Fermi Energia tuumablogi

Mida teha 1,3 miljoni “telliskiviga”? Tuumajäätmetele on ka nutikamaid kasutusi kui maha matmine

Tuumajäätmete vaheladustus Rootsis.Foto: SKB

Appi-appi, mida hakata peale tuumajäätmetega? Kas radioaktiivne põhjavesi muudab meid kõiki “Vale pöörde” mutantideks? Võta chill pill, tegelikult pole asi üldse nii hull. Mäletate ju küll, kuidas Nexus kunagi laulis: “Tuumajäätmed, tuumajäätmed, ei mult pilti võta eest…” Tegelikult võisid need sõnad pisut teisiti olla, aga mõte peab paika.

Mõte aastasadadeks maapõue maetud radioaktiivsetest tuumajäätmetest võib olla hirmutav, kuid tegelikest kogustest, millest vaja lahti saada, pole paljudel selget ettekujutust. Jäätmed ei pea tingimata olema tüütu kohustus, vaid ka võimalus taaskasutuseks.

Tuumajäätmeid pole nii palju, kui sa arvad

Nagu kõigis tööstusharudes, tekib ka tuumaenergia kasutamisel jäätmeid. Tuumajäätmeid eristatakse radioaktiivsuse järgi: madala, keskmise ja kõrge radioaktiivsusega. Lausa 90 protsenti jäätmetest kuulub esimesse kategooriasse – need on kergelt saastunud esemed, nagu tööriistad ja -riided. Kuna radioaktiivsel kiirgusel on kombeks ajaga kaduda, saab teatud aja möödudes ka madalradioaktiivsetest jäätmetest n-ö tavajääde ja seda saab samamoodi käidelda kui mistahes muid jäätmeid. Kõrge radioaktiivsusega jäätmeid tekib tuumajaamas tegelikult ainult kolm protsenti. Need vajavad enim ettevaatust ja korralikku käitlust.

Et nendest protsentidest paremini aru saada, tuleb vaadata ka jäätmete koguseid. Kuna tuumkütus on väga energiatihe, kulub seda vähe, et toota tohutul hulgal elektrit – eriti võrreldes teiste energiaallikatega. See omakorda tähendab, et tuumajäätmeidki tekib vähem, kui arvata oskaksime.

Mõtle korra, kui palju sinul aastas elektrit kulub. Ülemaailmne Tuumaühendus (World Nuclear Association) on välja arvutanud, et ühe inimese aastase elektrivajaduse katmisel tekiks keskmiselt umbes ühe telliskivi jagu tuumajäätmeid. Sellest “telliskivist” vaid viis grammi – umbes nii palju kaalub üks paberileht – oleks kõrge radioaktiivsusega.

Tavapärane 1000-megavatine tuumajaam, mis katab enam kui miljoni inimese vajadused, tekitab kasutatud kütuse taaskasutamisel vaid kolm kuupmeetrit klaasistatud kõrgaktiivseid jäätmeid aastas. Võrdluseks – täpselt sama võimsusega söeküttel töötav elektrijaam tekitab igal aastal ligi 300 000 tonni tuhka ja üle kuue miljoni tonni süsihappegaasi.

Keskmiselt ühe inimelu jooksul tarbitava tuumaelektri tootmise kõrgradioaktiivsed jäätmed boorsilikaat-klaaskettas.

Ka taastuvenergialahendused pole päris puhtad poisid. Kui USAs on 1000-megavatise tuumajaama jaoks reeglina vaja veidi enam kui 2,5-ruutkilomeetrist maa-ala, siis sama võimsusega tuulepargile kulub 360 korda rohkem maad. Et toota sama palju energiat kui tüüpiline kommertsreaktor, oleks vaja üle kolme miljoni päikesepaneeli või üle 430 tuulegeneraatori, vahendab energy.gov. Kui palju jäätmeid selliste mahtude juures tekib, võite isegi ette kujutada. Kui tuumaenergia puhul käideldakse jäätmeid kõrgete standardite alusel, siis taastuvenergialahenduste puhul sellega ei tegelda ega isegi nõuta seda.

Kõiki tuumajäätmeid pole vaja maha matta

Eestis elab umbes 1,3 miljonit inimest – mida me siis 1,3 miljoni telliskiviga aastas peale hakkame? Tegelikult kuulub iga tuumajaama planeerimise juurde jäätmekäitluskava välja töötamine, mis tähendab, et sellist varianti, et tuumajäätmetega pole midagi peale hakata, lihtsalt pole – jäätmed ei tohi hakata tekkima enne, kui pole kokku lepitud, mida nendega tulevikus tehakse. Erinevalt ülejäänud elektri- ja energiatööstusest vastutab tuumasektor kõigi oma jäätmete eest ja katab nendega seotud kulud ise.

Tuumajaama jäätmekäitluse logistika koosneb lihtsustatult kokku võttes kolmest osast: kasutatud kütuse hoiustamisest jaamas kasutatud kütuse basseinis, vaheladustusest ning lõppladustusest. Sellele võib lisanduda jäätmete ümbertöötlemine uueks tuumkütuseks või mõnel muul eesmärgil, näiteks jäätmete mahu vähendamiseks.

Teadlaste abiga on välja töötatud meetodid, kuidas käia ka kõrge radioaktiivsusega materjalidega ümber nii, et see käitlejale ega ümbritsevale keskkonnale ohtu ei kujutaks.

Pärast esmast hoiustamist tuumajaamas on kasutatud tuumkütuse radioaktiivsuse tase langenud piisavalt, et seda võiks hoiustada spetsiaalses vahelaos. Radioaktiivsed materjalid suletakse spetsiaalsesse varjestatud anumasse ning viiakse vahelattu, kus kiirgustase aastate jooksul veelgi alaneb.

Praegu hoiustatakse valdavat osa maailma kasutatud tuumkütusest just vaheladudes – tegemist on siiski väga väärtusliku ja ümbertöödeldava materjaliga, mida on võimalik taaskasutada teatud tüüpi tuumareaktorites. Umbes kümnendiku oma tuumkütusest taaskasutab Prantsusmaa MOX-kütusena.

Kuigi mõned riigid, eelkõige USA, käsitlevad kasutatud tuumkütust jäätmetena, saab enamikku kasutatud kütuses olevast materjalist ringlusse võtta. Umbes 97 protsenti sellest saab uuesti reaktorites kütusena kasutada. Tüüpiliselt võetakse taas ringlusse plutooniumi ja uraani, kuna neid elemente on võrdlemisi lihtne värske uraaniga segada, uued kütusevardad teha ja taas reaktorisse laadida.

Kasutatud tuumkütus pannakse ladustamiseks sellistesse kanistritesse.Foto: SKB

Riikides, nagu Saksamaal, Prantsusmaal, Jaapanis ja Belgias, on plutooniumi ringlussevõttu kasutatud elektri tootmiseks. Nii vähendatakse samal ajal ka jäätmete radioaktiivset jalajälge. Samuti on edukalt vähendatud tuumarelvade jaoks toodetud kõrgrikastatud uraani ja plutooniumi mahtu, tootes neist kommertsreaktorites elektrit. Üheks näiteks on USA ja Venemaa vahel sõlmitud nimekas projekt “Megatonnidest Megavattideks”.

Mida teha jäätmetega, mida ei anna ringlusse võtta?

Kõige viimaseks tuumajäätmete ladustamise etapiks on lõppladustus. Kuigi algsest tasemest oluliselt madalam, on kasutatud tuumkütuse radioaktiivsus elusorganismidele kahjulik veel väga pikka aega. Seetõttu tuleb välistada jäätmete kokkupuude biosfääriga väga pikaks ajaks – vähemalt sadadeks või  tuhandeteks aastateks, sõltuvalt materjalide koostisest ja ainete poolestusaegadest.

Kuna maakoore teatud osades on aluskivimid püsinud muutumatuna miljardeid aastaid ning on seda veel vähemalt sama kaua, siis on parim koht tuumjäätmetele sügaval maa all. Soomes paljandub kristalliinne aluskivim (rahvakeeli graniit) maapinnal, Eestis on see paarisaja meetri sügavusel settekivimite all.

Kristalliinsesse aluskorda lõppladustuse rajamine on käsil nii Soomes kui Rootsis – seal rajatakse hoidlad umbes 450 meetri sügavusele. Soomes ja Rootsis on suured tuumajaamad ja rohkem kasutatud kütust, seega sobib neile suurem lõpphoidla.

Eestisse sobib väiksem jaam. Kuna väiksemast jaamast väljub ka väiksem kogus kasutatud kütust, siis sobiks Eestile paremini väiksemamahuline jäätmekäitluslahendus – süvapuuraugud. Selle lahenduse eeliseks on väiksem aja- ja rahakulu ning veelgi suurem ohutuskindlus – sügavus maapinnast oleks ca 1500 meetrit ehk kolm korda sügavamal kui Soomes või Rootsis. Kuna suuri tunneleid poleks vaja rajada, oleks hoidla maksumus väiksem. Teatav lisakulu küll tuleks jäätmete ümbertöötlemisest ja mahu vähendamisest, kuid kokkuvõttes sobib selline lahendus juba niigi väikeste jäätmemahtude juures Eestile paremini.

Süvapuurimine on laialt levinud näiteks naftatööstuses, seega on vajalik tehnoloogia kui ka oskused selle kasutamiseks maailmas laialt levinud. Kindlasti aga tuleb mistahes lõpphoidla rajamise eel teha asukohapõhiseid uuringuid ja veenduda, et geoloogiliselt on tegu tõesti sobiliku kohaga, kus maa alla pandu võiks jääda ohutuks miljoniteks või miljarditeks aastateks. Eesti geoloogias on veel üks positiivne nähtus nimega “sinisavi” ehk 60-70 meetri paksune väga tihe savikiht, mis on püsinud sisuliselt muutumatuna sadu miljoneid aastaid ja sobib millegi paigal hoidmiseks ideaalselt.

USA ettevõte Deep Isolation on välja töötanud sobiva lahenduse ka tuumajäätmete lõppladustuseks, mille täpsemat tutvustust näed videost:

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Ära jää ilma päeva põnevamatest lugudest

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate olulisematest Geeniuse teemadest.