Käytettyä ja käytettyä ydinpolttoainetta

Helmikuun blogissani pohdin käytetyn ydinpolttoaineen lämmöntuottoa loppusijoituksen näkökulmasta. Fukushiman tapahtumat ovat sysänneet ajatukseni toistamiseen polttoaineen jälkilämpöön ja jäähdytykseen varastoinnin alkuvuosina. On nimittäin niin, että polttoainevaihdokin yhteydessä reaktorista varastointialtaaseen siirrettävät polttoaineniput ovat lämmöntuoton osalta aivan “eri tavaraa” kuin käytetyn ydinpolttoaineen varastossa (kpa-varasto) pitempään jäähtyvät niput.

Polttoaineen lämmöntuotto (ja säteily) on eksponentiaalisesti laskeva käyrä. Ensimmäisinä vuosina muutos on voimakkainta ja siksi polttoainetta jäähdytetään 3-5 vuotta reaktorihallissa ennen kpa-varastoon siirtämistä. Sen jälkeen lämmöntuotto on alentunut tasolle, jossa ilmajäähdytyskin riittää eikä polttoaine pääse ylikuumenemaan. Tällaista muutaman vuoden jäähtynyttä polttoainetta voidaan siis vesijäähdytyksen ohella kuivavarastoida. Esimerkiksi USA:ssa käytettyä polttoainetta varastoidaan paksukuorisissa metallisäiliöissä voimalaitosalueella. Itse olen tutustunut vastaavaan Dukovanyn ydinvoimalassa Tsekissä.

Fukushimasta saatujen tietojen perusteella reaktorihallin polttoaine pääsi osittain kuivumaan, mitä polttoainenipun suojakuori ei kestä. Tällöin puhutaan yli tuhannen asteen lämpötiloista suojakuoren pinnalla. Pahimmillaan polttoainenipun zirkonium-metalli sulaa ja uraanipolttoaineesta pääsee vapautumaan radioaktiivisia hiukkasia. Normaalitilassa ja -lämpötilassa polttoainenipun suojakuoret ovat kaasutiiviitä, jolloin päästöjä jäähdytysveteen ei synny.

Käytetty ydinpolttoaine on siinä mielessä ikävä kaveri, että siihen täytyy samanaikaisesti pitää riittävästi etäisyyttä ja suojausta, mutta samalla aktiivisesti pitää silmällä. Vain loppusijoituksen kautta tämä aktiivinen huolenpito voidaan lopettaa. Loppusijoitushetkellä, 20–40 vuoden jäähdytyksen jälkeen, yksittäinen polttoainenippu tuottaa lämpöä suunnilleen saman verran kuin 150 watin hehkulamppu.

Ydinvoima

Kommentoi kirjoitusta "Käytettyä ja käytettyä ydinpolttoainetta"

Ydinreaktioita Facebookissa
Seuraa meitä twitterissä
Navigoi
Kategoriat