Hyppää pääsisältöön

Ydinreaktorin säteilevät hautajaiset

Kaksi miestä kantaa ydinjätettä paareilla kohti loppusijoitusta.
Kaksi miestä kantaa ydinjätettä paareilla kohti loppusijoitusta. Kuva: Yle/ Katariina Hirvonen haavoittunut enkeli

Otaniemen tutkimusreaktori puretaan vuoden 2016 keväällä, jos ei ihmeitä satu. “Mikä tutkimusreaktori?”, saattaa usea kysyä. Moniko on kuullut Espoossa Aalto-yliopiston tiloissa vuodesta 1962 sijainneesta reaktorista? Kuitenkin sen vaikutukset Suomen yhteiskuntaan ovat edelleen nähtävissä. Mitä Suomi olisi ilman Nokiaa ja tehokasta prosessiteollisuuttaan? Tai ydinvoimaloitaan?

Vesi näyttää kylmältä. Sen alla hehkuu aavemaisen sinisenä uhkaavan näköinen rakennelma. Tšerenkovin säteilyn aiheuttamaa kajoa on haastava kuvata. “Älä pudota sinne mitään”, VTT:n johtava tutkija Olli Vilkamo varoittaa. Näky on lumoava, mutta vaikea ikuistaa kameralla.

Vieraillessa reaktorilla saa turvatarkastuksen jälkeen mukaansa säteilymittarin, joka mittaa vierailun aikana saatavan kokonaissäteilyn. Eniten reaktorirakennuksen tiloissa säteilee juuri tässä; käynnissä olevan reaktorin sydämen yllä. Vaikka välissä on vain muutama metri vettä, Vilkamon mukaan saatava säteilyannos on samaa luokkaa kuin lentokoneella matkustettaessa.

Kuuden metrin syvyisen vesipatsaan alla häälyy Otaniemen tutkimusreaktori FiR 1:n (koko nimeltään Finland Reactor 1) sydän, joka koostuu 79 polttoainesauvasta sekä ydinreaktiota säätelevistä kolmesta säätösauvasta. Reaktorissa on kolme kiloa uraania (U-235).

Reaktori on kooltaan melko pieni, sillä polttoaineena käytettävä uraani on 20- prosenttista. Tässä suhteessa se myös eroaa ydinvoimaloista, sillä niissä käytettävä polttoaine on huomattavasti matalarikasteisempaa.

Reaktorilla on tehty sen yli viidenkymmenen toimintavuoden aikana aikansa huipputeknologiaa, fysiikan perustutkimusta ja viimeksi syöpähoitoja. Elektroniikan huipputekijä Nokia sai alkusysäyksensä reaktorin mittaustekniikasta. Suomen teollisuus on kehittynyt harppauksia reaktorin ansiosta.

Ja tosiaan - nyt se puretaan.

Ellei joku “ota koppia”, kuten reaktorin käyttöpäällikkö Iiro Auterinen tarpeen ilmaisee. Hänen mukaansa reaktorilla olisi käyttöä, jos vain tarvittava rahoitus ja tahtotila toiminnan jatkamiseen löydettäisiin.

Ydinaseista tutkimusreaktoreiden kautta ydinvoimaan

Rauhanomaisen ydinenergian ja täten myös Otaniemen tutkimusreaktorin matka lähti liikkeelle Yhdysvaltain presidentin Dwight Eisenhowerin vuonna 1953 pitämästä “Atoms for Peace” -puheesta. Tämän seurauksena YK järjesti vuonna 1956 Geneven konferenssin, joissa suurvallat esittelivät ydinenergiaa. Myös Suomen atomienergianeuvottelukunnan edustajat ja ydinenergian puuhamiehet Heikki Lehtonen, Pekka Jauho sekä Erkki Laurila istuivat kuuntelemassa.

Olli Vilkamon mukaan suora hyppäys ydivoimaan ilman tutkimusreaktoria olisi ollut liian suuri esimerkiksi koulutuksen kannalta - Suomessa ei ollut osaavaa henkilökuntaa voimareaktorin pyörittämiseksi. Suoraan ydinvoimaan hypättäessä voimareaktorin koko käyttöhenkilökunta olisi pitänyt saada ulkomailta - eli esimerkiksi Yhdysvalloista tai silloisesta Neuvostoliitosta, Auterinen lisää. Sitä ei varmastikaan olisi katsottu hyvällä kylmän sodan keskellä.

Kaikessa tähdättiin ydinvoiman saamiseen Suomeen. Suomen ensimmäiseksi ja ainoaksi tutkimusreaktoriksi valittiin yhdysvaltalaisen General Dynamicsin Triga- tyyppinen Mark II- reaktori.

Vilkamon mukaan Otaniemen reaktori toimi peruskivenä Suomen ydinvoimalle. Sen avulla pystyttiin kouluttamaan henkilökuntaa Loviisaan ja Olkiluotoon.

Aikataulu tutkimusreaktorin hankkimisessa oli hämmästyttävän nopea. Sopimus tutkimusreaktorin hankkimiseksi allekirjoitettiin vuonna 1960, ja jo vuonna 1962 reaktori oli käytössä. Tahti oli nopea, sillä teollisuudella oli selkeä tarve ydinvoimalle. Tosin myös lupakoukerot olivat nykyistä huomattavasti suorempia - Auterisen mukaan rakennusluvaksi on saattanut riittää yksittäisen virkamiehen siunaus.

Tahti reaktorin valmistelussa oli niin nopea, että töitä tehtiin yötä päivää. Rakentamisessa ei ollut ongelmia, ja reaktorin avajaisia vietettiin presidentti Urho Kekkosen kera 31. elokuuta vuonna 1962.

Koulutusta ja kuuhiekan sädettämistä

Reaktoria on käytetty lukemattomiin eri tarkoituksiin.

Alkuvaiheessa koulutettiin Loviisan ja Olkiluodon ensimmäisen sukupolven turvallisuushenkilöstöä ja reaktorifyysikoita. Siitä lähtien ydinvoimalat ovat itse kouluttaneet henkilökuntansa.

Koulutus on jatkunut näihin päiviin asti: vuosittain ydinreaktorin saloihin käy kouluttautumassa kuutisenkymmentä ihmistä vuodessa Suomesta ja naapurimaista.

Reaktorilla on myös tehty valtavasti tutkimusta aina fysiikan perustutkimuksesta lähtien.

Uusi tekniikka kuitenkin on syrjäyttänyt osittain reaktorilla 60-80-luvuilla käytetyt tutkimusmenetelmät, ja samat asiat pystytään selvittämään esimerkiksi laboratoriokokeiden ja hiukkaskiihdyttimien avulla.

Muun muuassa Apollo-kuulentojen tuomien kuunäytteiden alkuainekoostumuksen vuonna 1969 selvittämiseen käytetty neutroniaktivointianalyysitoiminta on sittemmin syrjäytetty muilla tekniikoilla. Kuunäytteitä jaettiin Yhdysvalloista eri puolelle maailmaa tutkittavaksi.

”Siellä niitä pieniä noenväristä hiekkaa sisältäviä kapseleita oli”, muistelee näytteiden ulkonäköä silloinen teekkari Olli Vilkamo.

Siellä niitä pieniä noenväristä hiekkaa sisältäviä kapseleita oli

Reaktorin käyttötarve on vuosikymmenien mittaan vähitellen hiipunut. Joitakin kymmeniä vuosia reaktori kuitenkin kävi kuumana.

Reaktorin mittauslaitteiksi kehitetyt lentoaikaspektrometrit sekä automaattiset uraanianalysaattorit toimivat Suomen elektroniikkaosaamisen kärkenä. Auterisen mukaan elektroniikka-Nokian alkuaskeleet on otettu reaktorin vieressä sijainneilla mittauslaitteilla. Reaktorin mittauslaitteita on kehitetty Otaniemessä kaupallisiksi versioiksi asti.

Reaktorilla on määritetty koko Suomen geologinen rakenne alkuaineanalyysien avulla. Auterisen mukaan nämä koko maan alueelta kerätyt tiedot toimivat Suomen malminetsinnän, erityisesti uraaninetsinnän pohjana. Reaktorilla saatuja tietoja käytetään edelleen.

Ympäristösuojelutekniikkaa kehitettiin alkuaineanalyyseillä sekä merkkiaineilla, joilla pystyttiin tutkimaan esimerkiksi miten teollisuudet päästöt leviävät vesistöön.

Merkkiaineita tuotetaan edelleen reaktorissa teollisuuden tarpeisiin kahtena päivänä viikossa. Merkkiaineina käytetyillä radioisotoopeilla pystytään seuraamaan esimerkiksi aineiden kulkua putkistoissa ja tekemään virtaustutkimuksia. Tämä käyttötarkoitus on pysynyt samana vuosikymmenten ajan.

Kasvainten kuolettamista

Yksi hienoimmista käyttösovelluksista on reaktorin tuottamien neutronien avulla tehty BNCT -syöpähoito. Ensimmäiset hoitoyritykset tehtiin Yhdysvalloissa jo 50-luvulla, mutta menetelmä pääsi todelliseen käyttöön vasta 90-luvulla. Tiimipäällikkö, FT Petri Kotiluodon mukaan Otaniemen BNCT -hoitojen idean isä oli professori Pekka Hiismäki.

Alkoi mittava rakennusoperaatio, jonka seurauksena reaktorin läheisyyteen tehtiin hoitotilat ja reaktorista epiterminen neutronisädehoitoasema.

Hoitoa toteutettiin vuosina 1999-2012 Otaniemessä yhteistyössä HYKSin kanssa enimmäkseen pään alueen syöpien hoidoissa. BNCT:n kehittämisessä mukana ollut Auterinen tietää tosin kertoa, että hoitoasemalla on säteilytetty jopa nivusissa sijaitsevaa kasvainta. "Hoitoasetelma oli haastava, sillä hoidettava alue piti saada lähelle reaktoriin tehtyä aukkoa", hän muistelee.

Kotiluoto toteaa, että parhaiten syöpähoidoilla saivat apua potilaat, joilla ei ollut aivosyöpää. Esimerkiksi nielun tai kaulan alueella olevat kasvaimista saatiin hyviä tuloksia. Erittäin vaikealaatuisesta glioblastooma-aivokasvaimesta kärsineet potilaat saivat hoidolla lisää elinaikaa.

Potilaita kävi Suomessa mm. Italiasta ja Japanista asti - Auterisen mukaan hoidetuista potilaista kymmenisen prosenttia oli ulkomaalaisia. Kuuluisimpia potilaita oli näytelmäkirjailija Reko Lundán, joka kirjoitti ennen syöpään menehtymistä kokemuksistaan kirjan Viikkoja, kuukausia.

Hoidossa potilaaseen annostellaan boorikantajaa, joka kerääntyy kasvaimeen. Alueelle kohdistetaan reaktorista neutronisäteilyä, jolloin booriatomit hajoavat ja syntyy erittäin paikallista säteilyä - syöpäsolut kuolevat ja ympäröivä kudos säilyy hengissä.

Ydinjätettä viedään loppusijoitusluolastoon.
Ydinjätettä viedään loppusijoitusluolastoon. Kuva: Yle/ Katariina Hirvonen otaniemi

Hoidot loppuivat hoitoja tarjonneen Boneca Oy-yrityksen konkurssin ja VTT:n tekemän reaktorin purkupäätöksen myötä. Hoitotilat ovat olleet käyttämättöminä kaksi vuotta.

Vastaavanlaista hoitoa annetaan Auterisen mukaan tällä hetkellä vain Japanissa - erona kuitenkin se, että aivosyöpähoidoissa potilaan pää pitää avata kirurgisesti ennen hoitoa. Tätä ei ollut tarpeellista tehdä Otaniemen BNCT -hoidoissa kehitetyn hoitoaseman vuoksi, jossa riittävän suuri määrä neutronisäteilyä saatiin ohjattua potilaaseen noin puoli tuntia kestäneen hoidon aikana.

Tuliko reaktorin purkupäätös yllätyksenä, hoitoja toteuttamassa ollut Petri Kotiluoto?

“Ei täysin, sillä toimintaa ei koskaan saatu VTT:n kannalta kannattavaksi.”

Onko hoidoille jotain korvaavaa Suomessa?

“Suomi on syöpähoitojen huippumaita, joten hoitomuotoja on olemassa”, toteaa Olli Vilkamo.

Ydinreaktorin kuolema

Niin, se purku.

Prosessi reaktorin purkamiseksi on jo aloitettu. FiR 1 on ensimmäinen Suomessa purettava ydinreaktori. Reaktorilla voisi tekniikan puolesta olla toimintavuosia jäljellä noin 20-30, Vilkamo ja Kotiluoto arvioivat.

“Sen jälkeen voitaisiin liikkua jo eläkeläisliigassa”, Vilkamo naurahtaa.

Loviisan ja Olkiluodon reaktoreita aletaan purkaa arviolta kahdenkymmenen vuoden päästä, joten Otaniemi toimii jälleen harjoittelualustana voimareaktoreita varten - tällä kertaa vain lopullisemmassa merkityksessä.

Lupaprosessit ovat muuttuneet viidenkymmenen vuoden aikana: purkamiseen kuluu suunnitteluineen ja luvanhakuineen pidempi aika kuin aikanaan reaktorin rakentamiseen. Reaktori sammutetaan todennäköisesti vuoden 2016 keväällä, ja siitä alkaa noin vuoden kestävä prosessi jonka aikana reaktorirakennus puretaan kauttaaltaan sisältä.

Jäljelle jää suuri halli.

Rakennuksesta pitää purkaa betonisia suojaseiniä, jotta päästään itse kuuman perunan kimppuun. Reaktorin sydämen sauvat pakataan ydinmateriaalin kuljetukseen tarkoitettuihin säiliöihin. Samankaltaisilla säiliöillä on aikoinaan kuljetettu käytettyä polttoainetta Loviisan ydinvoimalasta Neuvostoliittoon.

Korkea-aktiiviset polttoainesauvat on tietenkin välivarastoitava ja lopulta loppusijoitettava johonkin turvalliseen paikkaan. Säiliöt kuljetetaan rekalla ensin satamaan ja erikoislaivalla määränpäähänsä. Niiden uusi koti löytyy Atlantin takaa.

Hetkinen, eivätkö ne jääkään Suomeen?

Vilkamo katsoo todennäköisimmän vaihtoehdon olevan, että Otaniemen reaktorin polttoainesauvat matkaavat laivalla Yhdysvaltoihin, USA:n energiaministeriön hallinnoimaan Idaho National Laboratoryyn.

“Polttoaine on kotoisin Yhdysvalloista, joten siellä on paras osaaminen sen käsittelyyn. Polttoaineen halkeamiskelpoista uraania voidaan vielä käyttää hyväksi energian tuottamisessa”, hän kertoo.

Uraani kuluu, mutta hitaasti. Arvioiden mukaan uraanipolttoainetta on kulunut reaktorissa viiden vuosikymmenen aikana vain noin 200 grammaa kolmesta kilosta.

Yhdysvallat on lupautunut vastaanottamaan Triga-reaktoreiden käytettyä polttoainetta vuoteen 2019 saakka. Tavoitteena on ydinmateriaalin kerääminen takaisin alkuperämaahan sekä sen leviämisen estäminen.

Purkamisessa syntyy jätettä karkeasti kahta laatua: korkea-aktiivisin jäte matkaa Idahoon, keski- ja matala-aktiivinen jää Suomen maaperälle. Radioaktiivinen jäte - esimerkiksi reaktorin alumiiniset rakenteet - päätyy Loviisan tai Olkiluodon loppusijoitusluolastoon vajaan parin vuosikymmenen päästä. Säteilemätön jäte päätyy tavallisen purkujätteen joukkoon.

Purun jälkeen Otaniemeen jää tyhjäksi koverrettu reaktorirakennus.

Lähin tutkimusreaktori FiR 1:en purun jälkeen sijaitsee Norjan Haldenissa.

Kommentit

Lue myös - yle.fi:stä poimittua

Tiede

Uusimmat sisällöt - Tiede