Fermi Energia tuumablogi

Tuumaohutuse ekspert Marti Jeltsov: see valdkond on nii ohutu, et keeruline on seda veel ohutumaks teha

Tuumaenergeetik Marti Jeltsov.

Tuumaenergia on pika puuga kõige ohutum energiaallikas. Sellega on seotud üle 330 korra vähem surmajuhtumeid kui kivisöega, 250 korda vähem kui naftaga ja 38 korda vähem kui gaasiga. See aga ei tähenda, et tuumaohutuse spetsialistide tööpõld oleks jäänud sööti. Milliste väljakutsetega see valdkond täna ja tulevikus silmitsi seisab, räägib Fermi Energia tehnoloogiajuht, füüsik ja tuumaenergeetik Marti Jeltsov.

Kuhu tuumaohutus edasi areneb? Kas arenguruumi üldse veel on?

Statistiliselt vaadates on senine tuumaenergeetika tõepoolest kõige ohutum moodus elektrit toota – nii juba neli- või viiskümmend aastat. See ei tähenda siiski, et arengut enam ei toimuks – ohutusinsenerid tegelevad nende teemadega igapäevaselt. Süsteemid muutuvad oma olemuselt üha töökindlamaks, analüüse tehakse kogu aeg. Püütakse saavutada olukord, kus ohutuse tagamiseks pole vaja enam inimeste sekkumist ega isegi elektritoidet või lisavett. Töö käib selle nimel.

Kas tulemus juba ka kuskilt paistab?

Kõige lihtsam tee sinnapoole on väiksemad reaktorid. Põhjus on lihtne: väiksemas reaktoris on see kuumkeha lihtsalt niivõrd palju väiksem kui tüüpilises 1000-megavatises tuumareaktoris. Näiteks USNC (Ultra Safe Nuclear Corporation) on hinnanud, et viie megavati suuruse gaasijahutusega reaktori anum võiks kasvõi lekkida, sealt võiks isegi jahutamiseks kasutatav heelium ära kaduda, aga soojuskiirgus viiks kõik tekkinud soojuse niimoodi eemale, et kütusega ei juhtuks midagi. USNC reaktoris kasutatakse ka teistmoodi kütust – keraamilisi pallikesi ehk veeriseid.

Väikestel reaktoritel on kordades väiksem võimsus kui tänapäeva suurtel reaktoritel. See tähendab omakorda, et seal on kordades vähem kütust, kordades vähem radioaktiivset materjali, kordades vähem soojust, mida on vaja ära juhtida, kuid ohutust tagavad jõud, mahud ja füüsikanähtused on samad.

Väiksemat reaktorit, see tähendab väiksemat tuumakütuse kogust, on võimalik moel või teisel passiivselt jahutada – kas loomuliku ringluse ja vabakonvektsiooni või loomuliku soojuskiirguse abil. Nagu keedukannus – pole vaja pumpasid, vaid vesi jahtub ise maha, ilma et plastseinad üles sulaksid. Tänapäeva tehnoloogiad on seega oluliselt väiksemad ja samavõrd passiivsemad.

Kuidas suhtuda vesireaktoritesse?

Kui rääkida vesireaktoritest, siis nii General Electricu keevaveereaktoris X-300 kui ka Rolls-Royce’i väikeses moodulreaktoris, mis on väikestest vesijahutusega reaktoritest praegu n-ö kõige täiskasvanulikumad disainid, on võimsus 3-5 korda madalam kui näiteks Soome viimati rajatud Olkiluoto kolmanda reaktori puhul. Nii passiivsetele ohutussüsteemidele kui ka välise sekkumise vajaduse piiramisele, olgu see siis inimese tegutsemine, väline elektritoide või lisajahutusvesi, pannakse oluliselt rõhku.

Jahutuse jaoks on põhimõteneil samasugune: kuskil on külmkeha või suur paak vett ning kui midagi peaks viltu minema, siis reaktor seiskub ning soojust hakatakse ära viima sinna suurde veepaaki ilma elektriliste pumpadeta. Selleks peaks olema aega sõltuvalt reaktorist ja jahutusvee mahust umbes kolm kuni seitse päeva – sel ajal ei peagi reaktori jahutamiseks mitte midagi tegema. See muidugi eeldab, et kõik süsteemid on korras ja torud on paigas. Kuna süsteemid on mitmekordistatud, siis on sisuliselt nädal aega, et väljastpoolt vett juurde tuua, kasvõi tuletõrjeautoga või muul viisil. Nädalaga on eralduv soojus juba üsna väike (mõni megavatt) ning ka jahutusvee aurustumine aeglustub märgatavalt.

General Electricu keevaveereaktor X-300 on Fermi Energia tehnoloogiavaliku referentsreaktor. Andsime sellele eestipärase, kuid rahvusvahelise nime Linda.

Kas on mingi variant, et need süsteemid ikkagi ei tööta?

Võime ju teoretiseerida. Isegi siis, kui need süsteemid peaksid rikki minema, on reaktorite kaitsehooned ise disainitud selliselt, et aur, mis seal sees tekib, kondenseerub kaitsehoone pinnal ja vajub alla, kogutakse kokku ja sealt juhitakse tagasi n-ö reaktori peale. Ka seda ringlust üritatakse võimalikult passiivseks teha. Võimaliku vesiniku (võib teatud määral just kõrgetel temperatuuridel tekkida) elimineerimiseks on Fukushima avarii õppetunnina tänastes ja homsetes reaktorites kasutuses lihtsad ja töökindlad passiivsed vesiniku põletid (ingl passive autocatalytic recombiners).

Kõige väiksemad, nn mikroreaktorid on veelgi ohutumad. Küll aga tuleb seda veel praktikas tõendada. Mikroreaktorid on tänapäeva tuumaenergeetikas veel võrdlemisi uus teema, kuna senini on energeetika põhinenud suurtel tootmisüksustel. Ka on välja pakutud mikroreaktorite puhul kasutatud vähem või rohkem uudseid lahendusi, mistõttu ei ole ka tuumaohutuse eest vastutavad regulaatorid nendega nii hästi kursis. Eriti oluline aspekt on see, et mikroreaktorite puhul on ka suuri jaamasid silmas pidades välja arenenud regulatsioon natuke ajale jalgu jäänud.

Mikro- ja väikereaktoritele kohalduvaid nõudeid vaadatakse praegu üle nii Põhja-Ameerikas, Suurbritannias kui ka näiteks Soomes. Tehniliselt on ohutuse ja töökindluse tõendamine ilmselt projektide käiku laskmise küsimus. Projektide käiku laskmise küsimus sõltub aga peamiselt muudest teguritest nagu näiteks reaktori võrku sobivus (eriti väikeste puhul), tarneahel (eriti mitte-vesijahutusega või uudse kütusetehnoloogiaga reaktorid) ja energia turg (kas on vaja soojust, elektrit, vesinikku, magevett vms).

Kuidas seda protseduuri kiirendada?

Ka arendajad on huvitatud sellest, et litsenseerimise ja sertifitseerimise protsessid vastaksid reaktori disainist tulenevatele ohutusnäitajatele, mitte ei dikteeriks piltlikult, et reaktori jahutamiseks peab olema kaheksa suurt pumpa koos varugeneraatorite ja kütusega pumpa, kui neid tegelikkuses vaja pole. Kuna ajalooliselt pole neid päris väikeseid reaktoreid väga palju litsenseeritud, on see veel ka regulaatorite jaoks tume maa.

Suurte reaktorite puhul ollakse harjunud sadade ja tuhandete küsimustega, aga mikroreaktorite puhul ei pruugi 40 protsenti neist üldse asjasse puutuda, sest mikro- ja väikereaktoritel ei pruugi olla isegi samasuguseid keerulisi süsteeme, mille ohutut toimimist oleks vaja tõendada. Hea analoog on näha autotööstuses – kui tehnoülevaatuse jaoks on vaja läbida mootori CO2-heitme määramise test, siis väga raske oleks elektriautole üldse ülevaatust saada, kui sellele kehtiksid täpselt samad nõuded kui sisepõlemismootoriga autole.

Kuidas on nende reaktoritega, mis võiksid Eestisse sobida?

Arvestades Eesti ja Baltikumi elektrivõrgu suurust ja vajadusi, siis võiksid siia sobida n-ö keskmise suurusega väikereaktorid, orienteeruvalt ca 300-400-megavatised. Ka nendega on sama lugu, et paljude asjade kohta küsimus ei päde, sest nende süsteeme on vähem ja nad on märgatavalt lihtsamad võrreldes suurte jaamadega. Energiaettevõtetele jääb siis ülesanne näidata ja tõestada, miks mingit süsteemi ei ole tarvis ja kuidas on ohutus siiski tagatud – lõpliku ohutuse osas loomulikult allahindlust ei tehta.

See panustab omakorda ohutusse – lihtsustatult öeldes – mida vähem on eraldi toimivaid tehnilisi süsteeme, seda vähem saavad need ka rikki minna. Mida vähem sõltub reaktori normaalne töö või ohutus mingitest abiseadmetest, seda parem.

Tuumaenergeetikas toimub ohutuse hindamine nii deterministlike kui tõenäosuslike analüüside läbi. Esimeste abil saame teada, milliseid koormusi jaam talub ja millised on ohutusvarud ning teiste abil mängime läbi kõikvõimalikke rikkeolukordi, väliseid mõjusid, materjalide kulumisi ja muud, mida reaktori ja jaamaga võiks aastakümnete jooksul juhtuda. Hinnatakse ka seda, mis juhtub siis, kui mõni toru läheb katki või klapp ei avane või juhtub mitu asja korraga. Süsteemid, mida ei ole, ei saa ka rikki minna. Aga selle koha peal, nagu öeldud, peab reaktori arendaja tõendama, et neid torusid ja klappe tõesti ei vajata reaktori tööks ja ohutuseks, vaid need funktsioonid on täidetud mingil muul viisil.

Kokkuvõttes on tuumavaldkond nii ohutu, et seda on üsna keeruline veel ohutumaks teha. Aga selle kallal töötatakse. Kui jätame Tšornobõli kõrvale, ei ole tuumaelektrijaamades kunagi ükski inimene kiirguse tõttu surnud, ning kui juba Tšornobõli mainime, siis niisuguseid jaamu enam ei ehitata – lääneriikides polegi kunagi ehitatud.

Miks tuumaenergiat siis jätkuvalt kardetakse?

Enamik hirme on seotud kiirgusega. Tuleb aru saada, miks – me ei tunne seda, see on lõhnatu ja maitsetu. Tegelikult ei ole kiirgus nii ohtlik kui arvatakse – elame kiirguse sees ju iga päev. Seda tuleb mõõta, tuleb usaldada teadlasi ja mitte tekitada asjatut paanikat. Ka Fukushimas evakueeriti inimesi, kuna arvati, et kiirgustase on liiga kõrge. Seda ei mõõdetud, see oli lihtsalt hirm ja inimesed kaotasid massievakuatsioonide käigus ja sellest tuleneva stressi tõttu ka elu.

Ka Ukraina sõja taustal käis meediast läbi väide, et Tšornobõli kandis tõusis kiirgus 20 korda. Vaatasin neid numbreid – sisuliselt peaks seda tolmu pool aastat järjest otse suhu hingama ja alles siis saaks kokku umbes sama suure kui ühe kompuutertomograafia protseduuriga – ilmselt tolm ise oleks muudel põhjustel kahjulikum. Kuigi pealkiri võib kõlav olla, pole tegelikkus nii hull. Võime ju soovida, et ajakirjanik oskaks lisada kiirgusest rääkivasse artiklisse kiirgusfooni mikrosiivertites ja lehelugeja oskaks neid numbreid ise hinnata, täpselt nagu ilmateates temperatuuri, kuid selleni on veel pikk maa minna.

Mida teha, et asjatut paanikat vältida?

Mis puutub tuumaõnnetustesse, tuleb evakuatsioonipoliitika kindlasti üle vaadata. Ka Tšornobõlis nägime, et evakueeriti viis kuni kümme korda rohkem inimesi kui oleks tegelikult vaja olnud. Nii Fukushimas kui Tšornobõlis on inimesi, kes siiski jäid sinna elama või kolisid tagasi. Nemad on elav tõestus, et selles jutus on iva. Uisapäisa ei maksa aga teha kumbagi – karta ega ka hulljulgeks minna. Tänapäeva tehnoloogia võimaldab õnnetuste (mitte ainult tuumajaamade) korral kindlasti palju adekvaatsemat monitooringut ja andmepõhist otsustusprotsessi, tuleb lihtsalt vastavalt planeerida.

Ka Eestis on Tšornobõli veteranide seas läbi viidud kohortuuring ja ükski number ei näita, et kiirgus oleks nende vähki haigestumist või suremust suurendanud. Küll aga on rohkem alkoholismi, enesetappe ja depressiivset käitumist, mis võib olla märk sellest, et neid on pool elu kiiritusega hirmutatud.

Imelik niimoodi öelda, kuid hirmu tekkimise mõistes võib probleem olla isegi selles, et tuumaõnnetusi juhtub “liiga harva”, et nendest saaks õppust võtta. Autoõnnetusi juhtub iga päev ja igasuguseid ning oleme nendega justkui harjunud, aga suurte jaamaväliste mõjudega tuumaõnnetusi on maailmas juhtunud kaks. 

Kuidas saada hirmudest lahti ilma tuumaõnnetustega “ära harjumata”?

Tuleb aru saada, et ka kõige hullemal juhul juhtub väga tõsine ja karm asi paarikümne inimesega. Elu on näidanud, et näiteks hüdrojaamade tammide avariid nii leebed ei oleks.

Mäletan, et kui “Tšornobõli” sari välja tuli, olin Rootsis Vattenfallis tööl. Kolleeg – tuumaenergeetik – istus lõuna ajal kõrvale ja ütles, et ei tahtnud pärast esimest osa edasi vaadata. Tegelikult tuleb see sari lõpuni vaadata – siis saab aru, millise jamaga seal hakkama saadi ja millised tehnilised vead selles reaktoris olid. See on täiesti ajuvaba. Õnneks ei kehti 1986. aasta Nõukogude Liidu olukord tuumaohutuses näitena tervele tuumatööstusele.

Vaata ka Reaktorireede ülevaadet tuumaenergeetika ajaloolistest avariidest ning sellest, kuidas teha nii, et õnnetusi enam ei juhtuks.

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Ära jää ilma päeva põnevamatest lugudest

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate olulisematest Geeniuse teemadest.