Ratkaiseeko ydinjäte energiaongelman?

Ydinteknologian uusi sukupolvi yrittää muuntaa yhden koko teollisuudenalan sitkeimmistä ongelmista – ydinjätteen – energiaratkaisuksi.

tiistai 7. syyskuuta 2010 teksti Chuck McCutcheon, National Geographic News

Perusajatuksena on käytetyn ydinpolttoaineen jatkojalostaminen sähköntuotantoon. Puolestapuhujien mielestä tietotaitoa on jo riittävästi ratkaisemaan aiempia kierrätyssuunnitelmia riivanneet huolet ydinteknologian leviämisestä. Heidän mielestään kierrätyspolttoaineella toimivat kehittyneet reaktorit nostaisivat turvallisuudenkin uudelle tasolle.

Ydinvoimakriitikot ovat yhä epäilevällä kannalla etenkin siksi, että ydinvoima-ala huutaa valtiota apuun rahoittamaan ensimmäisten, kalliiden koelaitosten rakentamista. Alan teollisuus ja sen kannattajat ovat kuitenkin sitä mieltä, että ilmastonmuutos ja ydinteknologian kyky tuottaa suuria määriä sähköä ilman kasvihuonekaasuja antavat aihetta paneutua vuosikymmeniä tutkittuun IFR-reaktoriin (Integral Fast Reactor) uudemman kerran.

Vähemmän jätettä ja radioaktiivisuutta

Lähes kaikki maailman käytössä olevat ydinreaktorit käyttävät polttoaineenaan uraania; vettä tarvitaan sekä reaktorin jäähdyttämiseen että neutronien hidastamiseen, jotta fissio pysyy tehokkaana. Ydinvoimatutkimuksen alkuajoista lähtien on yritetty kuitenkin kehittää tehokkaita ”nopeita” reaktoreita, jotka käyttäisivät plutoniumin ja uraanin yhdistelmää.

Niissä neutroneja ei jäähdytetä vedellä, joten ne pysyvät ”nopeina”. Alkuperäinen idea oli luoda ketjureaktio, joka tuottaisi enemmän polttoainetta kuin mitä reaktori kuluttaa – niin kutsuttu ”hyötöreaktori”. IFR-teknologian kehittämisen viimeisin tavoite ei kuitenkaan ole uuden polttoaineen tuottaminen vaan polttoaineen hajottaminen niin täydellisesti kuin suinkin niin, että samalla syntyy mahdollisimman paljon energiaa.

Tällaiset reaktorit eivät olisi samanlaisia betonikolosseja kuin nykyiset, sillä niistä on tarkoitus rakentaa läpimitaltaan vain muutaman metrin mittaisia. Ydinreaktion hallintaan käytettäisiin nestemäistä metallia, vaikkapa natriumia, eikä paineistettua vettä.

Teoriassa IFR-reaktorit ottaisivat tavanomaisten voimaloiden tuottamaa jätettä ja erottaisivat siitä käyttökelpoisen uraanin ja muut vaaralliset materiaalit sulasuolakylvyn ja sähkön avulla. Näin saadut aineet käytettäisiin sitten kehittyneemmän reaktorin polttoaineena. IFR tuottaisi tietenkin käytettyä ydinpolttoainetta kuten vanhemmatkin mallit, mutta sen määrä ja radioaktiivisuus olisivat huomattavasti nykyisten reaktorien tuottamia pienemmät. Asiantuntijat vertailevat malleja pitkäaikaisen varastoinnin suhteen: IFR-jätettä tarvitsisi varastoida muutama sata vuotta, nykyisten voimaloiden käytettyä polttoainetta tuhansia vuosia. Alhaisempi radioaktiivisuus vähentää myös ydinpolttoaineen varastointiin käytettävän tilan tarvetta, ja jos reaktorissa ilmenee turvallisuusongelma, IFR käyttää ”passiivista turvallisuutta” eli automaattitoimintoja estääkseen ytimen sulamisen. Reaktori on suunniteltu yksinkertaisesti pysähtymään häiriötilanteen sattuessa.

”Kun asiaan paneutuu, on hyvin selvää, että tämä on ehdottomasti paras energiajärjestelmä”, sanoi luonnonvara- ja ilmastoasioihin paneutuneen Science Council for Global Initiatives -järjestön puheenjohtaja Tom Blees. ”Meidän on valittava, tuotammeko planeetalle runsaasti energiaa vai hyväksymmekö kaiken aikaa käytävät sodat luonnonvaroista.”

Sandian kansallislaboratorion ydintulevaisuusohjelman johtaja ja American Nuclear Societyn entinen puheenjohtaja Tom Sanders kertoi hiljattain Yhdysvaltain kongressin komitealle, että tällaiset reaktorit ”voisivat edistää ydinpolttoainekierron kehittämistä kehdosta hautaan -tyyliseksi. Silloin reaktoreita voisi tarjota myös kehitysmaille, eikä niiden tankkaamisesta tarvitsisi huolehtia kymmeneen tai kahteenkymmeneen vuoteen.”

Väitettä yrittää ankarasti todistaa esimerkiksi pohjoiscarolinalainen GE Hitachi Nuclear Energy -yhtiö, jonka voimalakehityksen johtava insinööri Eric Loewen on esitellyt Power Reactor Innovative Small Module -teknologiaa (PRISM) kiivaasti eri puolilla Yhdysvaltoja. Esquire-lehti onkin kutsunut häntä ”mieheksi, joka voisi pysäyttää ilmaston lämpenemisen”.

Loewen toivoo Obaman perustaman ydintulevaisuuskomissionkin ottavan viestin vastaan. Paneelin on määrä julkaista alustava raportti Yhdysvaltain ydinenergia- ja ydinjätevaihtoehdoista ensi vuoden kuluessa. Yksi kompastuskivi saattaa olla Obaman hallinnon alkuvuodesta 2009 antama lausunto, jonka mukaan se ei tavoittele nopeita reaktoreita tai kierrätyslaitoksia lähitulevaisuudessa.

Natriumjäähdytteisten nopeiden reaktorien arvioidaan maksavan 20–30 prosenttia enemmän kuin tavanomaisten, jotka nekin maksavat miljardeja. Kustannuksista ja upouuden teknologian riskeistä johtuen IFR-teknologian amerikkalaiset kannattajat haluaisivat liittovaltion lähtevän mukaan ja näyttävän siten esimerkkiä tuleville yksityisille rahoittajille. Loewen ei ole ilmaissut tarkkaan sitä, kuinka suurta valtion rahoitusta hankkeeseen yhtiön mukaan tarvittaisiin, mutta hän kehottaa kongressia hyväksymään Obaman ehdottamat 36 miljardin dollarin lainatakuut ydinvoimalle ja haluaa lainsäätäjien antavan luvan kahden IFR-reaktorin rakentamiseen. Lisäksi hän haluaa valtion laajentavan aseistariisuntaohjelmaa, jotta asemateriaalia voitaisiin muuttaa polttoaineeksi.

Turvallisuus huolettaa yhä

Suunnitelman vastustajat eivät kuitenkaan ole muuttaneet kantaansa. Heidän mielestään PRISM- ja IFR-ideat ovat vain vanhaa ydinviiniä uudessa pullossa. Teknologia on heidän mielestään vaarallista, poskettoman kallista ja todennäköisesti riittämätöntä vaikuttamaan oleellisesti tulevaisuuden sähköntuotantoon.

Tunnettu ydinskeptikko Amory Lovins varoittaa, että jokainen uusi reaktorityyppi kautta historian on osoittautunut arvioitua kalliimmaksi, hitaammaksi ja vaikeakäyttöisemmäksi. (Toim. huom.: Lovins kuuluu National Geographicin energiahaasteryhmän neuvonantajapaneeliin.) Hänen mukaansa IFR ”tuo mukanaan haittoja ja kustannuksia, joita sen puolestapuhujat eivät tunnusta, vaikka kokemus toisin osoittaa”.

Ehkä sinua kiinnostaa...

Ehkä tämä kiinnostaa sinua ...