinnin
lisäksi tehtiin myös joka kolmas vuosi
ohjelmassa oleva meriveden geokemiallinen karakterisointi. Lisäksi pintavalunnan seurantaa jatkettiin ojiin
sijoitettujen automaattisten mittapatojen
avulla valunnan määrän ja veden laadun
automaattimittausten osalta. Automaattisesti seurattavia parametreja ovat mm.
pH, redox, lämpötila, sähkönjohtavuus,
virtaama ja pinnan korkeus. Sääolosuhteiden jatkuvaluonteista seurantaa
toteutettiin Olkiluotoon sijoitettujen
säämastojen avulla. Saadut tutkimustulokset raportoidaan pintaympäristön
monitoroinnin vuosittaisraporteissa.
Monitorointiohjelmassa pintaympäristölle asetettuja toimenpiderajoja ei
ylitetty vuonna 2014. ONKALO-alueen
eteläpuolella sijaitsevan vanhojen metsien suojelualueen sekä Natura2000-luonnonsuojelualueiden ympäristön tilassa ei
havaittu muutoksia. ONKALO-alueen
läheisissä ojavesissä sekä louheen läjitysalueelta tulevissa valumavesissä havaittiin kohonneita sulfaattipitoisuuksia.
Jatkuvaluonteista maankäytön muutosten seurantaa Olkiluodossa jatkettiin
osana pintaympäristön monitoroinnin
vuosiraportointia. Ympäristöön kohdistuvien radioaktiivisten päästöjen
monitoroinnin suunnittelua jatkettiin
toimittamalla STUKille suunnitelma
ympäristön radioaktiivisuuden perustilaselvityksen toteuttamisesta. Lisäksi
Posiva seuraa TVO:n ja muiden tahojen
alueella tekemiä ympäristötutkimuksia.
Vuonna 2014 Posiva tuli aktiivisesti
mukaan myös IGD-TP:n ympäristön
monitorointia käsittelevän yhteistyöryhmän JA4 (Joint activity) toimintaan.
VIERAAT AINEET
Vieraiden aineiden seuranta ja valvonta
on osa Posivan monitorointiohjelmaa.
Vierailla aineilla tarkoitetaan kaikkia
ONKALOn rakentamisessa käytettyjä
materiaaleja ja aineita, jotka eivät kuulu
loppusijoitusjärjestelmään tai luonnolliseen ympäristöön. Vuoden 2014 aikana
jätettiin kaikkiaan 57 kappaletta vieraisiin aineisiin liittyvää hakemusta tai
muutosehdotusta. Kunkin vierasaineen
käyttöä kuvataan erillisessä asiakirjassa,
jonka liitteinä ovat aineen käyttöturvallisuustiedote ja käyttöohje. Tiedot on
talletettu Posivan materiaalikäsikirjaan.
ONKALOssa käytettyjen rakennusmateriaalien määrää seurataan. Urakoitsijoiden toimittamien pöytäkirjojen
avulla lasketaan sementin kulutus niin
injektoinneissa kuin ruiskubetonoinnissa. Myös maalien ja rakentamisessa
käytettyjen erityyppisten metallipulttien määrää seurataan. ONKALOssa
ei louhittu vuoden 2014 aikana, joten
räjähdysaineita ei käytetty. Injektointi ja
ruiskubetonointi oli vähäistä ja ajoittui
alkuvuoteen. Vieraiden aineiden mahdollisia vaikutuksia ONKALOn vesikemiaan on seurattu vuotavista raoista
ja rakovyöhykkeistä sekä ONKALOsta
pois pumpattavista vesistä. ONKALOsta pois pumpattavissa vesissä on
havaittu korkeita pH-arvoja ruiskubetonointien yhteydessä alkuvuonna 2014.
Korkea pH on kuitenkin neutraloitunut
nopeasti laskuojassa, eikä sen ole todettu
aiheuttavan ympäristölle haittaa.
ONKALOn louhintatyössä syntyvien ja kallioseiniin jäävien räjähdysainejäämien tutkimuksia jatkettiin.
ONKALOn seinämiltä otettiin kivinäytteitä kahdeksasta eri kohtaa ja saatujen
analyysitulosten perusteella arvioitiin,
kuinka paljon 10 cm paksussa kalliokerroksessa on räjähdysainejäämiä. Havaitut räjähdysainemäärät olivat pieniä,
eikä niillä arvioitu olevan vaikutusta
pitkäaikaisturvallisuuteen.
ONKALOn läjitysalueen lietealtaan
tutkimusta jatkettiin ottamalla sedimenttinäytteitä lietealtaasta. Tutkimuksella
selvitettiin, onko lietealtaaseen joutunut
ONKALOssa käytettävää porauslaitteen
niskavoiteluöljyä tai räjähdysainejäämiä.
TEKNISET VAPAUTUMISESTEET
Teknisten vapautumisesteiden (EBS)
monitoroinnin suunnittelu on nostettu
omaksi kohdakseen Posivan laatimissa
tarkemmissa suunnitelmissa ja aihetta
varten perustettiin vuonna 2014 työryhmä.
Lähtökohtana monitoroinnin suunnittelulle käytettiin monitorointiohjel-
maa ja erityisesti kyseisessä raportissa
alustavasti valittuja EBS:n monitorointiparametreja. Varsinaisena työnä aloitettiin selvitys eri parametreille sopivista
monitorointimenetelmistä ja -laitteista.
Ensimmäinen versio tästä selvityksestä
valmistuu vuonna 2015.
Vuoden aikana panostettiin myös
kansainväliseen yhteistyöhön olemalla
mukana uuden monitorointihankehakemuksen MODERN 2020 valmistelussa. Euroopan komissiolta odotetaan
alkuvuonna 2015 päätöstä kyseisen
hankkeen avustamiseksi Horizon 2020
-puiteohjelmassa. Lisäksi SKB:n kanssa
tehtiin yhteistyötä EBS:n monitoroinnin
suunnitelmien osalta.
Turvallisuusperustelun
pääkohdat ja tuotantoprosessi
Rakentamislupahakemuksen osana
vuoden 2012 lopulla toimitettiin turvallisuusperustelukokonaisuus TURVA-2012, joka koostui noin kymmenestä pääraportista ja suuresta määrästä
niiden taustaraportteja. Aineiston laajuuden vuoksi sitä täydennettiin vuonna
2013, minkä jälkeen Säteilyturvakeskus
(STUK) arvioi aineiston ulkopuolisten
asiantuntijoidensa tukemana. Arviointityöhön liittyen STUK esitti turvallisuusperusteluun liittyviä lisäselvityspyyntöjä, joihin vastaaminen oli ensisijainen
osa turvallisuusperustelutyötä vuonna
2014. Lisäselvityspyynnöissä käsitellyt
keskeiset aiheet liittyivät kallion toimintakykyyn vapautumisesteenä, sen
tavoiteominaisuuksiin, teknisten vapautumisesteiden toimintakykytavoitteiden
määrittämiseen ja todentamiseen sekä
kysymykseen käytetyn ydinpolttoaineen
ja kapselointilaitoksen käyttö- ja purkujätetilan päästöjen yhteisvaikutuksesta.
Lisäselvitysvastausten ohella käynnistettiin käyttölupahakemuksen tueksi
tähtäävän turvallisuusperustelukokonaisuuden (TURVA-2020) valmistelu.
Ensimmäisenä tehtävänä oli TURVA2020:n projektisuunnitelman laatiminen. Projektisuunnitelmaa esiteltiin
STUKille epävirallisessa kokouksessa
syyskuun lopulla. TURVA-2020-projektisuunnitelmassa heijastuu TURVA2012:n myötä karttunut kokemus.
Lisäksi se ottaa huomioon STUKilta
saadun palautteen liittyen raporttien
läpinäkyvyyteen ja lähtötietojen ja
olettamusten muutoshallintaan. Lisäksi
kapselointilaitoksen käyttö- ja purkujätetila tulee osaksi TURVA-2020-turvallisuusperustelua. Seuraavassa turvallisuusperustelussa tullaan edelleen
laajentamaan todennäköisyyspohjaisen
herkkyysanalyysin käyttöä.
Loppusijoituslaitos voidaan toteuttaa joko pysty- (KBS-3V) tai vaakasijoitusratkaisun (KBS-3H) mukaisesti.
Pystysijoitusratkaisu on tällä hetkellä
pidemmälle kehitetty ja täten se oli myös
TURVA-2012:n käsittelemä loppusijoitusratkaisu. Posivan ja SKB:n jatkuvana
yhteistyönä vuonna 2014 aloitettiin turvallisuusperustelutyö KBS-3H:n mukaiselle loppusijoituslaitokselle. Vuosien
2014 ja 2015 päätavoite on tuottaa arvio
vaakasijoituksen toimintakyvystä. Erityisesti kysymys hydrogeokemian stabiilisuudesta ja heikon ionivahvuuden
vesien vaikutuksesta puskurimateriaalin
pysyvyyteen on keskeinen. Kysymyksen käsittelemiseksi käynnistettiin sekä
laboratoriotutkimuksia että mallinnukseen perustuvia selvityksiä. Osana
toimintakykyarviota tukevan aineiston
koostamista vuonna 2014 mallinnettiin
mm. vaakasijoitukseen liittyvän lämpötilan kehitys kallioperässä. Tulosten
mukaan kehitys ei eroa olennaisesti pystysijoituksen mukaisesta tapauksesta.
Posivan ja SKB:n yhteistyö ulotettiin vuonna 2014 käsittämään myös
loppusijoituslaitoksen pitkäaikaisturvallisuuteen liittyvien vaatimusten harmonisointia. Vaikka loppusijoitus perustuu
sekä Suomessa että Ruotsissa samaan
tekniseen ratkaisuun, pitkäaikaisturvallisuuteen liittyvissä vaatimuksissa on
eroja, jotka osaltaan johtuvat erilaisesta
lainsäädännöstä, viranomaisvaatimuksista tai loppusijoituspaikkojen ominaisuuksista (Forsmark vrt. Olkiluoto) tai
nimeämiskäytännöistä.
Ulkoiset olosuhteet
Posiva toteutti vuosina 2009–2012 yhdessä SKB:n ja kanadalaisen NWMO:n
kanssa nelivuotisen Grönlannin analogiaprojektin (GAP), jonka päätavoitteena oli selvittää mannerjäätikön
vaikutuksia pohjaveden kiertoon ja
29
Kuva 12. Posivan hydrogeologi Anne Lehtinen ja kemisti Tiina Lamminmäki vesinäytteenotossa kairareiällä DH-GAP01.
kemiallisiin ominaisuuksiin. Projektin
tuloksia tarvitaan arvioitaessa KBS3-ratkaisun mukaisen loppusijoituksen
turvallisuutta jääkausioloissa. Lisäksi
projektin tulosten avulla voidaan tarkastella olemassa olevien jääkausimallien
sekä jääkauden aikaisen pohjavesikemiamallinnuksen realistisuutta.
Projektin tulosten raportointi on
vielä kesken. Valmisteilla on kaksi
raporttia: GAP Data, Processes and
Conceptual Understanding sekä GAP
Final Report, jossa tulkitaan tutkimuksessa saadut tulokset loppusijoituksen
näkökulmasta. Raportit julkaistaan
vuoden 2015 ensimmäisellä puoliskolla.
Raportoinnin lisäksi vuonna 2011 jäätikön edustalle kairatusta syvästä 648
metrin syvyydelle ulottuvasta kairareiästä (DH-GAP04) sekä 191 m syvästä,
ikirouta-alueella esiintyvän järven alle
kairatusta kairareiästä (DH-GAP01)
otettiin vesinäytteitä (kuvat 12 ja 13).
Vuosina 2011–2012 Saimaalla Kyläniemessä, toisen Salpausselän alueella,
30
on tehty Oulun yliopiston toimesta selvityksiä, joiden avulla rekonstruoitiin
Järvi-Suomen jäätikkövirran käyttäytyminen ja paleoympäristöt mannerjäätikön reunan läheisyydessä. Vuonna 2014
Posiva aloitti paleohydrogeologisen
tutkimuksen glasiaalivesien vaikutuksista reunamuodostuman läheisyydessä
(SAIMAA-projekti). Saimaan alueella
hydraulinen gradientti on pysynyt vakaana ja pienenä, sillä järven olemassaolo ja tasainen topografia alueella ovat
stabiloineet hydraulisen tilanteen. Tästä
johtuen viimeisen jääkauden loppuvaiheen hydrogeologiset vaikutukset ovat
mahdollisesti säilyneet varsin muuttumattomina. Vuoden aikana Kyläniemen
alueella tehtiin tarkentavaa kallioperäkartoitusta ja laajamittaista porakaivojen
vesinäytteenottoa. Vesinäytteitä otettiin
lisäksi myös Taipalsaaressa sijaitsevasta
suljetun Telkkälän kaivoksen vanhasta
malminetsintäreiästä.
SAIMAA-projektin tarkoituksena
on tuoda esiin paleohydrogeologista
tietoa glasiaaliveden tunkeutumisesta
reunamuodostuman muodostamissa
ääriolosuhteissa (jäänreuna pysyi paikallaan noin 700 vuotta). Posiva on
tutkinut mannerjäätikön vaikutusta
kalliopohjavesikiertoon Grönlannissa
GAP-projektin myötä vuodesta 2009
alkaen ja Kyläniemen alueella tapahtuva tutkimus tuo tarpeellista lisätietoa
jääkauden ääriolosuhteista ja siitä, miten
ääriolosuhteet ovat vaikuttaneet kalliopohjavesikiertoon ja veden kemiaan.
Posiva on yhteistyössä Ilmatieteen
laitoksen kanssa päivittänyt Olkiluodon
ilmastoskenaarioita usean vuoden ajan.
Vuonna 2014 mallinnuskuvauksia täydennettiin herkkyystarkasteluilla, joissa
tarkasteltiin mm. geotermistä lämmön
kulkeutumista sekä verrattiin mallin
mannerjään rekonstruktiota maankohoamismallinnuksiin. Herkkyystarkasteluissa saatuja tuloksia hyödynnettiin
myös simuloitaessa ilmastoa nykyhetkestä 130 000 vuotta tulevaisuuteen
eri ICPP:n (2014) päästöskenaarioissa.
Kuva 13. Russels-jäätikön reuna, Kangerlussuaq, Länsi-Grönlanti.
Ilmastomallinnuksen herkkyystarkasteluista julkaistaan raportti vuoden 2015
aikana.
Biosfääri
Radionuklidien kulkeutumiseen biosfäärissä liittyvää työtä on toteutettu
vuonna 2014 YJH-2012-ohjelman ja
uudistetun Safety Case -suunnitelman
mukaisesti. Alkuvuodesta 2014 saatiin
valmiiksi kaikki rakentamislupahakemukseen vaadittavat biosfääriraportit.
Pääpaino vuonna 2014 oli referenssialuetutkimuksissa ja käyttölupahakemuksen biosfääriarvion suunnittelussa.
Lisäksi laadittiin vastaukset STUKin
lisäselvityspyyntöihin koskien biosfääriarviota.
Referenssialuetutkimukset kohdistuivat tarkennetun paikkakohtaisen
lähtödatan keruuseen käyttölupahakemuksen tausta-aineistoksi tehtävää
biosfääriarviota varten referenssijärvien sekä joki- ja suobiotooppien osalta;
referenssialuetutkimukset kohdistuivat
Kivi- ja Poosjärvelle, Poosjoelle ja Häädetkeitaalle. Järvet ovat intensiivisen
tutkimisen kohteena, koska mahdolliset
nuklidipäästöt tulevat suurella todennäköisyydellä vesistöihin ja Olkiluodon
alueelle todennäköisesti muodostuu tulevaisuudessa vastaavan kaltaisia järviä.
Järviltä kartoitettiin ja kerättiin vesi ja
rantakasveja, planktonia, pohjaeläimistöä sekä vesi- ja sedimenttinäytteitä
ainekiertomallinnuksen lähtötiedoiksi
kolmessa kampanjassa toukokuussa,
elokuussa sekä lokakuussa. Joella tehtiin sähkökoekalastus, sekä planktonja pohjaeläinnäytteenottokampanja.
Suolta kerättiin kasvien dimensio- ja
alkuainenäytteitä, sekä syvä- ja pintaturvenäytteitä.
Vuoden 2012 LIDAR-skannaukseen
perustuvaa merenpohjan karakterisointimenetelmää kehitettiin edelleen.
Lisäksi referenssijärviltä hankittiin
SAR-sateliittitutkakuva-aineistot, joiden osalta jatkettiin työtä biotooppien
alueellisen jakauman laskennalliseksi
selvittämiseksi.
Vuonna 2014 jatkettiin maaperän
sorptiokokeita laboratoriotöiden osalta.
Lisäksi tehtiin kaksi kaivinkonekuoppaa
Olkiluotoon Savilahden alueelle.
Radionuklidien kulkeutumismallinnuksen osalta aloitettiin maastomallinnus- ja kulkeutumislaskentaohjelmistojen kehitys käyttölupahakemuksen
laatimista varten, sekä ohjelmistojen
rajapintojen yhteensovittaminen yhteistyössä pintahydrologian mallin kanssa.
Myös yhteisen tietokannan kehitystyö
aloitettiin. Todennäköisyyspohjainen
arviointityökalu valmistui käytettäväksi
varsinaisen biosfääriarvioinnin lisänä. Posiva osallistui myös aktiivisesti
kansainvälisen BIOPROTA-foorumin
toimintaan.
Kapselointilaitoksen
ydinjätehuolto
Vuoden 2014 aikana päivitettiin kapselointilaitoksessa syntyvien matala- ja
31
keskiaktiivisen jätteiden määrä- ja aktiivisuusarviot. Jätteenkäsittelyjärjestelmien kuvauksia päivitettiin vuoden
aikana ja ne toimitettiin viranomaiselle
saatujen selvityspyyntöjen perusteella.
Uutena vaihtoehtona jätteenkäsittelyssä
on tarkasteltu OL3-laitoksen jätteenkäsittelyjärjestelmien hyödyntämistä myös
kapselointilaitokselta tulevien nestemäisten jätteiden käsittelyssä. Tämän
vaihtoehdon selvittämistä jatketaan.
Jätehuoltoon liittyvälle turvallisuusanalyysille tehtiin vuonna 2014 riippumaton arviointi. Arvioinnin tulokset,
tarkentuneet jätehuoltosuunnitelmat
ja STUKin rakentamislupa-aineistosta
antama palaute otetaan huomioon analyysien päivityksessä.
Vaakasijoitusratkaisun
kehitys
Posivan referenssiratkaisuna olevan
pystysijoitusratkaisun (KBS-3V) rinnalla on yhdessä SKB:n kanssa jatkettu vaakasijoitusratkaisun (KBS-3H)
kehitystyötä, jossa keskitytään vaakaratkaisun erityispiirteisiin. Vaakasijoitusratkaisun jatkokehitystyötä varten
perustettiin vuonna 2011 yhteisprojekti
”KBS-3H System Design”, jonka kestoa
on jatkettu vuoden 2016 loppuun saakka. Perustetun yhteisprojektin rinnalla
Posivan laitossuunnittelussa on myös
varauduttu 3H-ratkaisun asettamiin
tilatarpeisiin ja vaatimuksiin. Posivan
toimesta on tarkastelukauden aikana
tehty KSB-3H loppusijoitusratkaisun
simulointi, mikä mm. vahvistaa loppusijoituksen onnistumisen suunnitellussa
aikataulussa.
Yhteistyöprojektin päätavoitteena
on kehittää 3H-vaihtoehdon teknistä
suunnittelua ja järjestelmien ymmärrystä tasolle, jonka perusteella voidaan
laatia 3H-vaihtoehdolle alustava turvallisuusarvio (PSAR) sekä toteuttaa 3V- ja
3H-vaihtoehtojen vertailu. Pysty- ja
vaakaratkaisujen vertailuun sisältyvät
myös ympäristöasiat, kustannukset ja
turvallisuusasiat (pitkäaikais-, käyttöja työturvallisuus). Pitkäaikaisturvallisuuden osalta tavoitteena on osoittaa,
että 3H on vähintään yhtä turvallinen
vaihtoehto kuin 3V.
Alla on kuvattu KBS-3 System
32
Design -yhteisprojektin osaprojektien
eteneminen. Osaprojekteja ovat Demonstraatio, Osakomponenttien suunnittelu, Tuotanto ja käyttö sekä Turvallisuusarvio.
Demonstraatio
Äspön kalliolaboratorion -220 m syvyystasolle aiemmin mekaanisesti
louhitusta 95 m pitkästä vaakareiästä
(halk. 1,85 m) erotetussa n. 20 metrin
pituisessa reikäosuudessa on meneillään
täysimittakaavainen demonstraatio, ns.
Multipurpose test (MPT) perustuen DAWE-referenssisuunnitelmaan (Drainage,
Artificial Watering and Air Evacuation).
MPT kuuluu myös osana Euroopan
komission 7. puiteohjelman LUCOEXprojektiin. Vuonna 2014 MPT:ssä on
jatkettu monitorointivaihetta, joka käynnistyi edellisen vuoden lopulla asennustöiden valmistumisen jälkeen
Tarkastelujakson aikana on toimitettu Euroopan komissiolle MPT:ssä
käytettyjen savikomponenttien valmistamista sekä asennuslaitteen päivittämistä koskevat raportit. Lisäksi
MPT:n valmistelutöitä, kokoonpanoa
ja asennusta käsittelevä raportti on ollut työstettävänä ja raportti valmistuu
vuonna 2015. MPT:ssä asennettujen
mittausantureiden kytkennän yhteydessä tiedonkeruujärjestelmään tehtiin ns.
käyttöönottotesti (Site Acceptance Test),
josta on laadittu muistio. Käynnissä on
ollut lisäksi MPT:n alkutilaa käsittelevä
raportti, joka valmistuu vuoden 2015
puolella. Tässä raportissa tullaan esittämään mittausantureiden toimintaa ja
todettuja toimintahäiriöitä. Suurin osa
mittausantureista toimii suunnitellulla
tavalla, mutta esimerkiksi langattomissa laitteissa on ollut toimintahäiriöitä
– niissä mittausdata toisaalta taltioituu
Kuva 14. MPT:ssä kunkin osakomponentin (alempi kuva) mittausantureiden kaapelit
suojattiin kuljetuksen ja asennuksen ajaksi kaapelikelaan, jonka pääty näkyy asennuspakkauksen asennuksen jälkeen otetussa kuvassa (yläkuva). Asennuspakkauksen
anturikaapelit johdettiin kaapelikelalta suojaputkien (reikäprofiilin ulkopuolella)
ja myöhemmässä vaiheessa tulpan läpivientien kautta testialueen ulkopuolelle ja
kytkettiin tiedonkeruulaitteisiin. Kaapelikela poistettiin reiästä ennen seuraavan
osakomponentin asennusta.
anturin omaan muistiin. Kuvassa 14
on esitetty anturikaapelien vetämiseen
liittyviä ratkaisuja.
Äspön kalliolaboratorioon tasolle
-420 m jo louhitun asennustilan läheisyydessä on aloitettu yhteistyönä SKB:n
DETUM-projektin kanssa suunnatun
kairauksen testaaminen kairaamalla
kaksi noin 100 metrin pituista kairareikää (halk. 76 mm). Toinen reikä
kairattiin KBS-3H-asennustilasta, josta
tullaan jatkossa louhimaan mekaanisesti
noin 100 m pitkä ”demoloppusijoitusreikä”. Kairaustulosten (ml. taipumamittaukset) raportointi on käynnissä.
Edellä mainittujen kahden kairauksen
avulla on kehitetty uutta tekniikkaa ja
valmiuksia noin 300 metrin pituisen
suoran pilottireiän kairaamiseksi vuoden
2015 aikana ONKALOssa, koska Äspön
kalliolaboratoriosta ei löytynyt sopivaa
aluetta kokeen suorittamiseksi ja toisaalta Posivalla oli tarve vastaavan pituisen
suoran pilottireiän kairaamiseksi.
Osakomponenttien suunnittelu
Bentoniittipuskurin toimintaa jäljitteleviä Big Bertha -kokeita (BB2 & BB3)
käsittelevä raportti valmistui vuoden
2014 aikana ja seuraavat kokeet (BB4
& BB5) aloitettiin. BB4-kokeen tavoitteena on tutkia bentoniittipuskurin
paisumisen kehittymistä rei’itetyn suojasylinterin läpi. Koe vastaa BB2-koetta
muilta osin, mutta BB4-kokeessa syötetään jatkuvasti vettä koetilaan DAWEreferenssisuunnitelman mukaisen keinotekoisen kastelun jälkeen 6 kuukauden
ajan, minkä jälkeen koe puretaan. Kokeessa käytetty bentoniitti ja suojasylinterin ja ”reikäseinämän” välinen
välys vastaavat vaakaratkaisun todellisia
parametriarvoja. Näin ollen BB2- ja
BB4-kokeissa bentoniitin paisuntapaineen kehityksen alkuvaihe kuvaa myös
alkuvaiheen tilannetta täydessä mittakaavassa, joten alkuvaiheen tuloksia
voidaan rinnastaa MPT-kokeessa mitattuun paisuntavaiheen käyttäytymiseen.
BB5-kokeessa tavoitteena on puolestaan
tutkia bentoniittipuskurin paisumisen
kehittymistä rei’itetyn suojasylinterin
läpi pitkäaikaisena kokeena tavoitteena
bentoniitin saturaatio. Tässäkin kokeessa vettä syötetään jatkuvasti koetilaan
DAWE-referenssisuunnitelman mu-
kaisen keinotekoisen kastelun jälkeen.
Tässä kokeessa paisuntapaineen alkuvaiheen kehitys ei vastaa vaakaratkaisun
todellista tilannetta, mutta saturaatiossa
sekä bentoniitin keskimääräinen tiheys
että paisuntapaine vastaavat täyden mittakaavan tilannetta.
Seurantajakson aikana on päivitetty
täyttökomponenttien suunnittelumuistiota mm. vaihettumisvyöhykkeen
suunnitelman osalta. Päivitetty muistio toimii yhtenä tuotantolinjaraportin
Bentoniittipuskuri ja täyttökomponentit
taustamuistioista. Lisäksi on aloitettu laboratoriokoe (mittakaava 1:10)
vaihettumisvyöhykkeeseen kuuluvan
bentoniittilohkon sekä sen ja osasto- tai
päätytulpan väliin jäävän pellettitäytteen
käyttäytymisen tutkimiseksi. Yhtenä tavoitteena on saada kokeellista tukea tulppaan kohdistuvasta paisuntapaineesta,
josta on olemassa laskennallisia arvioita.
Kemiallisen eroosion varalta on
käynnistetty työ, jonka tavoitteena on
laatia konseptuaalinen suunnitelma
eroosion kestäväksi täyttötulpaksi.
Tulppien ja asennuspakkauksen suunnitteluvaatimuksia ja muutosehdotuksia on
kehitetty tarkastelujakson aikana.
Tuotanto ja käyttö
Vuoden 2014 aikana tuotantolinjaraportti Kalliotilat on edennyt tarkastusvaiheeseen. Puskuri ja täyttökomponentit -tuotantolinjaraportin laatimista
on jatkettu. Tuotantolinjaraporttien
Asennuspakkaus ja Tulpat laatiminen
on aloitettu ja ne valmistuvat vuonna
2015. Suunnitelmia ei tulla viemään
näissä kahdessa viimeksi mainitussa
raportissa yksityiskohtaiselle tasolle nykyisen yhteisprojektin aikana. KBS-3Hratkaisun erityispiirteitä kuvaavien
tuotantolinjaraporttien valmistumisen
jälkeen niistä on päätetty laatia myös
yhteenvetoraportti.
Vaakaratkaisun erityispiirteisiin
kuuluvien järjestelmäkuvausten laatimiseksi tarvittavat valmistelutyöt on tehty.
Vastaanottoaseman, loppusijoitusreiän
ja asennustilan järjestelmäkuvaukset
laaditaan vuoden 2015 aikana.
Turvallisuusarvio
Olkiluodon turvallisuusperustelun ensimmäisen vaiheen kokoaminen aloi-
tettiin vuonna 2014. Turvallisuusperustelu sisältää suunnitteluperusteiden
laatimisen, loppusijoitusjärjestelmän
kuvauksen, ilmiöiden, tapahtumien ja
prosessien (FEP) kuvauksen, toimintakykyanalyysin sekä mallit ja lähtötiedot.
KBS-3H:n suunnitteluperusteet sisältävän raportin luonnos on laadittu.
Raportissa esitetään Posivan VAHAjärjestelmän mukaiset vaatimustasot 1–5
joko täydentämällä samojen komponenttien osalta soveltuvin osin KBS-3Hratkaisun relevanteilla vaatimuksilla tai
laatimalla kokonaan uusia vaatimuksia
KBS-3H-spesifisille komponenteille.
Loppusijoitusjärjestelmän kuvauksesta
on laadittu raporttiluonnos olemassa
olevan suunnittelutiedon pohjalta. FEPien valintaa ja kuvausta käsittelevä
raporttiluonnos on laadittu ja sitä täydennetään tänä vuonna mikrobiologian, kemiallisen eroosion ja korroosion
osalta. Toimintakykyanalyysissä ja sitä
tukevissa toiminnoissa keskeisessä asemassa ovat usean kapselin mahdolliseen
rikkoutumiseen liittyvät selvitykset:
jääkauden jälkeisen laimean glasiaaliveden aiheuttama bentoniitin kemiallinen
eroosio ja siitä koituva kapselin korroosio sekä kalliosiirroksen aiheuttama
kapselin mahdollinen rikkoutuminen.
Toimintakykyanalyysiä tukevia toimintoja ovat edellä mainittujen lisäksi
lähtötietojen koostaminen, kalliomekaaninen mallintaminen, asennuspakkauksen lähialueen lämpöanalyysi (ks.
kuva 15) ja THM-analyysi, pohjaveden
virtauslaskelmat ja sulfidivirtauksien
mallintaminen.
Bentoniittipuskurin ja suojasylinterimateriaaliksi valitun titaanin pitkäaikaisvuorovaikutuksia koskevaa
tutkimusta on jatkettu ja työstä laadittavan loppuraportin valmistuminen on
siirtynyt vuodelle 2015. Tutkimuksen
pääpaino on kemiallisissa prosesseissa,
jotka saattavat vaikuttaa puskurin turvallisuustoimintaan sitä heikentävästi.
Muutokset YJH-2012-ohjelmassa kuvattuun aikatauluun verrattuna
Kansainvälisen LUCOEX-projektin
päättyminen on siirtynyt vuoteen 2015.
LUCOEX-projektiin kuuluvan täysimittakaavaisen MPT-kokeen purkaminen
sekä siihen liittyvät näytteenotot ja ana-
33
lyysit on sovittu siirrettäväksi nykyisen
KBS-3H-yhteisprojektin jälkeen toteutettavaksi. Syynä tähän päätökseen on
arvio, että kokeesta saataisiin lisää tietoa
ja kokemusta, jotka hyödyntäisivät jatkossa myös muita täyden mittakaavan
kokeita. Arvio sopivasta purkamisajankohdasta tehdään myöhemmin. Edellä
mainituista syistä johtuen purkuvaihe
on irrotettu LUCOEX-projektista ja korvattu suorien pilottireikien kairaamiseen
liittyvillä demonstraatioilla.
Eräiden tehtävien loppuunsaattaminen on siirtynyt vuodesta 2014 vuoteen
2015, esim. titaanin vuorovaikutuskokeet sekä tuotantolinjaraporttien valmistuminen.
34
Kuva 15. Loppusijoituskapseleiden, asennuspakkausten ja välitulppien nimellismitat eri ydinpolttoaineiden (BWR-, VVER- ja EPR) tapauksissa, joista BWR on
referenssipolttoaine (Lähde: VTT/Kari Ikonen ja Heikki Raiko).
Käytetyn ydinpolttoaineen
loppusijoituksen suunnittelu ja toteutus
Kapselointi- ja loppusijoituslaitos
koostuu maanpinnalle rakennettavasta kapselointilaitoksesta, muista
toimintaa palvelevista maanpäällisistä
rakennuksista ja rakennelmista sekä
maanalaisesta loppusijoituslaitoksesta.
Kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen
rakennustyöt alkavat sen jälkeen, kun
rakentamislupa on myönnetty, tekniset
suunnitelmat ovat riittävän pitkällä
ja epävarmuuksien osalta on laadittu
kattava hallintasuunnitelma. Laitoksen
käyttötoiminta on tarkoitus aloittaa
2020-luvun alkupuolella käyttöluvan
myöntämisen jälkeen.
Välivarastoista tuotu käytetty ydinpolttoaine pakataan kapseleihin kapselointilaitoksessa ja siirretään hissillä
loppusijoitustilaan. Nykyisten suunnitel-
Kaavoitus ja aluetyöt
Posiva toimii yhdessä TVO:n kanssa
Eurajoella Olkiluodon saaressa, jonka maa-alueesta TVO omistaa suuren
osan. Posiva on vuokrannut tarvitsemansa maa-alueen TVO:lta. Olkiluodossa on laitosalueiden lisäksi mm.
satama, Natura-alue, loma-asuntoja
ja muutama pysyvä asunto.
Kaavoituksen tärkeimpänä tavoitteena on ylläpitää maankäytöllisiä edellytyksiä Suomen suurimmalla energiantuotantoalueella ja varata alueet käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen
toteuttamiselle siten, että Suomen lainsäädännön ja toiminnan turvallisuudelle
asettamat vaatimukset täyttyvät.
Vuonna 2014 olivat voimassa vuonna 2010 lainvoimaiseksi tullut Olkiluodon osayleiskaava ja vuonna 2011
lainvoimaiseksi tullut loppusijoitusalueen asemakaava. Vuoden 2014 aikana
käynnistettiin kaavoitusprosessin seuraavan vaiheen valmisteluja. Jatkokaavoituksen tarkoituksena on valmistautua
mien mukaan loppusijoitustilat louhitaan tasovälille -400...-450 m yhteen
kerrokseen. Kulku maanalaisiin tiloihin tapahtuu ajotunnelin ja kuilujen
kautta. Loppusijoitustunneleiden lattiaan porataan loppusijoitusreiät, joihin
kapselit sijoitetaan. Kapseleita ympäröivät kauttaaltaan puristetut bentoniittilohkot, jotka paisuvat voimakkaasti vettymisen seurauksena. Tiloja
laajennetaan loppusijoituksen edetessä louhimalla lisää loppusijoitus- ja
keskustunneleita.
loppusijoituslaitoksen mahdolliseen
laajentamiseen, jotta pystytään turvaamaan loppusijoitustarpeisiin tarvittavien
tilojen laajuus kallioperän olosuhteiden
kannalta tarkoituksenmukaisella tavalla.
Posivan hallinnoimalla alueella
olevan Onkalotien ja Liiklantien uuden tielinjauksen toteutussuunnitelmat
viimeisteltiin vuoden 2014 aikana.
Tielinjauksen jatkosuunnittelun osalta
valmisteltiin toteutussuunnittelua kattamaan tulevan kapselointilaitoksen
piha-alueen ympäri kulkevaa osuutta.
Nostinlaiterakennuksen II-vaiheen
toteutussuunnittelu viimeisteltiin vuoden aikana siten, että rakennustyöt päästiin aloittamaan vuonna 2014 aikataulun
mukaisesti. Nostinlaiterakennuksen
II-vaiheen suunnittelussa on huomioitu
rakennuksen vaiheittainen toteutus, joka
mahdollistaa rakennukseen sijoitettavien järjestelmien ja toimintojen palvelevan lopullista laitoskokonaisuutta.
ONKALO-työmaan maanpäällinen
osuus aidattiin vuoden 2014 aikana ja
aidatun alueen suunnitelmat päivitettiin
vastaamaan tunnistettuja tulevia tarpeita.
Kapselointi- ja loppusijoituslaitosten suunnittelu,
toteutus ja käyttö
KPA-varastoilta tuotu käytetty ydinpolttoaine kapseloidaan kapselointilaitoksessa. Kapselointiprosessiin
liittyviä tärkeimpiä tiloja kapselointilaitoksessa ovat mm. kuljetussäiliöiden
ja uusien kapselien vastaanotto- ja
varastotila, polttoaineen käsittelykammio, kuparikannen hitsausasema,
hitsin tarkastusasema ja bentoniittipuskurilohkojen välivarasto. Suljettu
kuparikapseli siirretään kapselointilaitoksesta hissillä maan alle loppusijoituslaitokseen. Loppusijoituslaitos
koostuu maanalaisista loppusijoitustiloista (loppusijoitustunnelit ja -reiät),
näitä yhdistävistä keskustunneleista,
ajotunnelista, kuiluista sekä teknisistä
tiloista. Loppusijoituslaitos sisältää
myös loppusijoitustilan matala- ja
keskiaktiiviselle jätteelle.
35
LAITOSSUUNNITTELU
Kapselointilaitoksen laitossuunnitelmiin ei vuoden 2014 aikana tehty muita
merkittäviä muutoksia, kuin kapselin
hitsausmenetelmän muuttaminen kitkatappihitsaukseksi (FSW). Päivitetyt
pääpiirustukset toimitettiin viranomaiselle. Päivityksessä huomioitiin mm.
varavoimakoneiden sijoittelun muutokset sekä polttoaineen vastaanottotilan
täsmentyneet tilatarpeet.
Kapselointilaitoksen järjestelmien
prototyyppien toteutus edistyi vuoden
2014 aikana siten, että kapselin siirtovaunun prototyypin valmistus eteni
(kuva 16) ja prototyypin testaus on alkamassa vuoden 2015 alussa. Kapselin
siirtotrukin prototyypin valmistus on
niin ikään käynnistynyt vuoden 2014
aikana. Prototyypeillä pyritään varmistamaan laitteiden toimivuus ennen
lopullisten kapselointilaitokseen tulevien laitteiden toteutusta. Haasteena
ovat loppusijoituskapselin suuri koko ja
käsiteltävä massa ja toisaalta tarkat paikoitustarkkuudet eri prosessin vaiheissa.
Loppusijoituslaitoksen laitossuunnitelmaan ei tehty merkittäviä muutoksia
vuoden 2014 aikana.
LAITOSTEN TOTEUTUSSUUNNITTELU JA TOTEUTUS
Laitosprojekti eteni vuoden 2014 aikana
painottuen toteutussuunnittelussa vaatimusmäärittelytyöhön sekä lähtötietojen
katselmointiin. Kapselointilaitoksen toteutussuunnittelu eteni laitostekniikan ja
rakennustekniikan osalta. Toteutussuunnittelun hankintoja valmisteltiin laajalla
rintamalla, mutta kaikkia suunniteltuja
toimeksiantoja ei vuoden loppuun mennessä ehditty panna täytäntöön.
Kapselointilaitoksen
toteutussuunnittelu ja toteutus
Kapselointilaitoksen toteutussuunnittelu
alkoi kahdeksalle kapselointilaitoksen
mekaaniselle järjestelmälle (kuljetussäiliön siirtovaunu, polttoaineen siirtokone,
kuljetussäiliön telakointiasema, polttoaineen kuivausjärjestelmä, kapselin
telakointiasema, kapselin siirtovaunu,
kapselin kannatinlaite ja kapselin nosto- ja siirtokehys) konseptitarkasteluna
elokuussa 2014. Konseptitarkastelut
saatiin valmiiksi joulukuussa ja ne jatkuvat järjestelmien detaljisuunnitteluna
vuonna 2015. Edellä mainituista järjestelmistä on aikataulutettu toimitettavan ensimmäiset rakennesuunnitelmat
STUKiin elokuussa 2015. Kapselin
kitkatappihitsausaseman toteutussuunnittelun tarjouspyyntö saatiin viimeistelyvaiheeseen joulukuussa 2014 ja
sen toteutussuunnittelun on suunniteltu
alkavan alkukeväästä 2015. Kapselihissin vaatimusmäärittelyt saatiin viimeistelyvaiheeseen loppuvuodesta 2014
ja aloitettiin toteutussuunnittelun tarjouspyynnön valmistelu. Kapselihissin
rakennesuunnitelman on aikataulutettu
toimitettavan STUKiin loppuvuodesta
2015.
Kapselointilaitoksen arkkitehti-,
rakennus- ja talotekninen suunnittelu
aloitettiin syksyllä 2014. Rakennus- ja
järjestelmäteknisen suunnittelun yhteensovittamista varten perustettiin syksyllä
Kuva 16. Kapselin siirtovaunun prototyyppi ja testirata. Siirtovaunu on testiradan
vasemmassa päässä.
36
2014 ns. layout-ryhmä, jonka tehtävänä
on ylläpitää toteutussuunnittelun aikaista laitosmallia ja varmistaa järjestelmien
ja rakenteiden yhteensovittaminen mahdollisten suunnittelumuutosten osalta.
Toteutussuunnittelun alkaessa syksyllä 2014 perustettiin prosessi suunnittelumuutosten käsittelyä ja konfiguraation hallintaa varten. Vuonna 2014
pidettiin viisi muutoskokousta.
Loppusijoituslaitoksen toteutussuunnittelu ja toteutus
Loppusijoituslaitosprojektista laadittiin
vuonna 2014 päivitetty projektisuunnitelma, joka tehtiin laitosprojektin
projektisuunnitelman kuvausten täydennykseksi ja tarkennukseksi.
Loppusijoituslaitoksen toteutettava
laajuus on määräytynyt periaatteella, että
nyt toteutettavalla projektilla luodaan
edellytykset käyttöönottoluvan hakemiseksi ja käyttötoiminnan aloittamiseksi.
Tätä varten tehdään (ONKALOn) ajotunnelin ja kapselikuilun väliset kulkuyhteydet, kapselikuilu, kapselivarasto,
tarvittavat ajoneuvoyhteydet loppusijoitusalueelle, kaksi keskustunnelia
(osittain), kolme loppusijoitustunnelia
ja tarvittavat loppusijoitusreiät. Lisäksi
tehdään lujitettu kalliotila kapselointilaitoksen käytöstä syntyvän matala- ja
keskiaktiivisen jätteen loppusijoitustilaa
varten.
Suunnittelun ja toteutuksen jatkaminen sujuvasti hankkeen seuraavissa
vaiheissa edellyttää, että suunnittelulaajuus ainakin arkkitehtisuunnittelun
tarkkuustasolla on selkeästi toteutuslaajuutta suurempi. Suunnittelu- ja toteutuslaajuudet on esitetty havainnekuvana
kuvassa 17.
Vuoden 2014 aikana loppusijoituslaitoksen teknisten vaatimusmäärittelyjen tuottaminen oli käynnissä olevan toteutussuunnittelun tärkeimpiä tehtäviä.
Tekniset vaatimusmäärittelyt tehdään
järjestelmäkohtaisesti. Katselmoidut ja
hyväksytyt vaatimusmäärittelyt tarvitaan toteutussuunnittelun lähtötietoina.
Vuoden 2014 loppuun mennessä hyväksyttyjä vaatimusmäärittelyjä oli noin 90
% koko arvioidusta määrästä. Vuoden
lopulla tärkeimpinä tehtävinä oli loppusijoituslaitoksen arkkitehti-, rakenne- ja
kallioteknisten suunnittelutarjouspyyn-
töjen valmistelu, joiden avulla suunnittelutoimeksiannot voidaan käynnistää
keväällä 2015.
RAKENNUSMENETELMIEN
KEHITTÄMINEN
EDZ
Louhinnan vauriovyöhykkeellä (Excavation Damage Zone, EDZ) tarkoitetaan
louhinnan kallioon aiheuttamia vaurioita. Vuonna 2012 alkaneita louhinnan
vauriovyöhykkeen hydraulisten ominaisuuksien tutkimuksia jatkettiin ONKALOssa tutkimustilassa 3 (PL3620)
edelleen vuoden 2014 aikana (kuva 18).
Yksittäisiä, näihin liittyviä materiaalitutkimuksia toteutettiin myös Norjassa
sekä Ruotsissa. Norjassa käsiteltiin
irtisahatut kivikuutiot sahaamalla ne
10 cm paksuiksi laatoiksi, laatat kuvattiin sekä osasta laattoja mitattiin kiven
dielektrisyys. Mittausalueen karakterisoimiseksi kivinäytteitä on toimitettu
analysoitavaksi laboratorioihin sekä
Suomessa että Ruotsissa. Varsinaiset
mittaukset saatiin vietyä loppuun, mutta kivimateriaalin laboratoriotestaukset
ovat vielä kesken. YJH-2012-ohjelmasta
poiketen EDZ-tutkimusten koonti ei
toteutunut vuonna 2014 toisaalta siksi,
että tutkimukset olivat vielä kesken ja
toisaalta siksi, että tutkimuspaikka tutkimustilassa 3 osoittautui alkutulkintaa
monitahoisemmaksi.
Kuva 17. Loppusijoituslaitosprojektin suunnittelulaajuus (punaisella) sekä projektissa rakennettava laajuus loppusijoitustasolla. Lisäksi rakennetaan kapselikuilu
siihen johtavine kuiluyhteyksineen, laitosjätetila sekä kapselivarasto. ONKALOn
laajuus on esitetty harmaana.
Rakentamismenetelmät
Louhinta ONKALOssa oli vähäistä
vuoden 2014 aikana, etenkin kohteissa,
joissa tunnelin ympäristöä olisi pitänyt
injektoida silikamenetelmällä. Tästä
syystä injektointikehitystä jatkettiin
enimmäkseen kokoamalla ja analysoimalla jo toteutuneita silikainjektointeja.
Loppusijoitustunnelin lattian tasaisuus on todettu merkitykselliseksi tunnelin täytölle. Tätä testattiin rouhimalla
demonstraatiotunnelin 2 lattia tasaiseksi
(kuva 19). Saavutetun tasaisuuden vaikutuksia tutkitaan suhteessa geologiseen
Kuva 18. Dielektrisyysmittaus EDZ-tutkimusaltaassa tutkimustilassa 3.
(kuva: Geofcon Oy)
kartoitukseen, koeloppusijoitusreikien
poraamiseen ja tunnelin täyttämiseen.
Koeloppusijoitusreikien poraamisessa
on jo havaittu suuri etu aiempiin porauksiin verrattuna, kun reiät on voitu porata
suoraan tasaiselta tunnelin lattiapinnalta, eikä erityisiä rakenteita ole tarvinnut
porausta varten tehdä.
Posivan loppusijoitustunnelin päätytulpan (POPLU) rakentaminen on
edennyt niin, että tulpan kohta on työstetty demonstraatiotunneliin 4. Suunnitelmasta ja Posivan referenssimenetelmästä poiketen kallion työstöä ei tehty
Kuva 19. Rouhittu lattiapinta demonstraatiotunnelissa 2.
37
Kuva 20. 8-vuotiaan taiteilijan näkemys kalliorakentamisesta ja esimerkiksi EDZ:n muodostumisesta (rakoillut kallio keskellä
kuvaa). (kuva: Ville Mustonen)
vaijerisahauksella, vaan irtiporauksella
ja lopullisen pinnan rouhinnalla. SKB
toteutti oman DOMPLU-hankkeensa
testialueen vaijerisahauksella, mikä
mahdollistaa eri kalliontyöstömenetelmien vertailun. POPLU-päätytulppatestiä on esitelty laajemmin kohdassa
Tunnelien täyttö ja päätytulppa.
ONKALOn materiaalien, kuten
pulttien ja verkkojen ikääntymistä
tarkkaillaan osana maanalaisten tilojen
työturvallisuutta. Lisäksi tutkimustilaan
3 on suunniteltu ruiskubetonoinnin lämmönvaikutuksen tutkimisen koe. Työturvallisuus- ja toteutettavuussyistä kuilua
simuloivaa testireikää ei ruiskubetonoitu, vaan betoni valettiin reiän seinille.
Vuoden 2014 lopulla oli suunnitteilla
kokeen jatko eli lämmitys ja lämmi-
tysvaikutusten havainnoinnin toteutus.
Räjäytysten painevaikutusten tutkimusta ei ole ONKALOssa vielä tehty,
mutta niiden toteutusta on suunniteltu
seuraavien louhintojen yhteyteen.
Rakentamisen laitekehitys
YJH-2012-ohjelmassa kuvattua loppusijoituslaitoksen toteutuslaitteistoa ei
ole lopullisesti määritelty, mutta työtä
tehdään samanaikaisesti loppusijoitusratkaisun käytännön toteutusratkaisun
edetessä. Erillisistä tarvittavista laitteistoista tunnelilujituksen poistolaitteiston
suunnittelu ei ole vielä alkanut, mutta
sen vaatimusmäärittely toteutetaan
vuoden 2015 aikana. Jo olemassa olevaa koeloppusijoitusreiän porauslaitetta, Sannaa, testattiin edelleen vuoden
Kuva 21. Kapselin siirto- ja asennuslaiteen prototyyppi valmiina testaukseen.
38
2014 aikana kolmen reiän porauksella
ja vuonna 2015 toteutetaan vielä kolme
koeloppusijoitusreikää lisää. Toteutettujen ja vielä toteutettavien, yhteensä
kymmenen reiän perusteella tehdään
päätökset Posivan tulevasta loppusijoitusreikäporakoneen määrittelystä
ja mahdollisesta hankinnasta. Samalla
tullaan ottamaan kantaa, yritetäänkö
porakoneeseen sisällyttää muita toimintoja nykyisen testauslaitteen toimintojen
lisäksi, kuten pohjan tasoittava työstin
tai reiän yläpään viisteen teon mahdollistava laitteisto, vai toteutetaanko nämä
erillisillä laitteistoilla.
Referenssimenetelmä loppusijoitustunneleiden louhimiselle on poraus
ja panostus -menetelmä. Sen rinnalla
seurataan aktiivisesti mekaanisten tunnelin louhintamenetelmien kehitystä,
mutta rouhintaa lukuun ottamatta näitä
menetelmiä ei ole testattu ONKALOssa.
ASENNUS- JA SIIRTOTEKNIIKAT
Kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen
asennus- ja siirtotekniikoilla tarkoitetaan laitteita, joilla siirretään vapautumisestekomponentteja laitoksissa.
Näitä laitteita ovat mm. kapselihissi,
kapselin siirto- ja asennuslaite sekä
täytön ja puskurin asennuslaitteet.
Kapselihissiin liittyvää kehitystyötä
jatkettiin vuoden 2014 aikana. Hissille
kehitettiin uusi toteutuskonsepti, jossa laitteen yksittäisvikasietoisuuteen
Kuva 22. Puskurilohkojen asennuslaitteen prototyyppi ONKA- Kuva 23. Puskurilohkon asennus testireikään ONKALO-alueen
testaushallissa.
LO-alueen testaushallissa.
liittyvät viranomaisvaatimukset pystytään täyttämään. Uudesta konseptista
toimitettiin päivitetyt aineistot viranomaiselle.
Kapselin siirto- ja asennuslaitteen
(kuva 21) prototyyppi valmistui vuoden
2014 alkupuolella ja laitteen testaus alkoi ONKALOn alueelle maanpinnalle
rakennetussa uudessa testaushallissa.
Tähänastisissa testeissä laite on toiminut
suunnitellusti. Testejä jatketaan ONKALOn demonstraatiotunneleissa oikeissa
loppusijoitusolosuhteissa.
Puskurilohkojen asennustekniikan
kehittäminen jatkui LUCOEX-projektissa, jossa Posivan, SKB:n, Andran
(Ranska) ja Nagran (Sveitsi) yhteistyönä kehitetään loppusijoitukseen
liittyvää asennustekniikkaa. Projektissa
Posivan vastuulla on kehittää puskurilohkojen asennusta, laadunvalvontaa
ja asennuksen aikana mahdollisten ongelmien hallintaa KBS-3V-tyyppisessä
loppusijoitusratkaisussa. Puskurilohkojen asennuksessa käytettävän asennuslaitteen (kuva 22) ja lohkojen siirtolaitteen testaukset käynnistyivät vuonna
2014 maanpinnalla valmistuneessa
testaushallissa, minkä jälkeen siirrytään
ONKALOn demonstraatiotunneliin.
Puskurilohkojen asennusta testattiin
testaushallin testireikään (kuva 23).
Tähänastisissa testeissä asennuslaite on
toiminut suunnitellusti.
Vuoden aikana valmistettiin ja
testattiin myös asennusongelmien hallinnassa käytettäviä työkaluja. Puskurilohkojen asennusongelmien hallintaa
varten kehitettiin vesipiikkaukseen
perustuva laite, jolla bentoniittilohkoja
voidaan tarvittaessa hallitusti rikkoa ja
poistaa loppusijoitusreiästä. Laitetta
myös testattiin maanpinnalla vuoden
2014 lopussa (kuva 24).
Täytön asennuslaitteen prototyypin (kuva 25) valmistus oli käynnissä
vuonna 2014 ja laite valmistuu alkuvuonna 2015. Laitteen testit aloitetaan
maanpinnalla tehtävillä asennuskokeilla
ja tämän jälkeen siirrytään testaamaan
ONKALOon. Täyttöön liittyvien pellettien asennusta on myös suunniteltu
ja pellettien asennus on suunniteltu
liitettävän samaan asennuslaitteeseen
jatkokehitystyössä.
Kuva 24. Asennusongelmien hallintaan kehitetyn vesipiikkaus- Kuva 25. Täytön asennuslaiteen prototyyppi tehtaalla.
laitteen maanpintatestaus.
39
KÄYTETYN YDINPOLTTOAINEEN
KULJETUKSET
Käytetyn polttoaineen kuljetukset on
tarkoitus aloittaa Suomessa loppusijoitustoiminnan alkaessa. Loviisan
polttoaine kuljetetaan Olkiluotoon
joko maitse, rautateitse tai meritse. Olkiluodon polttoaine siirretään
KPA-varastolta kapselointilaitokselle
maitse.
Käytettyä polttoainetta kuljetetaan
KPA-varastoilta kapselointilaitokseen
siihen tarkoitetuissa B-tyypin kuljetussäiliöissä. Vuodelle 2014 siirtynyt
päätösehdotus siitä, käytetäänkö Loviisan ja Olkiluodon polttoaineiden
kuljettamiseen kaasu- vai vesitäytteisiä
säiliöitä, käsiteltiin vuoden 2014 lopulla
Posivassa, mutta päätöksen tekeminen
siirtyi alkuvuoteen 2015. Vuoden 2014
aikana tavattiin myös kolme potentiaalista kuljetussäiliöiden toimittajaa ja
selvitettiin tarjolla olevia säiliöitä sekä
mahdollisia tarvittavia muutoksia säiliöihin. Yhteydenpito kaikkien tavattujen
toimittajien kanssa jatkuu vuonna 2015.
Laatu ja turvallisuus
LAADUN JA TOIMINNAN
KEHITTÄMINEN
Posivan johtamisjärjestelmä muodostuu johtamiskäsikirjasta, joka antaa
yleiskuvan Posivan toiminnasta sekä
aihekohtaisista käsikirjoista, jotka sisältävät toimintasääntöjä ja ohjeita. Johtamisjärjestelmän tehtävänä on varmistaa,
että Posivan loppusijoituslaitos täyttää
sille asetetut turvallisuusvaatimukset ja
että Posivan toiminta on lainmukaista,
turvallista, oikea-aikaista ja kustannustehokasta.
Vuoden aikana johtamisjärjestelmää
kehitettiin vastaamaan uusia vuoden
2013 lopussa voimaan tulleita STUKin
YVL-ohjeita. Johtamisjärjestelmän kehitystyö jatkuu siirryttäessä kohti ydinlaitosten rakentamisvaihetta.
Rakentamisen laadunvarmistusta
ja -valvontaa varten Posiva on luonut
rakentamisen toteutusorganisaatiosta
riippumattomat vastuulliset toiminnot.
Näiden toimintojen tarkoitus on varmistaa, että meneillään oleva rakentaminen
toteutetaan Posivan johtamisjärjestelmän menettelyjen ja ohjeiden sekä ase-
40
tettujen teknisten ja toiminnallisten vaatimusten ja ohjeiden mukaisesti ja että
lopputuote on suunnitelmien mukainen.
Rakentamisen ja suunnittelun laadunhallinnan kehittämisessä Posivan
laitosprojekti on ohjeistanut mm. laatusuunnitelmien laadinnan järjestelmätasolla. Laatusuunnitelmien tarkoituksena
on ohjata tuotteentoteutusprosessia koko
sen elinkaaren ajan.
Posivan laatima ehdotus ydinlaitostensa luokitusasiakirjasta toimitettiin
STUKille rakentamislupahakemuksen
yhteydessä. Luokitusasiakirjaa päivitettiin vuoden 2014 aikana rakentamisluvan käsittelyn aikaisen palautteen
perusteella.
Vuoden 2014 aikana Posiva kehitti
menettelyjä toimittajien valintaan ja arviointiin sekä toimittajaketjujen hallintaan uusien YVL-ohjeiden vaatimusten
mukaiseksi.
Tehdyt toimet ovat YJH-2012-ohjelmassa esitetyn suunnitelman mukaisia.
YMPÄRISTÖ JA
TYÖTURVALLISUUS
Posivan ympäristöasioista huolehditaan
sertifioidun johtamisjärjestelmän (ISO
14001:2004) ja vuosittaisen toimintasuunnitelman mukaisesti. Toiminnan
keskeiset ympäristönäkökohdat liittyvät
ONKALOn rakentamiseen ja jätteiden käsittelyyn. Mahdollisia häiriö- ja
vahinkotilanteita tarkasteltaessa merkittävimmät ympäristöriskit liittyvät
tulipaloon ja öljyvuotoon työkoneesta.
ONKALO rakentamisen yhteydessä
irrotettu kiviainesmäärä 2014 oli vain
noin 20 k-m3. Työmaalla syntyneistä
jätteistä lähes 90 % kierrätettiin. Tunnelin rakentamisessa käytettiin vettä noin
6 500 m3. ONKALOn keskimääräinen
kokonaisvuotovesimäärä oli noin 32 l/
min. Tunnelista pumpatut vedet (käyttövesi ja vuotovedet) johdettiin selkeytyksen ja öljynerotuksen jälkeen avo-ojaa
pitkin mereen. Veden laatua mitattiin
aiempien vuosien tapaan säännöllisesti.
Toimintasuunnitelmassa kuvataan
keinot, joilla pyritään vähentämään yhtiön toiminnasta mahdollisesti aiheutuvia
ympäristöhaittoja. Vuonna 2014 mm.
kehitettiin kunnossapito- ja tarkastusmenettelyjä öljyvahinkojen ennaltaehkäisyn tehostamiseksi.
Posivan työterveys- ja turvallisuusasioista huolehditaan sertifioidun johtamisjärjestelmän (OHSAS 18001:2007)
ja vuosittaisen toimintasuunnitelman
mukaisesti. Posivalaiset ja Posivan
urakoitsijat työskentelivät koko vuoden ilman tapaturmia. Posiva palkitsi
vuoden aikana turvallisuuden kehittämisessä ansioituneen henkilön Vuoden
turvallisuusteko -palkinnolla. Posivalle
myönnettiin jo toisen kerran peräkkäin
Nolla tapaturmaa -foorumin tasoluokitus taso 1 ”Maailman kärjessä”.
Vuoden 2014 painopisteenä oli
työyhteisötaitojen kehittäminen. Projektin puitteissa tuotettiin mm. ”hyvä
työkaveri” -videomateriaalia, vedettiin
vuorovaikutusta edistäviä harjoitteita
yksikkökokousten yhteydessä sekä
harjoiteltiin rakentavan palautteen antamista. Työterveyshuollon toimintasuunnitelma päivitettiin ja vuoden aikana panostettiin erityisesti ennaltaehkäisevään
työterveyshuoltoon.
Loppuvuonna tiivistettiin yhteistyötä TVO:n kanssa ja valmisteltiin
TTT-osaamiskeskuksen (työterveys ja
-turvallisuus) perustamista palvelemaan
koko konsernia.
YDIN- JA SÄTEILYTURVALLISUUS
Posivan laitosten suunnitteluvaiheessa
varmistetaan ydin- ja säteilyturvallisuuden huomioiminen laitoksen, järjestelmien, rakenteiden ja laitteiden
suunnittelussa siten, että kapselointi- ja
loppusijoituslaitosta voidaan käyttää
turvallisesti. Ydin- ja säteilyturvallisuuden huomioimisella varmistetaan
laitosten tarkoituksenmukaisten käyttöolosuhteiden säilyminen, ennalta
ehkäistään häiriö- ja onnettomuustilanteiden syntymistä, hallitaan häiriö- ja
onnettomuustilanteita, lievennetään häiriö- ja onnettomuustilanteiden seurauksia sekä suojellaan laitosten henkilöstöä
ja väestön ihmisiä radioaktiivisten aineiden päästöiltä ja ionisoivalta säteilyltä.
Posiva täydensi vuoden 2014 aikana
ydinlaitosten käyttöhäiriö- ja onnettomuustilanteita koskevia analyysejä
ja -asiakirjoja. Täydennykset koskivat
erityisesti sisäisten ja ulkoisten uhkien
(ml. tulipalot, maanjäristykset) huomioimista laitosten suunnittelussa siten,
että uhkien toteutuminen ei aiheuta
käyttöhäiriö- tai onnettomuustilanteita.
Käyttöhäiriö- ja onnettomuustilanteiden
analyysejä ja -asiakirjoja tarkennettiin
muuttamalla tehtyjä oletuksia realistisemmiksi ja radioaktiivisten aineiden
leviämisen arviointiin käytettävä sääaineisto päivitettiin. Käyttöhäiriö- ja
onnettomuustilanteiden analyysejä
täydennettiin myös käyttöjätteen käsittelyn osalta.
Posiva täydensi vuoden 2014 aikana kapselointilaitoksen suunnitelmia
rakenteiden säteilymitoituksen osalta.
Analyysien perusteella päivitettiin säteilysuojalabyrinttien toimintaa ja lisättiin
säteilyltä suojaavia seiniä. Myös säteilysuojeluun liittyvät suunnitelmat koottiin yhteen ja päivitettiin vastaamaan
kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen
suunniteltua toimintaa. Suunnitelma
ympäristön radioaktiivisuuden arvioimiseksi erotettiin Olkiluodon monitorointiohjelmasta erilliseksi suunnitelmaksi
ja päivitettiin kattamaan lähiympäristön
lisäksi laitosalue. Arviota käytetään kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen käytön
seurausten arviointiin.
Ydin- ja säteilyturvallisuus huomioitiin myös vuonna 2014 päivitettyjen
järjestelmäkuvausten ja alustavan luokitusasiakirjan muutosten yhteydessä.
Posiva jatkoi säteilymittausjärjestelmien
kehitystä täydentämällä niiden järjestelmäkuvauksia ja vaatimusmäärittelyjä.
Posiva on jatkanut vuonna 2014
myös muiden järjestelmien vaatimusmäärittelytyötä. Vaatimusmäärittelytyö
sisältää teknisten ja toiminnallisten
vaatimusten lisäksi myös ydin- ja säteilyturvallisuusvaatimukset.
Vuonna 2014 ydin- ja säteilyturvallisuuden hallinta oli YJH-2012-ohjelmassa esitetyn mukaista.
TURVA- JA VALMIUSJÄRJESTELYT
Posivan laitosten turvajärjestelyjen
tarkoituksena on varmistua siitä, että
ydinjätelaitosten ja niissä käsiteltävien
ydinjätteiden turvallisuus ei vaarannu
lainvastaisen toiminnan seurauksena.
Turvajärjestelyt koostuvat rakenteellisista ja teknisistä järjestelmistä ja hallinnollisista toimenpiteistä ja kattavat
käynnissä olevan tutkimusvaiheen,
rakentamisen ja käyttötoiminnan lop-
pusijoituslaitoksen sulkemiseen saakka.
YJH-2012-ohjelman mukaisesti
valmistauduttiin raportointivuonna
tulevaan rakentamiseen täydentämällä
rakentamislupahakemukseen liittyviä
rakennusaikaisia ja käytönaikaisia turvasuunnitelmia. Täydennykset koskivat
mm. Posivan ja TVO:n palvelusopimuksen mukaisesti hankittavia turvapalveluja, mm. vartio-ohjeita ja yhteistä
TVO-Posiva-turvaohjesääntöä. Ydinlaitoksen tietoturvallisuuden hallinta -ohjeen (YVL A.12) mukainen päivitetty
selvitys toimitettiin vuonna 2014 osana
turvajärjestelyjä STUKin arvioitavaksi.
Posivan valmiusjärjestelyjen tarkoituksena on ennakkoon varautua kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen henkilökuntaa, laitoksen ympäristön väestöä
ja itse laitosta mahdollisesti uhkaaviin
onnettomuuksiin tai turvallisuutta heikentäviin tapahtumiin ja niiden seurausten rajoittamiseen. Vuonna 2014 STUK
hyväksyi Posivan valmiusjärjestelyjen
alustavan suunnitelman. Vuonna 2014
valmiusjärjestelyihin liittyvä toiminta oli YJH-2012-ohjelmassa esitetyn
mukaista.
YDINMATERIAALI- JA
YDINSULKUVALVONTA
Posivan ydinsulkuvalvonta perustuu
ydinmateriaalivalvontaa koskevien lakien ja asetusten sekä kansainvälisten
sopimusten velvoitteiden täyttämiseen.
Posivan ydinsulkuvalvontakäsikirjassa kuvataan ONKALOn rakentamisen aikainen ydinsulkuvalvontatoiminta
ja sitä täydennetään paloittain kattamaan
ydinlaitosten rakentamisen aikana
tarvittava valvonta. Loppusijoitustoimintaa varten käsikirjaa täydennetään
kuvaamaan Posivan vastuulle tuleva
ydinmateriaalin kirjanpito ja raportointi sekä loppusijoitustilan valvonta.
Posivan ydinsulkuvalvontakäsikirjassa
kuvataan myös ONKALOa koskevat
ennakko-, toteuma- ja monitorointitiedot, jotka raportoidaan kolme kertaa
vuodessa STUKille. Lisäksi käsikirjassa
kuvataan kansainvälisten sopimusten
perusteella toimitettavat ilmoitukset.
Vuonna 2014 STUKille ja Euroopan komissiolle toimitettiin kapselointilaitoksen ja loppusijoituslaitoksen
teknisten perustietojen päivitykset sekä
ONKALOn rakentamista ja loppusijoitustoimintaan valmistautumista kuvaava
toimintaohjelma.
STUK, IAEA ja Euroopan komissio
tekevät vuosittain erityisesti ONKALOn
suunnittelu- ja toteumatietojen tarkastuksia. Vuonna 2014 laajin oli IAEA:n ja
komission suunnittelutietojen tarkastus
(Design Information Verification), joka
toteutettiin laserskannausmenetelmällä.
Tarkastusta varten koko ONKALOn
laajuus skannattiin ja tuloksia verrattiin
Posivan toimittamiin toteumatietoihin.
STUK teki vuonna 2014 kaikkiaan
kolme ydinsulkuvalvonnan tarkastusta,
joista yksi oli yhteinen IAEA:n ja Euroopan komission suunnittelutietojen
tarkastuksen kanssa.
Loppusijoitustoiminnan ydinmateriaalivalvontaa kehitetään IAEA:n
ja Euroopan komission perustamassa
EPGR-projektissa (Encapsulation Plant
and Geological Repository), johon
osallistuvat myös Suomen ja Ruotsin
viranomaiset ja toiminnanharjoittajat.
Vuonna 2014 valmistui Suomea koskeva kapselointilaitoksen valvontakonsepti, jossa kuvataan valvonnan kattavuus,
menetelmät ja laitteet KPA-varastoilta
kapselointilaitoksen kapselihissiin asti.
Konseptin tarkoituksena on esittää
valvonnan tekniset vaatimukset, jotta
Posiva voi huomioida ne kapselointilaitoksen layoutissa ja järjestelmäsuunnittelussa. Maanalaisen toiminnan valvonnan kehitys jatkuu tulevina vuosina.
Posivan kapselointilaitoksen ja
loppusijoituslaitoksen rakentamislupahakemuksen yhteydessä STUKille
toimitettiin ydinenergia-asetuksen 35§:n
mukainen ”suunnitelma ydinaseiden
leviämisen estämiseksi tarpeellisen valvonnan järjestämisestä”. STUK hyväksyi suunnitelman 12.12.2014 päivätyllä
kirjeellään vaatimuksilla huomioida ja
mahdollistaa IAEA:n ja Euroopan komission valvonta kapselointilaitoksen
ja loppusijoituslaitoksen jatkosuunnittelussa ja toteutuksessa.
Kuva 26 esittää ydinsulkuvalvontaan
liittyvät Olkiluodon mikroseismisen
asemaverkon paikantamat ONKALOalueen louhintaräjäytykset seismisinä
havaintoina vuonna 2014. ONKALOalueelle paikannettiin kaikkiaan 181
räjäytystä ja niiden voimakkuudet pai-
41
Kuva 26. Ydinsulkuvalvontaan liittyvät Olkiluodon mikroseismisen asemaverkon paikantamat ONKALO-alueen louhintaräjäytykset. Räjäytyspaikkoja osoittavat pallot on väritetty ajankohdan mukaan siten, että sininen edustaa alkuvuotta ja punainen
loppuvuotta. ONKALOn louhintasuunnitelma on esitetty keltaisella. (Kuva: Marianne Malm, ÅF-Consult Oy)
kallisella Richterin asteikolla olivat välillä ML=-1,9…0,7. ONKALO-alueella
louhintoja tehtiin pääasiassa maanpinnalla liittyen aluetöiden ja nostinlaiterakennuksen louhintaräjäytyksiin. ONKALOssa näkyy muutamia räjäytyksiä
liittyen kuiluliittymissä tehtyihin töihin
tasoilla -290 ja -437. Maanpinnalla yksi
räjäytykseksi luokiteltu havainto heinäkuulta lähellä Olkiluodon majoituskylää
jäi ilman selitystä.
LUPIEN HAKEMINEN
Vuoden 2014 aikana täsmennettiin aiemmin vuoden 2012 lopulla jätettyyn
rakentamislupahakemukseen liittyvää
viranomaisaineistoa. Rakentamislupahakemusaineistoa täydennettiin sekä
suunnittelun etenemisen että STUKin
esittämien vaatimusten perusteella.
Sisällölliset täydennykset ovat liittyneet erityisesti teknisen suunnittelun
kypsyyteen ja turvallisuusanalyysien
vaatimuksenmukaisuuteen. Vähäisiä
päivityksiä tehtiin suureen määrään
muuta STUKille toimitettua aineistoa.
Kokonaan uutena asiakirjana toimitettiin yksityiskohtainen arvio joulukuussa
2013 valmistuneen uuden YVL-ohjeiston sovellettavuudesta ja täyttymisestä.
Vuoden loppupuolella turvallisuussuunnittelun painopiste siirtyi
rakentamisluvan jälkeisten tarpeiden
42
huomioimiseen. Tulevaa rakentamista
varten rekrytoitiin turvallisuusasioiden
käsittelyyn useita henkilöitä samalla,
kun yhteistyö Posivan omistajien, erityisesti TVO:n ydinalan osaajien kanssa
lisääntyi merkittävästi.
STUKin ja Posivan välillä on järjestetty suuri määrä tekniikka-alakohtaisia
kokouksia, joiden tarkoituksena on ollut tukea viranomaistarkastusta ja siten
myös lyhentää asiakirjojen päivitykseen
kuluvaa aikaa. STUK teki vuoden aikana
yhdeksän rakentamisvalmiuden toteamiseen liittyvää tarkastusta kohdistuen
Posivan toiminnan eri alueille. Lisäksi
STUK teki neljä tarkastusta maanalaisten tutkimustilojen (ONKALOn) meneillään olevaan rakentamiseen liittyen.
Posiva jätti 20.5.2014 Valtioneuvostolle hakemuksen ydinpolttoaineen
kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen
laajentamista koskevan valtioneuvoston
6.5.2010 tekemän periaatepäätöksen
M3/2010 täydentämiseksi. Hakemus
liittyi Teollisuuden Voima Oyj:n (TVO)
samanaikaisesti valtioneuvostolle jättämään hakemukseen periaatepäätöksen
M2/2010 täydentämiseksi rakentamislupahakemuksen jättämiselle asetetun
määräajan osalta. Valtioneuvoston tehtyä keväällä 2014 kielteisen päätöksen
TVO:n hakemuksesta, TEM toimitti
7.10.2014 Posivalle päätöksen, jonka
mukaan Posivan hakemusta periaatepäätöksen täydentämiseksi ei ole tarpeen
käsitellä.
TIEDONHALLINTA
Vaatimustenhallinta
Posivalla on käytössä VAHA-vaatimustenhallintajärjestelmä, jonka avulla hallinnoidaan loppusijoitustoimintaan liittyviä vaatimuksia. Vuoden 2013 alussa
alkaneen VAHA3-projektin keskeisenä
tavoitteena oli laajentaa Posivan vaatimustenhallinta kattamaan loppusijoitusjärjestelmän vaatimusten lisäksi myös
kapselointilaitoksen turvallisuuden
kannalta tärkeiden osajärjestelmien vaatimukset. Lisäksi projektin tavoitteena
oli täydentää loppusijoitusjärjestelmän
vaatimustenhallinnan toteutusta mm.
parantamalla jäljitettävyyttä lisäämällä
linkityksiä sekä sisällyttämällä todentamistulokset DOORS-kantaan.
Vuonna 2014 VAHA3-projektissa
jatkettiin Posivan vaatimustenhallinnan
kehittämistä edellisen vuoden tulosten
pohjalta. Posivan vaatimustenhallintajärjestelmän kattavuus on saatu laajennettua sisältämään myös kapselointilaitoksen turvallisuuden kannalta tärkeät
järjestelmät. Kapselointilaitoksen järjestelmien varsinainen vaatimusmäärittelytyö ei sisältynyt VAHA3-projektiin,
vaan se tehdään kapselointilaitospro-
jektissa yhdessä alihankkijoiden kanssa. Kapselointilaitoksen järjestelmien
hyväksyttyjä vaatimusmäärittelyitä on
vuoden 2014 lopussa Laitosprojektityötilassa 21 kappaletta, joista yhdeksän
on viety myös VAHA/DOORS-kantaan.
Loppusijoitusjärjestelmän vaatimusten laadunparantamistyö käynnistettiin
loppuvuodesta 2013 ja työtä jatkettiin
vuonna 2014. Työn keskeisiä kohteita
ovat vaatimusten todentamisen lisääminen vaatimusmoduuleihin sekä jäljitettävyyden parantaminen puuttuvia tai
virheellisiä linkityksiä korjaamalla. Työ
jatkuu vuonna 2015.
VAHA3-projektin lisäksi käynnissä
on myös työ loppusijoitusjärjestelmän
toimintakykyvaatimusten sisällön tarkistamiseksi osin yhdessä SKB:n kanssa
(ks. luku Turvallisuusperustelun pääkohdat ja tuotantoprosessi).
Dokumenttienhallinta
Dokumenttienhallinnassa vuoden 2014
töiden pääpaino oli laitosprojektin dokumenttienhallinnan suunnittelu- ja
kehitystyössä. Laitosprojektille on laadittu oma dokumenttienhallintaprosessi,
jonka mukaan toimitaan alihankkijoiden
dokumenttitoimituksissa ja Posivan
sisäisissä prosesseissa. Dokument-
tienhallintaprosessin kouluttaminen
laitosprojektin toimijoille aloitettiin
vuonna 2014. Dokumenttienhallintajärjestelmäkoulutusten lisäksi suunniteltiin ja toteutettiin Posivan asiakirja- ja
dokumenttienhallintakoulutus, jonka
tavoitteena on yhtenäistää asiakirja- ja
dokumenttienhallintaan liittyviä toimintatapoja ja selventää eri toimijoiden
roolia ja vastuuta asiakirjahallinnassa.
Asiakirjahallintaan liittyvät ohjeet on
katselmoitu ja päivitystyötä on tehty.
Lisäksi on laadittu uusia ohjeistuksia
mm. tietoaineistoturvallisuuteen liittyen. Tiedonhallinta- ja arkistonmuodostussuunnitelmien kehitystyö jatkuu
edelleen vuonna 2015.
Tutkimustietojärjestelmät
Posiva on kerännyt jo muutaman
vuosikymmenen ajan tutkimustietoa
Olkiluodon saarelta sekä aikaisemmin
myös muilta tutkimuspaikkakunnilta.
Dataa on kertynyt huomattava määrä.
Tutkimustiedot koostuvat mm. alueen
kallioperän ominaisuuksista, kalliopohjavesien käyttäytymisestä ja kemiasta
sekä ympäristötutkimuksista.
Posivalla on käytössään POTTItutkimustietojärjestelmä, jolla hallinnoidaan eri tieteenalojen tutkimustietoja.
Järjestelmän tarkoituksena on helpottaa
suuren datamäärän hallinnointia, toimia
datan keskitettynä tallennuspaikkana
ja tarjota loppukäyttäjälle mahdollisuus hakea kaikkea saatavilla olevaa
tutkimusdataa yhdestä järjestelmästä.
Järjestelmästä on liityntäpinnat mm.
kalliomallinnusjärjestelmään, sekä
kairasydänlaatikkotietojen visualisointijärjestelmään.
POTTI-tutkimustietojärjestelmässä
siirryttiin ylläpitovaiheeseen vuoden
2013 kesäkuussa ja vuoden 2014 aikana järjestelmään ei tehty juurikaan
kehitystyötä. Pienet päivittäistä käyttöä
haitanneet ongelmatilanteet korjattiin,
mutta muilta osin keskityttiin järjestelmän tehokkaaseen käyttöön ja erinäisiin
datan ylläpitotehtäviin.
Vuoden 2014 alussa käynnistettiin
kenttätutkimusten tiedonkeruutoimintojen päivitysprojekti. Projektin tavoitteena oli saada kenttähenkilöstölle
nykyaikainen ja helppokäyttöinen tiedonkeruulaitteisto. Kenttähenkilöstöltä
saatujen kokemusten perusteella sovellusta lähdettiin kehittämään mobiilialustalle. Ensimmäinen versio sovelluksesta
saatiin testaukseen vuoden 2014 lopussa
ja tuotantokäytön aloittaminen tapahtuu
vuoden 2015 alkupuolella.
43
Olkiluodon voimalaitoksen voimalaitosjätteiden huolto ja käytöstäpoisto
Voimalaitosjätehuolto
Olkiluodossa
Olkiluodon voimalaitosjätteiden loppusijoitustila (VLJluola) otettiin käyttöön vuonna 1992. Luola koostuu
kahdesta kalliosiilosta, niitä yhdistävästä hallista ja
aputiloista, jotka on rakennettu 60–100 metrin syvyyteen
Olkiluodon Ulkopään niemen kallioperään. Kulku tiloihin
on järjestetty sekä ajotunnelin että kuilun kautta. Matalaaktiiviset jätteet sijoitetaan betonilaatikoissa kalliosiiloon,
keskiaktiivisille jätteille on toiseen kalliosiiloon rakennettu
teräsbetoninen siilo. Matala-aktiivisten jätteiden siilon
kapasiteetti on noin 5 000 m3 ja keskiaktiivisten noin
3 500 m3 (nämä tilavuudet pätevät 200 litran tynnyreihin
pakatulle jätteelle). Rakenteilla olevan OL3-laitosyksikön
jätehuoltoon valmistautumiseksi on VLJ-luolan käyttölupaehtoihin hyväksytty marraskuussa 2012 muutos, joka sallii
myös OL3:n voimalaitosjätteiden
loppusijoituksen OL1 ja OL2 -laitosyksiköiden voimalaitosjätteiden
loppusijoittamisen lisäksi. Käyttölupaehtojen muutos sallii myös
Säteilyturvakeskuksen hallinnassa
olevien radioaktiivisten jätteiden
loppusijoituksen VLJ-luolaan siinä
määrin, ettei se haittaa VLJ-luolan
varsinaista käyttötarkoitusta. Kuvassa on esitetty vuosina 2000–
2014 kertyneen voimalaitosjätteen
määrä. Jätteen kokonaismäärän
väheneminen Ruotsissa Studsvikissa toteutettujen romutusprojektien
TOIMINTAPERIAATE
Voimalaitosjätteistä pääosa pakataan
heti käsittelyä, varastointia ja loppusijoitusta varten. Prosessivesien puhdistukseen käytetyt keskiaktiiviset ioninvaihtohartsit kiinteytetään bitumiin
ja seos valetaan terästynnyreihin. Osa
matala-aktiivisista jätteistä (kokoonpuristuva sekalainen huoltojäte) tiivistetään terästynnyreihin hydraulisella
puristimella ja osa (metalliromu ja
suodatinsauvat) pakataan sellaisenaan teräs- ja betonilaatikoihin sekä
terästynnyreihin. Kokoonpuristuvaa
44
tuloksena havaitaan kuvassa negatiivisena kertymänä
vuonna 2012.
VLJ-luolalle on laadittu alustava laajennussuunnitelma
(kuva 28), joka tähtää arviolta 2030-luvulla tarvittavaan
uuteen loppusijoitustilaan. Laajennus vastaa OL1 ja OL2
-laitosyksiköiden käyttöiän nostoa aiemmasta 40 vuodesta
nykyiseen 60 vuoteen sekä mahdollistaa rakenteilla olevan OL3-laitosyksikön käyttö- ja käytöstäpoistojätteiden
loppusijoitussuunnitelman toteuttamisen. Suunnitelmissa
olevan neljännen voimalaitosyksikön (OL4) aiheuttamat
tarpeet otetaan myös huomioon loppusijoitustilojen laajennussuunnitelmassa.
jätettä sisältävät tynnyrit puristetaan
kasaan siten, että tynnyreiden lopullinen korkeus on noin puolet alkuperäisestä korkeudesta halkaisijan pysyessä
muuttumattomana. Myös metalliromua
voidaan muokata tiiviimpään muotoon
ennen pakkaamista. Metallisilppurilla
pilkotulla romulla voidaan täyttää luolaan menevien betonilaatikoiden tyhjää
tilaa ja näin metallijätteen pakkausaste
tehostuu.
Sekalaiset nestemäiset jätteet ja lietteet kiinteytetään sekoittamalla jätettä
ja sideainetta toisiinsa tynnyrissä, joka
jää kiinteytystuotteen pakkaukseksi.
Haihduttamisella nesteiden ja lietteiden
tilavuus minimoidaan mahdollisuuksien
mukaan ennen kiinteyttämistä.
Voimalaitosjätteitä varastoidaan
väliaikaisesti voimalaitosyksiköiden
jäterakennusten varastoissa ja reaktorirakennuksen polttoainealtaissa, keskiaktiivisen ja matala-aktiivisen jätteen
välivarastoissa (KAJ- ja MAJ-varastot)
sekä vähäisissä määrin myös KPAvarastossa Olkiluodon voimalaitosalueella. VLJ-luolan nykyisiin jätesiiloihin
loppusijoitetaan voimalaitoksen käytön
Kuva 27. Studsvikista palautettuja, purettujen roottorien käsittelystä syntyneitä
jätemetallikokilleja. Kokillit varastoidaan KAJ-varastolla ennen loppusijoitusta
VLJ-luolan MAJ-siiloon.
aikana kertyvät matala- ja keskiaktiiviset jätteet. Hyvin matala-aktiiviset
jätteet vapautetaan valvonnasta ja viedään Olkiluodon voimalaitosalueella
sijaitsevalle kaatopaikalle tai luovutetaan muualle esimerkiksi käsiteltäviksi
uusiokäyttöä varten.
Matala-aktiivisen voimalaitosjätteen
käsittely on mahdollista myös ulkopuolisessa käsittelylaitoksessa. Olkiluodon
voimalaitosten modernisointien yhteydessä käytöstäpoistettuja komponentteja
on käsitelty Studsvikissa vuodesta 2010
alkaen hyvin kokemuksin. Käsittelyssä
komponentit pilkotaan, kuulapuhalletaan ja sulatetaan. Prosessin yhteydessä
otetaan talteen kaikki jätteen sisältämät
radioaktiiviset aineet ja ne palautetaan
Olkiluotoon. Palautuva sekundäärijäte
koostuu pääasiassa kuulapuhallus- ja
leikkausjätteestä sekä ilmanvaihtosuodattimista (kuva 27). Studsvikissa oli käsiteltävänä vuoden 2012 lopussa lähetettyjä metallikomponentteja, käytöstäpoistettuja matala- ja korkeapaineturbiineja
sekä lämmönvaihtimien osia. Käsittely
saatiin valmiiksi ja jäte palautettiin Olkiluotoon vuoden 2014 aikana. Käsittelyyn
lähetettiin 1 072 200 kg romua ja palautuksena tuli 86 959 kg sekundäärijätettä.
Palautuksena tuli noin 8 % alkuperäisestä
massasta. Tilavuuden pienentyminen oli
vielä huomattavasti suurempi.
NYKYTILANNE VARASTOINNISSA
JA LOPPUSIJOITUKSESSA
Vuoden 2014 lopun varasto- ja loppusijoitustilanne selviää taulukosta 1.
Jätteet on pakattu tynnyreihin (à 200 l
tai kasaan puristettuina noin 100 l),
teräslaatikoihin (à 1,3 tai 1,4 m3) ja betonilaatikoihin (à 5,2 tai 3,9 m3 netto).
Tynnyreitä ja laatikoita varastoidaan
tarvittaessa laitosyksiköiden varastotiloissa ja KAJ-varastossa ennen loppusijoitusta VLJ-luolaan. Tynnyrit ja teräslaatikot sijoitetaan ennen VLJ-luolaan
vientiä isoihin ja pieniin betonilaatikoihin siten, että isoon betonilaatikkoon
sijoitetaan 16 tynnyriä tai 7 tynnyriä ja
2 teräslaatikkoa ja pieneen betonilaatikkoon 12 tynnyriä. Kasaan puristettuja
tynnyreitä sijoitetaan betonilaatikoihin
vastaavasti kaksinkertainen määrä.
Laitosyksiköiden polttoainealtaissa varastoidaan pitkäaikaisesti muun muassa
reaktorin sisäosien, kuten sydänristikoiden höyrynerottimien purkuromua 1,8
m3 laatikoissa.
Suuria kontaminoituneita metallikomponentteja säilytetään KAJ-varastossa ja MAJ-varaston laajennusosassa.
Lisäksi pakkauksettomia voimalaitosjätteitä, kuten käytettyjä ilmastointisuodattimia ja bitumoimattomia hartseja,
varastoidaan laitosyksiköillä ja jäteöljyä KPA-varastolla. Pakkaamattomista
jätteistä osa on tarkoitus myöhemmin
vapauttaa valvonnasta uusiokäyttöä tai
kaatopaikalle vientiä varten. Voimalaitosyksiköiden jäterakennuksiin mahtuu
noin 1 000 tynnyriä kumpaankin. MAJvarastossa säilytetään enimmäkseen
vain hyvin matala-aktiivisia huoltojätesäkkejä ja romua, jotka on tarkoitus
vapauttaa valvonnasta. KAJ-varastoon
voidaan sijoittaa tynnyreitä, laatikoita
ja suurikokoisia kontaminoituneita metallikomponentteja noin 6 000 tynnyriä
vastaava määrä.
VLJ-luolan keskiaktiivisten jätteiden siilon kapasiteetti tynnyreinä (200 l)
on 17 360 tynnyriä ja matala-aktiivisten
jätteiden siilon 24 800 tynnyriä voimalaitosjätteitä. Tämä vastaa Olkiluodon
toiminnassa olevien kahden laitosyksikön 40−60 vuoden käytöstä kertyvää
jätemäärää.
STUKin hallussa olevat ns. pienjätteet varastoidaan erillisen sopimuksen
nojalla Olkiluodon VLJ-luolaan. Pienjätteet koostuvat lähinnä sairaaloissa,
tutkimuslaitoksissa ja teollisuuslaitoksissa käytetyistä radioaktiivisista
aineista. Tähän mennessä on VLJluolaan kertynyt noin 59 m3 pienjätettä.
Käyttölupaehtojen muutoksen myötä
vuodesta 2012 näitä jätteitä voidaan
myös loppusijoittaa VLJ-luolaan. Suunnitelma valtion pienjätteiden loppusijoituksesta valmistui vuonna 2014 ja
loppusijoitustoiminta aloitettiin vuoden
2014 lopussa. Tarkoituksena on saada
loppusijoitettua kaikki tällä hetkellä
loppusijoitukseen kelpaava pienjäte
vuoden 2015 aikana.
OL1- ja OL2-laitosyksiköiden suodattimilla ja jäterakennuksen säiliöissä
on pulveri- ja raehartseja loppusijoitustilavuuteen laskettuna yhteensä 47 m3
(laskennallinen luku).
VLJ-LUOLAN KÄYTÖNAIKAISET
TUTKIMUKSET
Ydinjätteen loppusijoituksen turvallisuus koostuu sekä loppusijoituslaitoksen käytönaikaisesta turvallisuudesta
että loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuudesta. Kallioperän osalta käytönaikaisen turvallisuuden valvonta käsittää
kallioperän stabilisuuden seurantaa. Pitkäaikaisturvallisuutta arvioidaan puolestaan turvallisuusanalyyseillä, joihin
45
Laitosyksiköt
(m 3 )
OL1
OL2
VLJ-luola
(m 3 )
KAJ-siilo
MAJsiilo
Muut varastot
(m 3 )
Muut
KAJ
MAJ
KPA
Yhteensä
(m 3 )
MATALAAKTIIVINEN JÄTE
Romu
0,2
2 925,5
Pakkaukseton romu
3,2 1)
36,6
2 962
23,0
23
0,1
1 020
Huoltojätteet
19,8
21,9
974,7
Sekalaiset nesteet
6,0
7,8
0,6
14
Kiinteytetyt nesteet
1,0
0,2
96,8
98
Jäteöljy
10,8
Taulukko 1. Olkiluodon
voimalaitoksen matala- ja
keskiaktiivisten jätteiden
määrät jätetyypeittäin
laitosalueen varastoissa ja loppusijoitustiloissa (MAJ- ja KAJ-siilo)
31.12.2014.
11
KESKIAKTIIVINEN
JÄTE
Romu
26,5
26,3
309,5
362
Pulverihartsit
66,4
62,0
1 296,0
1 424
Raehartsit
1,0
3,6
294,6
299
YHTEENSÄ
121
122
1 900
3 998
3,2
60
0
11
6 214
VLJ-luolan louhintatunnelissa oleva kaasunkehityskokeen säiliö
1)
Kuva 28. Olkiluodon VLJ-luola laajennettuna, näkymä lounaasta. Takimmaiset kaksi siiloa (KAJ- ja MAJ-käyttö1)
kuuluvat VLJ-luolan käytössä olevaan
osaan. Laajennussuunnitelmassa
on varattu tilat myös OL3- ja OL4laitosyksiköiden voimalaitosjätteille ja
kaikkien neljän laitosyksikön käytöstäpoistojätteille.
46
kallioperän osalta tarvitaan tuntemusta
luolan lähikallioperän geologiasta, hydrogeokemiasta ja pohjavesikemiasta.
Käyttövaiheen kallioperätutkimuksilla
ja -seurannalla halutaan ensisijaisesti
selvittää, miten louhinta on vaikuttanut
lähikallion ominaisuuksiin ja miten ne
kehittyvät käyttövaiheen aikana. Tutkimukset ja seurantamittaukset tuottavat
arvokasta tietoa myös tulevaa VLJ-luolan laajennusta varten (kuva 28).
VLJ-luolan kalliomekaaninen ja
hydrologinen monitorointi tehdään
vuosille 2006–2017 laaditun Olkiluodon VLJ-luolan kallioperän tutkimus- ja
seurantaohjelman mukaisesti. Ohjelmaa tarkastellaan vuosien 2015–2016
aikana ottaen huomioon kertynyt tutkimusaineisto ja vastaamaan mahdollisia
muutoksia tarpeista. Kalliomekaanisen
ja hydrologisen monitoroinnin tulokset
raportoidaan vuosittain viimeistään
seuraavan vuoden kevään aikana omina raportteinaan osana TVO:n VLJraporttisarjaa.
Vuonna 2014 VLJ-luolan kalliotilojen käytönaikainen seuranta jatkui
YJH-2012-ohjelman sekä laaditun VLJluolan kallioperän tutkimus- ja seurantaohjelman mukaisesti. Vuosi 2014 oli
tutkimus- ja seurantaohjelman mukaan
normaali seurantavuosi. Vuoden 2014
tulokset tullaan julkaisemaan keväällä
2015. Edelliset vuoden 2013 tulokset
raportoitiin keväällä 2014 (VLJ-1/14,
VLJ-2/14).
Kalliomekaaninen monitorointi
Kallioperän pysyvyyttä on seurattu VLJluolan louhintatöiden alkuvaiheista lähtien jatkuvilla kallion siirtymä- ja kalliopulttien kuormitusmittauksilla sekä konvergenssimittapulttien avulla tehtävillä
louhittujen tilojen jännevälin muutosten
mittauksilla. Konvergenssimittausten
avulla seurataan myös KAJ-betonisiilon
liikkeitä ja yhtä rakovyöhykettä. Vuoden
2013 mittaustulokset raportoitiin helmikuussa 2014 (VLJ-1/14).
Vuoden 2014 mittausohjelmaan eivät kuuluneet konvergenssimittaukset.
Konvergenssimittaukset on tehty viimeksi 2010 ja seuraavan kerran ne tehdään vuonna 2015. Kalliomekaanisten
mittausten tulokset eivät ole osoittaneet
siirtymiä kalliossa tai kuormia kalliopul-
teissa vuoden 2014 aikana. Kallion mekaaninen tila oli edelleen hyvä. Eräissä
mittapisteissä esiintyvät pienet muutokset johtuvat kallion lämpötilan muutoksista. Lämpötilan muutokset kalliossa
ovat osoittaneet kuitenkin ennusteen
mukaista tasaantumista kallion siirtymäkäyttäytymisessä. Kalliomekaaniset
mittalaitteet ovat vuoden 2014 aikana
toimineet hyvin. Vähäisiä, ajottaisia
lukemahäiriöitä eräissä mittalaitteissa
on yhä esiintynyt. Vuoden 2014 aikana on vaihdettu kolme ekstensometrin
lukupäätä.
Olkiluodon saaren alueella tehdään
myös Posivan toimesta kallioperän
tektonisten (maankuoren) liikkeiden
seurantamittauksia. Näitä mittauksia
ovat 2002 aloitetut mikroseismiset
(MS) mittaukset, 1995 aloitetut GPSmittaukset ja 2003 aloitetut tarkkavaaitusmittaukset. Mittaukset ovat osoittaneet, että kallioperän tektoniset liikkeet
ovat hyvin pieniä ja että kallioperä on
pysynyt stabiilina.
Keväällä 1993 Olkiluodon VLJluolan tutkimustunneliin asennettiin
kymmenen tutkimuspulttia kalliopulttien korroosionopeuden selvittämiseksi. Tutkimuksen tavoitteena on saada
tietoa sinkittyjen kallion lujituspulttien
korroosionkestosta Olkiluodon VLJluolan olosuhteissa sillä oletuksella,
että kalliopultteja suojaavan sementtilaastin oletetaan täysin menettäneen
suojausominaisuutensa. Ensimmäinen
tutkimuspultti irtikairattiin vuonna 1996
ja seuraava vuonna 2004. Jälkimmäisen
irtikairatun pultin tulokset raportoitiin
vuonna 2006. Tulosten perusteella korroosionopeus on todettu mitättömäksi,
minkä vuoksi seuraavaa irtikairausta
on päätetty myöhentää edelleen vuosiin
2016–2020. Tarkempaa ajankohtaa määritettäessä pyritään hyödyntämään Fortumin kokemuksia käynnissä olevasta
rikkomattomasta pulttien kuntoarviosta.
Tällä tavoin vältytään koepulttien liian
aikaiselta irtikairaukselta, jos muutokset ovat koeohjelmassa ennakoitua
hitaampia.
Hydrologinen monitorointi
VLJ-luolan vuotovesivirtaamaa seurattiin vuonna 2014 mittaamalla poistopumppujen virtaamaa. Mittapatomitta-
ukset eivät kuuluneet vuoden 2014 tutkimusohjelmaan. Pohjaveden hydraulista
korkeutta havainnoitiin automaattisissa
mittauspisteissä. Sadantaa mitattiin Ulkopäässä ja meriveden korkeustiedot
saatiin Ilmatieteen laitoksen Rauman
sataman asemalta.
Vuoden 2013 mittaustulokset raportoitiin keväällä 2014 (VLJ-2/14).
Vuonna 2014 VLJ-luolan keskimääräinen vuotovesivirtaama oli 33,8 l/min,
mikä on hieman edellisvuotta (32,5 l/
min) suurempi. Kokonaisvuotovesivirtaaman pitkän ajan trendisovitus osoittaa edelleen laskevaa suuntausta, mutta
kokonaisvirtaama näyttäisi tasoittuneen
viime vuosien aikana.
VLJ-luolan vuotokohdat valokuvataan tutkimus- ja seurantaohjelman
mukaisesti viiden vuoden välein ja raportoidaan hydrologisen monitoroinnin
yhteydessä. Viimeisin raportoitu kuvaus
on vuoden 2010 marraskuulta, seuraavan kerran vuotokohdat valokuvataan
vuonna 2015.
Pohjavesikemia
VLJ-luolan pohjavesiasemilta ei kerätty
vesinäytteitä vuonna 2014. Edellinen
laaja näytteenotto tehtiin vuoden 2011
keväällä. Laajemman ohjelman vuosina
kaikilta kolmelta PVA-asemalta otettavista vesinäytteistä määritetään peruskemiallisten analyysien lisäksi myös
isotooppikoostumukset. Vesinäytteiden
lisäksi jokaiselta PVA-asemalta otetaan kaasunäytteet, joista analysoidaan
liuenneiden kaasujen lisäksi myös isotooppikoostumukset. Pohjavesiasemilta
kerätään vuoden 2015 aikana seuraavat
laajemman ohjelman näytteet.
Muutokset analyysituloksissa vuosien 2008–2011 aikana ovat olleet vähäisiä ja kaikki vesinäytteet ovat olleet
pH:ltaan neutraaleja. Uusimpien vuoden
2011 analyysitulosten perusteella voidaan todeta, että VLJ-luolan kallioperän
pohjavesiolosuhteissa on yleisesti ottaen
saavutettu tasaisempi vaihe. Pohjavesikemian ei kuitenkaan voida vielä olettaa
olevan täysin stabiili, sillä yksittäisissä
parametreissa on edelleen tapahtunut
joitain muutoksia. Pitkän aikavälin pohjavesiasemien analyysitulokset on koottu yhteen vuonna 2012 ja ne julkaistiin
VLJ-sarjassa vuonna 2013 (VLJ-1/13).
47
Pohjavesiasemien lisäksi tutkitaan
vuosittain vesinäytteet kairarei’istä
VLJ-KR9 ja VLJ-KR19–21. Näitä
tuloksia hyödynnetään erityisesti VLJtutkimuksen pitkäaikaiskokeissa. Pohjaveden mittauksia tehdään myös Posivan
kennostomittauksina vuosittain noin
kuukauden jaksolta. Mittauksissa kerätään tietoa lämpötilasta, johtokyvystä,
happipitoisuudesta, redox-potentiaalista
ja happamuudesta.
VLJ-luolan ilman laatu
Luolan ilman laadun seuranta toteutetaan mittaamalla radonpitoisuuksia eri
mittauspisteissä sekä luolan poistoilman
radioaktiivisuutta. VLJ-luolan ilman
radonmittauksia on tehty vuodesta 1991
lähtien ja alkuperäinen mittausmenetelmä vaihtui vuonna 2009 STUKin
toimittamiin radonpurkkeihin. Radonpitoisuuden mittauspisteet sijaitsevat
samoissa paikoissa kuin aiempinakin
vuosina. Vuonna 2014 mittausjaksojen
pituus oli kaksi kuukautta. Menetelmän vaihto ja mittausjakson pituuden
muutos eivät ole vaikuttaneet tuloksiin
merkittävästi. Mittaustulokset vuodelta
2013 on esitetty VLJ-sarjan raportissa
(VLJ-2/14).
Työpaikkojen ilman radonpitoisuus
ei saa säännöllisessä työssä ylittää säteilyasetuksessa säädettyä raja-arvoa
400 Bq/m3. Raja-arvon ylittävä pitoisuus
mitattiin VLJ-luolassa vuonna 2014 kahdessa mittauspisteessa: STUKin pienjätevarastossa, jossa tulos oli 1 110 Bq/
m3 ja MAJ-siilon alaosan mittapisteessä,
jossa tulos oli 490 Bq/m3. Raja-arvo
on ylittynyt samoissa mittauspisteissä
aikaisempinakin vuosina. Muiden mittauspisteiden radonpitoisuudet olivat
vuonna 2014 samaa suuruusluokkaa
kuin vuoden 2013 arvot.
VLJ-luolassa on toteutettu luolan
poistoilman laadun seurantaa vuodesta 1999 lähtien. Poistoilman mahdollisesti sisältämien radioaktiivisten
aineiden esiintymistä on tutkittu aerosolinäytteenoton avulla. Vuonna 2014
poistoilmaa analysoitiin kolme kertaa.
Analysoiduissa näytteissä ei havaittu
radioaktiivisia aineita, kuten ei aikaisempinakaan vuosina. Myös luolan ilman lämpötilaa ja suhteellista kosteutta
sekä hiilidioksidipitoisuutta seurattiin.
Luolan ilman keskimääräiset lämpötilat olivat vuonna 2014 lähellä koko
tarkastelujakson (1991−2012) keskiarvoja. Mitatut ilman kosteuspitoisuudet
ja CO2-pitoisuudet olivat koko luolassa
tavanomaisella tasolla vuonna 2014.
VOIMALAITOS- JA KÄYTÖSTÄPOISTOJÄTTEISIIN LIITTYVÄT
TUTKIMUKSET
Kaasunkehityskoe
Matala-aktiivisen huoltojätteen mikrobiologista hajoamista loppusijoitusolosuhteissa tutkitaan suuren mittakaavan
kaasunkehityskokeessa VLJ-luolan
louhintatunneliin rakennetussa koelaitteistossa. Tutkimus on ollut käynnissä
vuodesta 1997 lähtien. Tutkimuksella
tarkennetaan huoltojätteessä muodostuvan kaasun määrä- ja muodostumisnopeusarviota. Lisäksi saadaan tietoa
mikrobien toiminnan vaikutuksesta
Kuva 29. Teräsnäyte biohajoavaa jätettä sisältävästä näytekapselista. (VTTCR-06017-14)
48
hajoamistapahtumaan ja teräksen korroosiosta olosuhteissa, jotka vastaavat
VLJ-luolan sulkemisen jälkeistä tilaa.
Olosuhteiden jäljittelyn ohella 20 m3
suuruisen koetankin materiaalien vaihtelevuus jätetynnyrien sisällön ja niiden
välisen vesitilan kesken on kokeen prosesseille keskeistä. Tämän heterogeenisuuden takia mikrobeille löytyy todennäköisemmin suotuisia pienympäristöjä,
minkä koetulokset ovat jo vahvistaneet.
Kemiallisen seurannan lisäksi monitoroidaan aktiivisuuden vapautumista
jätetynnyreistä ympäröivään veteen.
Tutkimuksen tavoitteena on ollut
tuottaa arvio kaasunkehitysnopeudesta
VLJ-luolan turvallisuusanalyysiin, joka
viimeksi päivitettiin vuonna 2006. Pitkällä aikavälillä kaasunkehitysnopeus
on vakiintunut tasolle 60–90 dm3/kk,
joka on lähes kertaluokkaa pienempi
kuin VLJ-luolan alkuperäiseen turvallisuusanalyysiin valittu arvo. Vapautuva kaasu on lähinnä metaania, vedyn
ja hiilidioksidin reagoidessa jo tankin
sisällä. Kokeen aikana jätetynnyrien
välisen veden pH on laskenut alkalisesta
(> 10) neutraaliksi. Laskun syynä pidetään mm. mikrobien aineenvaihduntatuotteita ja se on betonin alkalisuudesta
syntyneitä ennakko-odotuksia suurempi.
Myös todettu tynnyripeltinäytteiden voimakas korroosio sekä mikrobiologisista
näytteistä analysoitu suuri sulfaatinpelkistäjien määrä sopivat yhteen pH-muutoksen kanssa. Veden sähkönjohtavuus
ja redox-potentiaali ovat nousseet yli
kymmenen viime vuoden ajan tasaisesti,
saavuttaen noin 1 600 mS/m ja -200 mV
(Eh) tasot. Tankkiveden ammoniumpitoisuus sekä epäorgaanisen hiilen määrä
on kasvanut. Veden rautapitoisuuden
nousu on puolestaan stabiloitunut viimeisinä vuosina.
Vuonna 2013 järjestettiin laaja
näytteenottokampanja, jossa vesi- ja
kiintoainenäytteitä kerättiin mikrobiologisia määrityksiä varten, kuten myös
kemiallisiin määrityksiin. Osa näytteistä
annettiin KYT2014-ohjelman käyttöön.
Mikrobiyhteisöjä on kartoitettu vuonna
2014 ja todettu, että mikrobiaktiivisuus
on vilkkainta biohajoavaa jätettä sisältävissä tynnyreissä, ja lähes kaikki
näytteet sisältävät sulfaatinpelkistäjiä.
Lisäksi kiintonäytteiden hajoamista ja
metallinäytteiden korroosiota on tutkittu. Korroosionopeus on ollut suurinta
niissä kapseleissa, joissa on mukana
biohajoavaa jätettä. Kuvassa 29 on esitetty eräs tällainen teräsnäyte.
Vuonna 2014 jatkettiin kokeen mallinnustyötä vuodesta 2006 eteenpäin
kertyneellä datalla. Tämä on jatkoa
vanhalle mallinnukselle. Mallissa käsitellään mm. kaasun muodostumisnopeutta ja pH:n kehitystä. Mallinnus
valmistuu vuonna 2015. Kansainvälisiä
yhteistyömahdollisuuksia on kartoitettu mallinnuksen lisäksi osallistumalla
Euratomin MIND-hanke-ehdotukseen,
joka jätettiin H2020-ohjelmaan syksyllä 2014.
Betonin pitkäaikaiskestävyys
Betonirakenteiden pitkäaikaiskäyttäytymistä tutkitaan yhteistyössä Fortumin
kanssa vuonna 1997 aloitetun Betonin
pitkäaikaiskestävyys -hankkeen avulla.
Vuoden 2010 joulukuuhun asti pilotmittakaavan simuloitu koe oli käynnissä
Myyrmäessä entisen IVO:n toimipaikassa, josta se siirrettiin Olkiluotoon
VLJ-luolaan -60 metrin (N60) tasolle,
missä kokeet ovat olleet käynnissä alkuvuodesta 2011 alkaen (kuva 30).
Tutkimuksen perusteella arvioidaan
betonin pitkäaikaiskäyttäytymisen vaikutusta radionuklidien liukoisuuteen ja
kulkeutumiseen loppusijoitusolosuhteissa sekä betonin rapautumista VLJluolan käyttöolosuhteita vastaavissa
kalliopohjavesiolosuhteissa. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää vallitsevissa loppusijoitusolosuhteissa parhaiten
kestävät betonikoostumukset, joilla
pystytään täyttämään VLJ-luolalle asetetut 60 vuoden käyttöikävaatimukset.
Lisäksi tavoitteena on saada tietoa betonimateriaalien pitkäaikaiskestävyyden
mallinnusta ja mallien kehitystä varten.
Betonin pitkäaikaiskestävyys -hankkeen puitteissa annettiin vuonna 2011
laaja betoninäyteaineisto KYT2014ohjelman Betonisten vapautumisesteiden säilyvyys voimalaitosjätteen
loppusijoituksessa -hankkeen käyttöön
laajempaa tutkimusta ja mallinnustyötä
varten sekä kansainvälisen julkaisemisen ja yhteistyön lisäämiseksi aiheesta,
jonka hyödynnettävyys on VLJ-luolaa
laajempaa. Olkiluodon VLJ-luolassa
Kuva 30. Betonin pitkäaikaiskestävyys -hankkeeseen liittyviä tutkimusaltaita Olkiluodon VLJ-luolassa.
käynnissä olevassa pilot-kokeessa tutkittavia betonikoekappaleita on esitetty
kuvassa 31. Pilot-kokeen lisäksi vastaavia betonikoekappaleita tutkitaan
todellisissa kalliopohjavesiolosuhteissa
Olkiluodon VLJ-luolassa kairareiässä
VLJ-KR20.
Tutkimuksessa seurataan yhdeksän
sideaineeltaan ja runko-sideainesuhteeltaan erilaisen betonilaadun käyttäyty-
mistä seitsemässä erilaisessa pohjavesiolosuhteita simuloivassa liuoksessa.
Betonin kemiallisen koostumusprofiilin
määrittämisen lisäksi selvitetään betonin mineraalikoostumus ja hydrataatio.
Lisäksi tehdään mikrorakennetta ja
huokoisuutta tutkivia kokeita optisen
mikroskopian ja elektronimikroskopian
avulla sekä selvittämällä betonien kapillaarinen imukyky.
Kuva 31. Betonikoekappaleita todellisista kalliopohjavesiolosuhteista poistettuina
näytteenottoa varten.
49
Kairareiässä VLJ-KR20 olevista
koekappaleista ei otettu näytteitä vuonna 2014, mutta kairareikien vesikemiaa
seurattiin koeohjelman mukaisesti kuukauden välein tehtävien manuaalisten
pH- ja johtokykymittausten lisäksi
vuosittaisella kuukauden kestävällä kennostomittauksella (pH, happipitoisuus,
redox-potentiaali ja johtokyky). Lisäksi
otettiin vesinäytteet kemiallisia analyysejä varten. Kairareikien vesinäytteiden
pH on pysytellyt pitkällä aikavälillä
hyvin tasaisena ollen noin 8.
Betonirakenteiden ensisijaiset vaurioitumismekanismit vallitsevissa olosuhteissa on tunnistettu. Käyttövaiheen
aikana betonin ominaisuudet heikkenevät karbonatisoitumisen kautta ja tilan
sulkemisen jälkeen pohjaveden aggressiiviset ionit aiheuttavat betoniteräskorroosiota. Suolojen tunkeutuminen
betoniin riippuu sekä betonilaadusta
että suolaveden koostumuksesta ja
pitoisuudesta. Tunkeuman ennustamiseen kehitettävä malli edellyttää eri
suolakomponenttien tunkeumaprofiilien
tarkkaa määrittämistä ja samanaikaista
minerologista tutkimusta. Mitattujen
kloridiprofiilien perusteella tehtiin
vuonna 2011 yksinkertainen tulosten
tarkastelu. Kloridikäyrät mallinnettiin
ja niiden perusteella määritettiin betonin diffuusiovakio kloridien suhteen.
Mallinnuskäyrillä voidaan karkeasti
arvioida kloridien tunkeutumissyvyys
ajan funktiona.
KYT2014-ohjelman Betonisten
vapautumisesteiden säilyvyys voimalaitosjätteen loppusijoituksessa -hankkeen
puitteissa on tutkimusohjelman mukaisesti analysoitu vuosina 2011–2013 eri
vesi-sideainesuhteen mukaiset konsentraatioltaan suurimmissa säilytysliuoksissa säilytetyt betoninäytteet. Vuonna
2011 analysoitiin betoninäytteet, joiden
vesi-sideainesuhde on 0,425. Vuonna
2012 analysoitiin vesi-sideainesuhteen
0,5 ja vuonna 2013 vesi-sideainesuhteen
0,35 betoninäytteet. KYT2014-ohjelmassa tehdyt tutkimukset selvittävät
osaltaan näytemateriaaliin perustuen
betonin vaurioitumismekanismeja, mitä
voidaan hyödyntää laajemmin loppusijoitusolosuhteisiin liittyvässä rakentamisessa. Lisäksi TVO ja Fortum ovat
rahoittaneet erikseen edellä kuvattujen
50
vesi-sideainesuhteiden mukaisten miedommissa säilytysliuoksissa säilytettyjen betoninäytteiden vastaavat analyysit.
Vuoden 2014 aikana laadittiin tutkimusohjelman mukainen laaja yhteenveto ja tulosanalyysi kaikista vuodesta
2011 alkaen suoritetuista laboratoriotutkimuksista. Raportti valmistuu vuoden
2015 alkupuolella. Yhteenvetoraportissa
analysoidaan myös ennen vuotta 2011
koostettu tulosaineisto. Viimeisin vuosiraportti julkaistiin vuonna 2014.
Purkujätemetallien liukeneminen
Vuonna 1998 käynnistetyn purkujätemetallien liukenemiskokeen tarkoituksena on tutkia hiiliteräksen liukenemista
loppusijoitusolosuhteissa, jotta saataisiin realistinen kuva teräksen korroosionopeudesta Olkiluodon VLJ-luolan
sulkemisen jälkeisissä olosuhteissa. Kokeet toteutetaan sekä laboratoriossa simuloidussa olosuhteissa (VTT:n seurantatutkimus KYT2014-ohjelmassa) että
todellisessa pohjavedessä Olkiluodon
VLJ-luolassa kairareikiin VLJ-KR19 ja
VLJ-KR21 sijoitettujen hiiliteräsnäytteiden avulla. Lisäksi kairareiässä VLJKR9 on ollut asennettuna vuodesta 2002
lähtien sinkkilevy- ja sinkkipinnoitettuja
teräslevynäytteitä.
Kairareikien pohjaveden vesikemiaa
seurataan säännöllisesti tehtävillä pH-,
happi-, redox-potentiaali- ja johtokykymittauksilla. Lisäksi vuosittain otetaan
vesinäytteet kemiallisia analyysejä
varten. Vuosi 2014 oli välivuosi VLJluolan näytteenottojen kannalta eli uusia
näytteitä ei otettu. Vuoden 2013 tulokset
raportoitiin helmikuussa 2014 ja niistä
pidettiin myös esitys ICC-konferenssissa marraskuussa 2014 (ICC). VTT:n
seurantatutkimus KYT2014-ohjelmassa
päättyi lokakuussa 2014 ja tulokset raportoidaan 2015.
Vuoden 2014 aikana verrattiin VLJluolan kairarei’issä olleiden hiiliteräsnäytteiden ja kaasunkehityskokeessa olleiden hiiliteräsnäytteiden painohäviöistä laskettuja korroosionopeuksia. Kaasunkehityskokeessa selvästi nopeimmin
olivat syöpyneet ne hiiliteräsnäytteet,
jotka olivat olleet eniten biohajoavaa
jätettä sisältävissä kapseleissa. Näissä
olosuhteissa korroosio on ollut myös
nopeampaa kuin kairarei’issä olleiden
näytteiden. Sen sijaan kairarei’issä
olleiden näytteiden korroosio on ollut
nopeampaa kuin kaasunkehityskokeessa
vähän tai keskimääräisesti biohajoavaa
jätettä sisältävissä ympäristöissä olleiden näytteiden. Syöpymisen luonne on
kuitenkin hyvin samankaltaista kummassakin ympäristössä. Korroosio on
voimakkaasti paikallistunut ja paikallisen korroosion nopeudet molemmissa
tapauksissa ovat selvästi suuremmat
kuin painohäviöistä lasketut keskimääräiset korroosionopeudet. Tutkimustulokset osoittavat, että sekä paikallinen
vesikemia että mikrobiologinen toiminta
kairarei’issä vaikuttavat korroosionopeuteen ja siten korroosion ennustettavuuteen ja edelleen syöpymisnopeuden
arviointiin.
Vuoden 2013 näytteenotossa hiiliteräslevyjen pinnoilta otetuista mikrobiologisista näytteistä tutkittiin mikrobiyhteisön koostumusta ja sen toiminnallisuutta. Nämä tulokset raportoitiin
vuonna 2014. Molekyylibiologisilla menetelmillä osoitettiin, että kaikkien tutkittujen hiiliteräsnäytteiden pinnoilla oli
hyvin monimuotoinen mikrobiyhteisö.
Todettu bakteerien monimuotoisuus
viittaa siihen, että hiiliterästen pinnalla
todetuilla bakteereilla on potentiaalia
myös laajaan toiminnalliseen monimuotoisuuteen. Purkujätemetallien
liukenemiskokeita on tehty VLJ-luolan
olosuhteissa myös KYT2014-ohjelman
hankkeessa. KYT2014-tutkimusohjelmassa koeaineistoon on lisätty myös
ruostumattomia teräsnäytteitä hiiliteräsnäytteiden lisäksi pullokokeisiin, joissa
ympäristönä on todellinen VLJ-luolasta
otettu pohjavesi. Pullokokeiden tulokset
ovat hyvin yhteneviä pitkäaikaisten insitu-kokeiden tulosten kanssa.
Kansainvälinen yhteistyö
Voimalaitosjätteen loppusijoitusolosuhteiden ja jätteen käyttäytymisen osalta
on osallistuttu myös eurooppalaiseen
tutkimusyhteistyöhön aktiivisesti.
TVO on osallistunut eurooppalaiseen
IGD-TP (Implementing Geological
Disposal Technology Platform) tiedonvaihtofoorumiin, jossa oli vuonna 2013
ensimmäistä kertaa mukana myös mikrobiologisten tutkimusten ryhmä, jossa
huomioidaan myös matala- ja keskiak-
tiivisen jätteen loppusijoituskonseptit
(Exchange Forum n°4, WG5: Mikrobiological studies). Lisäksi TVO on
osallistunut Euratomin FIRST Nuclides
-hankkeeseen, jossa TVO:n polttoaine
oli mukana kokeissa. Tulokset raportoidaan vuonna 2015.
Vuonna 2013 TVO teki pohjoismaista yhteistyötä myös kaasunkehityskokeen näytteiden analysoimiseksi ja vapautuvan kaasun laadun verifioimiseksi.
Ruotsalaiset Micans ja SKB tutustuivat
kaasunkehityskokeeseen ja ottivat vesinäytteitä tankista mikrobiologisia
analyysejä varten, lisäksi kaasutilasta
määritettiin vapautuvan kaasun tarkka
koostumus. Mikrobiologiset tutkimustulokset raportoitiin syksyllä 2014 (P14-25) ja niitä hyödynnetään kokeen
mallinnustyössä.
VOIMALAITOSJÄTTEEN LOPPUSIJOITUKSEN TURVALLISUUSSELVITYKSET
TVO:n VLJ-luolan voimalaitosjätteen
loppusijoituksen turvallisuusperustelun
päivitys toimitettiin ministeriölle 2006
ja TEM antoi selvityksestä hyväksyvän
lausunnon vuonna 2008. Selvityksessä
huomioitiin myös rakenteilla olevan
OL3-laitosyksikön voimalaitosjätteen
vaikutus. Selvityksen yhteydessä tarkasteltiin myös VLJ-luolan käyttökokemuksia ja voimalaitosjätteen uusia
pakkaus- ja loppusijoitustekniikkoja.
Turvallisuusanalyysin mukaan kaikki
loppusijoituksesta aiheutuvat säteilyannokset jäävät annosrajojen alapuolelle. Turvallisuusperustelun mukaan ei
myöskään ole identifioitavissa sellaisia
edes kohtuullisen todennäköisiä tapahtumaketjuja, jotka voisivat heikentää
loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuutta riittämättömälle tasolle.
Vuonna 2011 TVO haki muutosta
VLJ-luolan käyttölupaehtoihin. Käyttölupaehtoja haettiin muutettavaksi,
minkä seurauksena esimerkiksi raken-
teilla olevan OL3-laitosyksikön matala- ja keskiaktiivisten ydinjätteiden
loppusijoitus VLJ-luolaan sallitaan ja
STUKin hallinnassa olevia radioaktiivisia jätteitä voidaan loppusijoittaa
luolaan siinä määrin, ettei se haittaa
VLJ-luolan varsinaista käyttötarkoitusta. Käyttölupaehtojen muutos hyväksyttiin työ- ja elinkeinoministeriössä marraskuussa 2012 ja STUKin pienjätteen
loppusijoitus käynnistettiin 2014.
Olkiluodon voimalaitoksen käytöstäpoisto
Käytöstäpoistoselvitykset tähtäävät purkusuunnitelman teknis-taloudelliseen
kehittämiseen ja loppusijoituksen turvallisuusarvion lähtötietojen tarkentamiseen. Olkiluodon ydinvoimalaitoksen
käytöstäpoiston suunnitelma päivitettiin
2014, tätä edellinen päivitys oli tehty
2008. Vuoden 2014 päivityksessä otettiin huomioon erityisesti työ- ja elinkeinoministeriöltä saadut kommentit edelliseen käytöstäpoiston suunnitelmaan.
Työ- ja elinkeinoministeriön kommentit
jakautuivat seuraaville aihealueille:
käytöstäpoistostrategia ja työsuunnitelma, aktiivisuus- ja säteilyannosarviot
sekä purkujätteiden huolto. Käytöstäpoistostrategian ja työsuunnitelman
osalta käytöstäpoistosuunnitelmaan
täydennettiin eri purkuvaihtoehtojen
vertailua, kuvausta siitä, miten käytöstäpoistotekniikoiden kehitystä seurataan, tarkennettiin betonilla täytetyn
reaktorin paineastian siirtoon liittyvien
riskien tarkastelua sekä tarkennettiin
voimassa olevia lupamenettelyjä. Aktiivisuus- ja säteilyannosarvioiden osalta
lisättiin tarkastelua ALARA-periaatteen
toteutumisesta, tarkennettiin reaktorin
paineastian siirrosta aiheutuvia annoksia sekä huomioitiin säteilyannoksiin
liittyvät epävarmuudet. Purkujätteiden
huollon osalta tarkasteltiin purkulaajuutta uusimmat vapautusrajat huomioi-
den, tarkennettiin hiili-14-radionuklidin
käyttäytymistä, tarkennettiin edellisessä
käytöstäpoistosuunnitelmassa olleita
epäjohdonmukaisuuksia koskien purkujätteen huoltoa sekä tarkennettiin
kuvausta käytöstäpoiston luvituksesta ja
laitosdokumentaation hallinnasta.
Rakenteilla olevaa OL3-laitosyksikköä tarkastellaan vuoden 2014 käytöstäpoiston suunnitelmassa soveltuvin
osin samassa laajuudessa kuin vuoden
2008 käytöstäpoiston suunnitelmassa.
OL3:n käytöstäpoistojätteiden tilantarve
on huomioitu VLJ-luolan laajennussuunnitelmassa ja OL3:n purkujätteiden
aktiivisuus on arvioitu tarkasteltaessa
loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuutta. Tarkennettu suunnitelma OL3:n
käytöstäpoistamiseksi tullaan esittämään OL3:n käyttölupahakemuksen
yhteydessä.
Uusi OL4-laitosyksikkö, jolle on
myönnetty periaatepäätös, on huomioitu
edelleen siten, että pitkäaikaisturvallisuusanalyysissä OL3:n käytöstäpoistojätteen aktiivisuus on oletettu kaksinkertaiseksi. VLJ-luolan laajennuksessa on
myös oletettu neljännen laitosyksikön
käytöstäpoistojätteiden loppusijoittaminen.
Käytöstäpoiston suunnittelun tueksi
on käynnissä pitkäaikaisia tutkimushankkeita, sekä TVO:n koordinoimia
että esim. kansallisessa KYT-ohjelmassa. Näiden tuloksia on käytetty
apuna käytöstäpoiston suunnitelman
ja sen tausta-aineiston valmistelussa.
Käytöstäpoistoon liittyvää kansainvälistä kehitystä seurataan osallistumalla
OECD:n WPDD-ryhmän (Working
Party on Decommissioning and Dismantling) työskentelyyn. Voimalaitosten keskinäistä tiedonvaihtoa tehdään
lähinnä ruotsalaisten sisarlaitosten ja
SKB:n kanssa sekä lähialueyhteistyön
puitteissa Venäjän kanssa.
51
Loviisan voimalaitoksen voimalaitosjätteiden huolto ja käytöstäpoisto
Voimalaitosjätehuolto
Loviisassa
Loviisan voimalaitoksella syntyvä matala- ja keskiaktiivinen voimalaitosjäte käsitellään laitosalueella ja
loppusijoitetaan Hästholmenin saaren kallioperään
rakennettuihin tiloihin noin 110 metrin syvyyteen. Ennen
loppusijoitusta matala-aktiivinen voimalaitosjäte pakataan 200 l tynnyreihin. Vastaavasti nestemäinen jäte
tullaan kiinteyttämään betonisiin jäteastioihin vuonna
2015 koekäyttövaiheeseen tulevassa kiinteytyslaitoksessa.
Huoltojätteen loppusijoitukselle on louhittu ja otettu käyttöön kaksi loppusijoitustunnelia sekä kiinteytetylle jätteelle
on rakennettu loppusijoitushalli. Lokakuussa 2010 aloitettiin huoltojätteiden tilan 3 (HJT3) sekä yhdystunnelin
rakennustyöt. Laajennuksella lisättiin huoltojätetynnyrien
välivarastointi- ja lajittelumahdollisuuksia. HJT3 on tarkoitus ottaa käyttöön vuoden 2015 aikana.
TOIMINTAPERIAATE
Loviisan ydinvoimalaitoksen matala- ja
keskiaktiivinen voimalaitosjäte käsitellään ja varastoidaan pääsääntöisesti laitosalueella. Käytetyt ioninvaihtohartsit
ja haihdutusjätteet varastoidaan nestemäisten jätteiden varaston säiliöissä.
Betonointiin perustuvan nestemäisten
jätteiden kiinteytyslaitoksen koekäyttöjä
on tehty vuodesta 2007 alkaen ja lupahakemus laitoksen käytölle on tarkoitus
jättää kesällä 2015.
Loviisassa otettiin 1990-luvun alkupuolella käyttöön menetelmä, jolla
kesium erotetaan haihdutusjätteestä
hyvin pieneen jätetilavuuteen. Haihdutusjätteen aktiivisuuspitoisuus saadaan
kesiumin poistolla niin matalalle tasolle,
että se voidaan uloslaskumenettelyin
poistaa laitokselta. Kesiumin erotuslaitoksella on vuoden 2013 loppuun
mennessä puhdistettu yhteensä noin
1 460 m3 haihdutusjätettä 36 ioninvaihtokolonnilla, joiden kunkin tilavuus on 8
litraa. Keskimäärin kesiumin puhdistuskampanjalla käsitellään 200 m3 haihdutusjätettä. Viimeisimmässä vuonna 2010
aloitetussa kampanjassa käsiteltiin 170
52
m3 jätemäärä. Seuraava, järjestyksessään 8. kampanja on tarkoitus toteuttaa
vuoden 2015 aikana.
Voimalaitoksen huolto- ja korjaustöissä syntyvä kuiva huoltojäte pakataan
200 litran terästynnyreihin. Puristuva
jäte prässätään tynnyreihin jätepuristimella, jolloin yhteen tynnyriin saadaan
mahtumaan 6 kertaa enemmän jätettä
kuin ilman tiivistystä. Vuonna 2014
huoltojätettä kertyi 506 tynnyriä, joista loppusijoitettavia oli 38 %. Vuonna
2014 valvonnasta vapautettiin huoltojätettä yhteensä 27 tonnia.
Valvonta-alueella syntyvän metallijätteen valvonnastavapautusprosessia
muutettiin vuonna 2014. Aikaisemmin
säteilymittauksissa puhtaaksi todettua metallijätettä välivarastoitiin ja
vapautettiin kampanjanomaisesti, nyt
metallijätettä voidaan vapauttaa valvonnasta sitä mukaa kun sitä syntyy.
Lisäksi vuonna 2014 saatiin STUKilta
lupa metallijätteiden vapauttamiseksi
materiaalimääriltään rajoittamattoman
vapautuksen menettelyjen mukaisesti.
Vuonna 2014 valvonnasta vapautettiin
metallijätettä noin 120,7 tonnia.
Radioaktiivista metallijätettä välivarastoidaan valvonta-alueella kuivasiiloissa. Vuoden 2014 lopussa kuivasiiloihin oli varastoituna yhteensä 37 m3
aktiivista metallijätettä ja 2,5 m3 suodatinmateriaalia. Vuonna 2013 Loviisan
voimalaitokselta lähetettiin 8,4 t koe-erä
kontaminoitunutta metallijätettä käsiteltäväksi Studsvikin metallisulattoon.
Vuonna 2014 jäte-erästä palautettiin
vajaa 600 kg metallijätteen käsittelyssä
poistettuja kappaleita, kuonaa ja tuhkaa
loppusijoitettavaksi Loviisan voimalaitosjätteen loppusijoitustilaan. Loput
metallista vapautetaan valvonnasta
Ruotsissa ja toimitetaan kierrätykseen.
Vuoden 2014 lopun varasto- ja loppusijoitustilanne selviää taulukosta 2.
Käytetyt ioninvaihtohartsit ja haihdutusjätteet ovat nestemäisten jätteiden varastossa. Lisäksi niitä on kiinteytettyinä
teräsbetonisissa 1,7 m3 tynnyrinmuotoisissa jäteastioissa. Imeytyskiinteytetyt
jätteet ovat 200 litran tynnyreissä.
LOPPUSIJOITUSTILA
Loviisan voimalaitoksen käytöstä kertyvät matala- ja keskiaktiiviset jätteet
Aktiivisuus
Kokonaisjätemäärä
Laitoksella/
varastorakennuksissa
(m 3 )
Loppusijoitustilassa
(m 3 )
(GBq)
Käytetyt ioninvaihtohartsit
566
15 000
Haihdutusjätteet
658
1 150
Kiinteytetyt haihdutusjätteet ja
31
7
ioninvaihtohartsit
Imeytyskiinteytetyt liuottimet,
1,8
65
<1
Huoltojätteet
312,2
1 860,2
625
YHTEENSÄ
1 569
1 925,2
16 782
matala-aktiiviset ioninvaihtohartsit sekä
aktiivihiilet
Taulukko 2. Loviisan voimalaitoksen voimalaitosjätteet.
loppusijoitetaan laitosalueen kallioperään rakennettuihin tiloihin. Loppusijoitustilalle saatiin käyttölupa vuonna 1998
ja se otettiin käyttöön huoltojätteiden
loppusijoitustilaksi vuonna 1999.
Loppusijoituslaitos muodostuu
1 170 metriä pitkästä ajotunnelista ja
noin 110 metrin syvyyteen rakennetuista
tunneli- ja hallitiloista sekä porras- ja
ilmastointikuiluista. Laitos toteutettiin
kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä
rakennusvaiheessa louhittiin valtaosa
tiloista ja kulkuyhteyksistä valmiiksi.
Huoltojätteelle louhittiin kaksi loppusijoitustunnelia sekä kiinteytetylle jätteelle loppusijoitushalli. Valmiiksi saakka
rakennettiin tässä vaiheessa vain yksi
huoltojätetunneli ja koko loppusijoituslaitosta palvelevat järjestelmät.
Loppusijoitustilan toisen vaiheen
rakennus- ja asennustyöt tehtiin vuosina 2004–2006. Marraskuussa 2004
aloitettiin jo aikaisemmin valmiiksi
louhitun huoltojätteiden tilan 2 (HJT2)
viimeistelytyöt ja tämä tila otettiin loppusijoituskäyttöön toukokuussa 2005.
Jo aikaisemmin louhitun kiinteytetyn
jätteen loppusijoitustilan (KJT) rakennus- ja asennustyöt alkoivat keväällä
2005 ja ne valmistuivat, yhdessä loppusijoitustiloihin rakennettavan vuotovesialtaan kanssa, vuonna 2007 (kuva 32).
KJT-tilan käytöönotolle tarvitaan vielä
STUKin hyväksyntä.
Lokakuussa 2010 aloitettiin huoltojätteiden tilan 3 (HJT3) sekä yhdystunnelin rakennustyöt niin, että louhintatyöt
(noin 16 000 m3) valmistuivat vuonna
2011. Laajennuksella lisättiin huoltojä-
tetynnyrien välivarastointi- ja lajittelumahdollisuuksia. HJT3 on tarkoitus varustaa suojakankaalla, joka estää veden
tippumisen tynnyreiden päälle. Tämän
jälkeen tila otetaan jätetynnyrien välivarastointikäyttöön vuoden 2015 aikana.
LOPPUSIJOITUSLAITOKSEN
MÄÄRÄAIKAINEN TURVALLISUUSARVIO
Loppusijoituslaitoksen käyttölupaehtojen mukaisesti toimitettiin vuonna
2013 STUKille loppusijoituslaitoksen
ensimmäinen määräaikainen turvallisuusarvio, jonka STUK hyväksyi vuoden 2014 joulukuussa. Turvallisuusarvio
koostui useista erillisselvityksistä sekä
näiden yhteenvedosta ja siihen sisältyi
toimenpidesuunnitelma käytettävyyden
ja turvallisuuden varmistamiseksi sekä
laitoksen turvallisuuden kehittämiseksi. Laajimmat osatyöt määräaikaisessa
turvallisuusarviossa olivat seurantaohjelmien tulosten kattava läpikäynti,
selvitys turvallisuusvaatimusten täyttymisestä, selvitys pitkäaikaisturvallisuusperustelun ajantasaisuudesta sekä
yhteenveto laitoksen käyttökokemuksista ja ikääntymisestä.
Kokonaisuutena laitoksen tilan voidaan koko sen käytön aikana arvioida
olleen turvallisuuden kannalta hyvä ja
käytettävyyden kannalta vähintään tyydyttävä. Määräaikaisessa turvallisuusarviossa ei ilmennyt sellaisia tekijöitä,
jotka näyttäisivät heikentävän laitoksen
turvallista käyttöä seuraavan 15 vuoden aikana, joka on ydinjätelaitosten
Kuva 32. Loviisan voimalaitoksen kiinteytetyn jätteen loppusijoitustila, jonka
käyttöönotolle tarvitaan vielä STUKin hyväksyntä.
53
määräaikaisen turvallisuusarvioinnin
aikaväli. Turvallisuusarvioon sisältyi
suunnitelma toimenpiteistä, joiden tarkoituksena on parantaa loppusijoitustilan käyttöolosuhteita, varautua tilan ja
laitteiden ikääntymiseen sekä selkeyttää
turvallisuusselosteen rakennetta. Nämä
toimenpiteet aloitettiin vuonna 2014
mm. turvallisuusselosteen päivityksillä.
Uusi pitkäaikaisturvallisuusperustelu on
tarkoitus laatia vuoden 2018 loppuun
mennessä. Luolan seurantaohjelmia
sekä ennakkohuoltoja ja kunnonvalvontaa jatketaan pääosin entiseen tapaan.
KIINTEYTYSMENETELMIEN JA
-ASTIOIDEN TUTKIMUKSET
Puolimittakaavaisiin loppusijoitusastioihin vuonna 1987 kiinteytetyn aktiivisen ioninvaihtohartsin säilytyskoe
jatkui vuonna 2014. Jätepakkaukset
ovat olleet pohjavesisäilytyksessä Loviisan voimalaitoksella jo 27 vuotta ja
ovat odotusten mukaisesti edelleen hyväkuntoisia. Astioiden betonipinnoissa
ei ole havaittu rakenteellista vaurioitumista ja säilytysveden koostumus on
ollut suhteellisen vakaa. Säilytysveden
aktiivisuusmittauksissa ei myöskään
ole havaittu merkkejä nuklidien vapautumisesta betoniastioiden sisältämästä
kiinteytystuotteesta. Koetulokset on
viimeksi raportoitu vuonna 2010. Seu-
Kuva 33. Kiinteytymisen alku- ja loppuajankohdan määritys meneillään
Vicat-laitteella. Määritys on osa kiinteytysmassaan liittyviä tutkimuksia Loviisan voimalaitoksella (kuva: Loviisan
voimalaitos)
54
raavat tutkimukset on tarkoitus tehdä
vuonna 2015.
Täysimittakaavaiseen loppusijoitusastiaan kiinteytettiin vuonna 1980
inaktiivista Loviisan voimalaitoksella
käytettyä ioninvaihtohartsia. Loppusijoitusastiaa säilytettiin varastossa vuoden 1983 puoliväliin asti, minkä jälkeen
sitä on säilytetty hitaasti virtaavassa
makeassa vedessä Pyhäkosken voimalaitoksella. Loppusijoitusastian kuntoa
on seurattu 1, 3, 5, 9, 13, 15, 21 ja 27
vuoden säilytyksen jälkeen. Teräksisissä
nostokorvakkeissa ja kiinnityksissä on
selvästi havaittavissa ruostumista, mutta
loppusijoitusastioiden betonipinnoissa
ei ole havaittu rakenteellista vaurioitumista eikä korroosiota ole havaittu
astian betoniraudoituksissa. Koetulokset
raportoitiin viimeksi vuonna 2010 yhdessä puolimittakaavaisten loppusijoitusastioiden koetulosten kanssa.
Kiinteytysreseptien toiminnallisuutta on vuosien 2013–2014 aikana tutkittu
Loviisan voimalaitoksella paljon. Tutkimuksissa on pyritty ymmärtämään
itse kiinteytyksessä tapahtuvia kemiallisia ja betonikemiallisia reaktioita.
Laboratoriomittakaavassa tehdyissä
kiinteytyskokeissa on selvitetty mm. sitoutumisaikaa (alkua ja loppua) ja kiinteytysreseptissä käytettyjen kemikaalien
vaikutusta kiinteytystapahtumaan (kuva
33). Em. lisäksi on käynnistetty selvitystyö haihdutusjätteen vesifaasin käytöstä
lisävetenä hartsin kiinteytyksessä.
Betonisissa loppusijoitusastioissa
(käyttämättömissä) havaittiin vuoden
2013 aikana halkeamia, jotka estivät samana vuonna suunniteltujen koekiinteytysten suorittamisen. Syiden selvittämiseksi käynnistettiin vuoden alkuneljänneksen aikana ASTIA-projekti, minkä
tavoitteena oli selvittää syyt halkeamiin,
ehkäistä ne tulevaisuudessa ja valaa
uusia loppusijoitusastioita laitostason
kiinteytyskokeita varten. Vuoden 2014
loppuun mennessä projektin tärkeimmät
tavoitteet oli saavutettu ja uudet, vuoden
2014 lopussa valetut loppusijoitusastiat
ovat valmiit käyttöön maaliskuun alussa
2015. Halkeamien syiden selvittämiseksi tutkittiin projektissa laajasti astioiden
valmistustapaa, betonireseptin laadunvalvontaa (tuore ja kovettunut betoni)
sekä astian jälkihoitoa.
LOPPUSIJOITUSTILAN KÄYTÖNAIKAISET TUTKIMUKSET
Loppusijoitustilan käytönaikaisia tutkimuksia jatkettiin vuonna 2014 seurantaohjelman mukaisesti. Ohjelman tavoitteena on selvittää ja seurata loppusijoitustilojen ja sen lähiympäristön pohjaveden ja kallioperän ominaisuuksissa ja
käyttäytymisessä tapahtuvia muutoksia
pitkällä aikavälillä. Seurantaohjelma
on sisältänyt maanpinnalla olevien tutkimusreikien pohjavesipintojen seurantaa kerran kuukaudessa. Makean ja ns.
suolaisen pohjaveden sijainti mitattiin
rei´issä neljästi kuluneen vuoden aikana.
Loppusijoitustiloissa on mitattu
pohjaveden sähkönjohtokykyä, painetta ja vuotoveden määrää kerran kuukaudessa, paineen ja vuotovesimäärän
osalta myös jatkuvasti. Mittaukset ovat
keskittyneet vuotovesiin ja varta vasten
rakennettuun viiteen pohjavesiasemaan.
Pohjavesikemian tutkimusohjelma käsitti vesinäytteenottoa ja analysointia
LPVA4-pohjavesiasemasta.
Hästholmenin saaren pohjavedelle
tyypillinen piirre on sen pinnankorkeuden selvä riippuvuus meriveden
korkeudesta. Erityisen selvästi tämä on
näkyvissä syvissä (> 30 m) kairarei’issä,
joissa pohjavedenpinta on lähellä merenpinnan tasoa. Matalissa rei’issä
vedenpinta on, topografiasta riippuen, muutaman metrin korkeammalla.
Loppusijoitustilojen rakennusaikana
pohjaveden pinta laski paikallisesti joitakin metrejä tilojen lähialueella, mutta
tilojen valmistumisen jälkeen on ollut
havaittavissa vedenpinnan hidasta kohoamista. Kokonaisuutena ei vedenpinnan
korkeuksissa ole tapahtunut merkittäviä
muutoksia ja ne näyttävät stabiloituneen
likimain vuoden 1996 tasolle. Makean ja
suolaisen veden rajapinta on ollut tilojen
alueella edellisvuoden tapaan tasojen
-30 m ja -80 m välillä eli selvästi tasolla
-110 m olevien loppusijoitustilojen yläpuolella. Vuonna 2014 kaikki rajapinnat
pysyivät edellisvuoden tasolla.
Vuotovesien määrää mitattiin pääosin entiseen tapaan yhteensä seitsemässä pisteessä eri puolilla loppusijoitustiloja. Louhintojen valmistuttua vuonna
1996 oli kokonaisvuoto suurimmillaan
noin 300 l/min, mistä se on melko tasaisesti laskenut ollen noin 52 l/min lop-
puvuodesta 2014. Vuotomäärästä noin
kaksi kolmasosaa tulee ajotunnelista ja
loput muista tiloista. Vuotovesimittausten yhteydessä mitattu sähkönjohtokyky vaihtelee tilojen eri osissa välillä
400–1 300 mS/m edustaen ns. välivyöhykkeen sekä suolaisen vyöhykkeen
vesiä. Johtokyky kasvaa syvyyden (ja
suolapitoisuuden) mukaan ollen suurimmillaan asemassa LPVA5 (taso -110 m).
Mereen pumpatun vuotoveden (kaikkien
vuotovesien sekoitus) johtokyky on ollut keskimäärin noin 800 mS/m.
Pohjavesiaseman LPVA4 vesinäytteiden analyysituloksissa ei ole merkittävää muutosta aiempiin vuosiin.
Pohjavesiaseman pH on pysynyt koko
mittaushistorian ajan välillä 7,4…7,9.
Pohjaveden sähkönjohtavuus- ja TDSarvot vuonna 2014 olivat 1 280 mS/m
ja 7 210 mg/l. LPVA4:n pohjavesi on
Na-Cl-tyyppiä ja TDS-luokituksen mukaisesti murtovettä.
Kallioperän hitaiden liikuntojen
seurantaa on tehty pääosin automatisoidulla kalliomekaanisella mittausjärjestelmällä. Kallion lämpötila tilojen
läheisyydessä -110 metrin syvyydessä
on noin 9–13 astetta. Kalliomekaanisten
mittausten tulokset osoittavat tilojen pysyvyyden säilyneen hyvänä eikä esimerkiksi KJT-tilan rakennustyö vaikuttanut
heikentävästi lähiympäristön kallion
stabiliteettiin. Rakennustöiden aikana
2005–2006 ja 2010–2011 havaittiin
liikkeissä aiempaa suurempia muutoksia johtuen pääosin hallin kohonneesta
lämpötilasta, mutta nyt liikkeet ovat
palautuneet ennen rakentamista olleelle tasolle. Vuosien 2011–2014 aikana
useissa mittapisteissä lämpötiloissa on
ollut kasvava trendi. Tämä ei ole kuitenkaan vaikuttanut merkittävästi kallion
liikuntoihin.
Kalliotilojen katoissa ja seinissä
tapahtuneet siirtymät ovat olleet ekstensometrimittausten perusteella edellisvuosien tapaan hyvin pieniä, alle 0,1
mm:n luokkaa. Myös konvergenssimittauksissa saadut mittalukemat ovat
yleisesti samalla tasolla kuin mittausten
alussa. Pientä palautumista vuoden 2010
louhintoja edeltäneeseen tasoon on kuitenkin havaittavissa.
Tilojen silmämääräisen katselmoinnin perusteella 2014 havaittiin tarvetta
irtonaisen kiviaineksen poistamiseen
ajotunnelin ulkopuoliselta osalta. Sisäpuolisten kalliopintojen ja ruiskubetonoitujen tilojen rusnaus- ja kopotarkastus suoritettiin loppuun vuoden
2014 aikana. Loppusijoitustilan salaojat
toimivat suunnitellulla tavalla, joskin
pohjavedessä olevan raudan saostuminen edellyttää ajotunnelissa niiden ajoittaista puhdistusta. Suolainen vuotovesi
aiheuttaa paikoin metallirakenteiden
korroosiota ja edellyttää niin ikään aika
ajoin huolto- ja korjaustoimenpiteitä.
VOIMALAITOSJÄTTEEN LOPPUSIJOITUKSEN TURVALLISUUSSELVITYKSET
Voimalaitosjätteen pitkäaikaisturvallisuusperustelun edellinen päivitys valmistui vuonna 2006 ja käytöstäpoistojätteen vuonna 2008. Pitkäaikaisturvallisuutta käsiteltiin suppeamman selvityksen muodossa myös loppusijoitustilan
määräaikaisessa turvallisuusarviossa
vuonna 2013. Seuraava turvallisuusperustelun päivitys valmistuu vuoden
2018 loppuun mennessä ja siinä on tarkoitus käsitellä sekä voimalaitos- että
käytöstäpoistojätteen loppusijoituksen
pitkäaikaisturvallisuutta. Päivitystä varten on muodostettu turvallisuusperusteluprojekti vuonna 2014. Tavoitteena on
selkeä ja kattava turvallisuusperustelu,
jossa otetaan huomioon uudistuneiden
YVL-ohjeiden vaatimukset. Vuonna 2014 laadittiin yksityiskohtainen
projektisuunnitelma, jossa kuvataan
turvallisuusperustelun eri osat, niiden
keskinäiset riippuvuudet sekä aikataulu,
jonka mukaan turvallisuusperustelutyö
toteutetaan.
Vuonna 2014 turvallisuusperusteluprojektissa keskityttiin laskennallisten
menetelmien ja työkalujen kehittämiseen. Pohjavesivirtausmallinnuksen
osalta laskentamalli rakennettiin uudella
työkalulla ja tarkasteltiin käytettävää
pintareunaehtoa sekä mallin kalibrointia.
Uudeksi pohjavesivirtausmallinnusohjelmistoksi valittiin COMSOL Multiphysics, sillä se on tehokas ja joustava
ratkaisija. COMSOLista löytyy pohjavesivirtaukselle optimoitu moduuli,
jonka voi yhdistää helposti esimerkiksi
kulkeutumislaskentaan. Laskentageo-
metrian merkittävin muutos on ollut
kapeiden rakovyöhykkeiden esittäminen
2D-rakenteina, mikä keventää laskentaa merkittävästi. Varsinaisen mallinnusperiaatteen merkittävin muutos on
veden suolaisuuden käsittely. Aiemmin
suolainen ja makea vesi käsiteltiin
kahtena eri nesteenä, mutta uudessa
mallissa pystytään ratkaisemaan suolan kulkeutuminen yhdessä virtauksen
kanssa. Maankohoamisen vaikutusta
pintaympäristöön tarkasteltiin erillisellä
paikkatieto-ohjelmistolla.
Yhdessä Posivan kanssa kehitettiin yksinkertaistettua mallinnusmenetelmää, joka kuvaa radionuklidien
vapautumista loppusijoitustiloista ja
kulkeutumista geo- ja biosfäärissä sekä
ihmisille aiheutuvaa säteilyannosta.
Yksinkertaistettu malli on läpinäkyvä
ja laskenta-ajat ovat erittäin lyhyitä (joitain sekunteja). Mallin tuloksia voidaan
käyttää lisäämään luottamusta varsinaisiin mallinnustuloksiin. Lisäksi yksinkertaistettu malli mahdollistaa tulosten
tilastollisen käsittelyn, jolla voidaan
tarkastella lähtötietojen epävarmuuksien
vaikutusta lopputuloksiin. Mallia tullaan
käyttämään Loviisan VLJ-luolan turvallisuusperustelun päivityksessä sekä
Posivan käytetyn polttoaineen loppusijoituksen turvallisuusperustelutyössä.
Vuonna 2013 käynnistyneeseen
EU:n CAST-tutkimushankkeeseen
(CArbon Source Term) osallistuttiin
laatimalla kuvaus C-14:n käsittelystä
aiemmissa turvallisuusperusteluissa ja
osallistumalla hankkeen yleiskokoukseen. Tutkimushankkeen tavoitteena on
kasvattaa ymmärrystä C-14:n vapautumisesta ja käyttäytymisestä loppusijoitusolosuhteissa.
Edellä mainittujen kiinteytysmenetelmien tutkimuksen sekä loppusijoitustiloissa tapahtuvien monitorointien
lisäksi teknisten vapautumisesteiden
käyttäytymistä selvitetään myös yhteistyössä TVO:n kanssa toteutettavalla
Betonin pitkäaikaiskestävyys -tutkimushankkeella.
Loviisan ydinvoimalaitoksen käytöstäpoisto
Loviisan voimalaitosten käytöstäpoistosuunnitelman lähtökohtana on purkaa
55
50 vuoden käyttöiän jälkeen välittömästi
ne radioaktiiviset osat, joita ei tarvita
muun Hästholmenille jäävän ydinteknisen toiminnan (käytetyn polttoaineen
varastointi, märkien jätteiden kiinteytys
sekä matala- ja keskiaktiivisten jätteiden
loppusijoitus) jatkamiseksi. Käytetyn
polttoaineen varasto, nestemäisten jätteiden varasto ja kiinteytyslaitos puretaan nykyisen suunnitelman mukaan sen
jälkeen, kun kaikki polttoaine on kuljetettu Olkiluotoon loppusijoitettavaksi.
Osa Loviisan voimalaitoksella käytön aikana kertyvästä matala- ja keskiaktiivisesta ydinjätteestä loppusijoitetaan vasta käytöstäpoiston yhteydessä.
Tällaisia ovat esimerkiksi käytetyt
suojaelementit, absorbaattorit, neutronivuoanturit, säätösauvojen välitangot
ja fissiokammiot. Vuoden 2013 loppuun
mennessä Loviisan voimalaitoksella oli
käytettyjä suojaelementtejä 219 kpl,
absorbaattoreita 223 kpl, neutronivuo-
56
antureita 282 kpl, välitankoja 142 kpl
ja fissiokammioita 34 kpl. Näistä suojaelementit ovat varastoituna käytetyn
polttoaineen varaston altaissa. Absorbaattoreista 220 kpl on varastoituna
tarkoitusta varten tehtyihin kanaviin
käytetyn polttoaineen varastossa 1 sekä
3 kpl latausaltaissa. Fissiokammiot ovat
varastoituna samoissa kanavissa kuin
absorbaattorit sekä laitoksen muissa jätetiloissa. Neutronivuoanturit ja välitangot ovat varastoituina reaktorihalleissa
sijaitsevissa vastaavissa kanavissa.
Vuonna 2014 päivitettiin projektisuunnitelma käytöstäpoistosuunnitelman päivittämiseksi vuoden 2018
loppuun mennessä. Lisäksi tarkasteltiin käytöstäpoistojätteen logistiikkaa
ja välivarastointitarpeita laitosalueella
purkuvaiheessa, hyvin matala-aktiivisen
jätteen maaperäloppusijoitusta sekä
päivitettiin käytöstäpoiston strategiatarkastelu.
Vuoden 2014 aikana osallistuttiin
myös kansainvälisen käytöstäpoistotietämyksen keräämiseksi Waste Management 2014 -kokoukseen Phoenixissä,
USA:ssa. Lisäksi Fortum osallistui
OECD:n käytöstäpoistotyöryhmän
(WPDD) ja ad-hoc-kustannusryhmän
toimintaan. Omalle henkilökunnalle
järjestettiin koulutusta käytöstäpoistosuunnitteluun ja kustannuslaskentaan
liittyen kokeneen Fortumin suunnittelijan toimesta. Koulutuksen tarkoitus on
siirtää tietoa kokeneelta suunnittelijalta
nuoremmille asiantuntijoille.
Seuraava käytöstäpoistosuunnitelman päivitys tehdään vuoden 2018
loppuun mennessä. Kuten edellä jo
todettiin, on vuoteen 2018 mennessä
tarkoitus myös laatia Loviisan loppusijoitustilan pitkäaikaisturvallisuusperustelu (esitelty kohdassa Matala- ja
keskiaktiivisen jätteen loppusijoituksen
turvallisuusselvitykset).
Raporttiluettelo
POSIVA 2014-01
Sulphide Fluxes and Concentrations in the Spent Nuclear Fuel Repository at Olkiluoto
Paul Wersin & Peter Alt-Epping, University of Bern
Petteri Pitkänen, Posiva Oy
Gabriela Román-Ross, Paolo Trinchero & Jorge Molinero, Amphos 21
Paul Smith, SAM Switzerland GmbH
Margit Snellman, Saanio & Riekkola Oy
André Filby, Brenk Systemplanning GmbH
Mirjam Kiczka, Gruner AG
ISBN 978-951-652-239-8
POSIVA 2014-02
Radionuclide transport in the repository near-field and far-field
Antti Poteri, Henrik Nordman, Veli-Matti Pulkkanen, VTT
Paul Smith, SAM Switzerland GmbH
ISBN 978-951-652-240-4
POSIVA 2014-03
Safety Case for the Disposal of Spent Nuclear Fuel
at Olkiluoto – FEP Screening and Processing
Posiva Oy
ISBN 978-951-652-241-1
POSIVA 2014-04
Safety Case for the Disposal of Spent Nuclear Fuel at Olkiluoto Definition of Reference and Bounding Groundwaters, Buffer and Backfill Porewaters
Pirjo Hellä, Saanio & Riekkola Oy
Petteri Pitkänen, Posiva Oy
Jari Löfman, Sami Partamies, Ulla Vuorinen, VTT
Paul Wersin, University of Bern
ISBN 978-951-652-242-8
VLJ-1/13
VLJ-luolan pohjavesikemian analyysitulosten yhteenveto vuosilta 1989–2011
Tuire Haavisto, Tiia Puukka, Teollisuuden Voima Oyj
Työraportti, Teollisuuden Voima Oyj
Maaliskuu 2013
VLJ-1/14
VLJ-luolan kallioperän kalliomekaaninen monitorointi vuonna 2013
Erik Johansson, Saanio & Riekkola Oy
Työraportti, Teollisuuden Voima Oyj
Helmikuu 2014
VLJ-2/14
VLJ-luolan hydrologinen monitorointi vuonna 2013
Aleksis Lehtonen, Saanio & Riekkola Oy
Työraportti, Teollisuuden Voima Oyj
Maaliskuu 2014
VTT-CR-06017-14
Purkujätemetallien liukeneminen - Tutkimukset vuonna 2014
Carpén, L., & Vikman, M. VTT
Tammikuu 2015
57
VTT-R-01104-14
Durability of Concrete Barriers in Final Repositories of Nuclear Waste 2013
Ferreira, M. & Koskinen, P., VTT
Helmikuu 2014
ICC
SRB and methanogens in corrosion of steel in anaerobic water
Rajala, P., Carpén, L., Raulio, M., VTT
19th International corrosion congress, proceedings no. N-O-10
Jeju, Korea 2.–6.11.2014
P-14-25
Syntrophic degradation of low and intermediate radioactive waste
Linda Johansson, Karsten Pedersen, Microbial Analytics Sweden AB
August 2014
58
Teollisuuden Voima Oyj
Olkiluoto
27160 EURAJOKI
puh. (02) 83 811
Fortum Power and Heat Oy
PL 100
00048 FORTUM
puh. 010 4511
Posiva Oy, Olkiluoto, 27160 Eurajoki
puhelin (02) 83 7231, fax (02) 8372 3809
www.posiva.fi