Möödunud kuul teatas Eesti esimese tuumajaama projekti arendav Fermi Energia, et alustab ehitusgeoloogilisi uuringuid võimaliku väikereaktori ühes potentsiaalses asukohas Viru-Nigula vallas. See pole aga kaugeltki esimene ega ainus uuring, mis tuleb teha, enne kui unistus kohalikust tuumaenergiast tegelikkuseks saab.

“Tuumaenergia kasutuselevõtt ei toimu üleöö. Sellele eelneb pikk ettevalmistusperiood, mille käigus tuleb teha kindlaks, kas tuumaenergia näol on tegemist Eestile sobiliku valikuga, kas jaama ehituseks leidub sobivat asukohta ning kas ehitus ja hilisem käitamine on teostatav ja jõukohane,” selgitab Fermi Energia rajamisprogrammi juht Teet Nurmeoja. Samuti tuleb läbi analüüsida kõikvõimalikud kaasuvad mõjud — keskkonnale, majandusele, välissuhetele, kohalikule arengule, teadussektorile jne.

Fermi Energia uuringukava lähtub IAEA “Teetähiste lähenemisest”. Tuumaenergia kasutamise kaalumine ja hilisem vajaliku infrastruktuuri arendus läbib enne jaama valmimist ja tööle hakkamist mitu etappi, mis senise kogemuse põhjal võtab aega umbes 10–15 aastat. Tänase parima teadmise järgi on väikereaktori kasutuselevõtt Eestis teostatav aastaks 2031.

Kuhu tuumajaam ehitada?

Tuumajaama on mõtet planeerida ainult sinna, kus see saab toimida ohutult ja ümbritsevat võimalikult vähe mõjutades. Samuti on asukohtade valikul mõistlik välistada sobimatud. Tuumajaama asukoha valikul tuleb hinnata kõiki faktoreid tervikuna, et oleks võimalik tagada nii jaama ohutus kui ka minimaalne mõju ümbritsevale, sealhulgas nii inimestele kui looduskeskkonnale.

“Tuumajaama ei ole mõistlik ehitada üleujutusohtlikele aladele, pankrannikule, suurte linnade külje alla, looduskaitsealale, suurtest ülekandeliinidest või jahutusveest väga kaugele, ega ka kohta, kus geoloogia seda ei soosi. Oluliseks faktoriks on ka kohaliku kogukonna mõistev suhtumine ja toetus – ilma selleta pole demokraatlikus riigis asjade ajamine mõeldav,” selgitab Nurmeoja.

Väikese moodulreaktori (VMR) asukoha eeluuring näitas, et Eestis on mitu piirkonda, kus leidub sobivaid asukohti väikse moodulreaktori rajamiseks. Parimad neist asetsevad Põhja-Eesti rannikul Tallinnast idas.

Kas tuumajaam tasub ennast nii väikeses riigis ära?

VMR tuumajaama majanduslikku mõju Eestile uuris 2019. aastal Tartu Ülikooli sotsiaalteaduslike rakendusuuringute keskus. Eeldusteks uuringule oli Fermi Energia poolt edastatud, reaktoritootjate ja teiste koostööpartnerite esitatud ja inseneribüroo Tractebel valideeritud lähteandmed.

Eeltasuvusuuringu põhijäreldused olid, et tuumajaama projekt tooks kaasa:

• üle 300 miljoni euro väärtuses Eestist hangitavaid kaupu ja teenuseid (ehitustegevus, betooni ja võimalik, et osaliselt ka teraskomponentide tootmine);
• 100 miljonit eurot otsest maksutulu reaktori valmimiseni (põhiliselt tööjõumaksud);
• aastas 130–150 miljoni euro jagu elektri impordi vältimist (elektri börsihinna 53 €/MWh – 60 €/MWh ja tootmishinna 40 €/MWh puhul);
• majanduse elavnemise elektrijaama ümbruses ning lähemal asuvates asulates;
• omanikele esimestel aastatel 32–50 miljonit eurot kasumit (eeldatavasti laenu tagasimaksmiseks). Sama tootmishinna ja elektri börsihinna puhul oleks kasum pärast kogu laenu tagasimaksmist 60–78 miljonit eurot aastas;
• võimaluse täiendavate investeeringute ja kõrge lisandväärtusega tööstuse meelitamiseks tuumaelektrijaama lähedusse (võrguhooldustasuta elekter otseliiniga tarbijatele);
• tuuleenergiale sarnaste KHG heitmemahtudega PÕXIT strateegia, aga võimaldab stabiilset varustuskindlust.

Millised on mõjud keskkonnale?

Keskkonnamõjude täpsem hindamine toimub keskkonnamõjude strateegilise hindamise (KSH) raames ning lähtub asukoha tingimustest. Mittelokaalseid mõjusid saab tuletada maailma praktikast tuumajaamade ehitusel ja käitamisel.

“Igasuguse inimtegevusega kaasneb ümbritsevale mingi mõju, nii ka tuumajaamade puhul. Peamiseks pidevaks keskkonnamõjuks võiks tuumajaamade puhul lugeda auruturbiini auru jahutamist,” sõnab Nurmeoja. Kesk-Euroopas on see sisemaal lahendatud kuni 200 meetri kõrguste jahutustornide ehk gradiiridega, merede ääres mereveega. See jahutusfunktsioon on sama kõigil kondensatsioonielektrijaamadel. Narva elektrijaamades jahutatakse turbiiniauru Narva jõe veega.

“Tuumajaam ise ei ole looduslikust kiirgusfoonist radioaktiivsem,” selgitab Fermi Energia rajamisprogrammi juht. Kogu tuumkütusest lähtuv kiirgus on varjestatud nii jahutusvee, reaktori surveanuma kui betooniga. Soome tuumajaamade ümbruses on tehtud põhjalikke mõõtmisi ning pole tuvastatud märgatavat kiirgustaseme tõusu. “Võrreldes põlevkivijaamade ja hakkepuidu põletuse heitmetega, on nii suurte kui ka väikese tuumajaama mõju keskkonnale palju väiksem,” märgib Nurmeoja.

Oluline keskkonnamõju on kasutatud tuumkütuse õigel käitlusel.

Mille järgi valida õige tehnoloogia?

Maailmas on arendamisel ca 50 erinevat väikese moodulreaktori mudelit. “Eestisse sobivaima tehnoloogia leidmiseks uurime lähemalt tehnoloogiaid, mille realiseerumine on tõenäolisem ning mis sobivad Eestile tõenäoliselt kõige paremini. Praktikas tähendab see, et valida saab vaid tehnoloogia, mis on end juba USA-s, Suurbritannias või Kanadas tõestanud ning mille kohta on olemas usaldusväärsed andmed, mis kinnitavad, et tegu on tõhusa, ökonoomse, ohutu ja toimiva tarnelogistikaga tehnoloogiaga, mille järelevalveks on loodaval regulaatoril võimekus,” selgitab Nurmeoja.

Referentstehnoloogiaks on GE Hitachi BWRX-300, mille tutvustust näed videost. Hindamisel olevate tehnoloogiate kirjeldused leiad siit.

Mis saab pärast radioaktiivsetest jäätmetest?

Iga tuumajaama planeerimise juurde kuulub ka jäätmekäitluskava välja töötamine. “Jäätmekäitlus on osa jaama kütusetsüklist,” kinnitab Nurmeoja.

Rajamisprogrammi juhi sõnul on kasutatud tuumkütuse eripäraks kõrge radioaktiivsuse tase. Radioaktiivsus on nähtamatu, aga mitte tundmatu – sajandi jooksul on seda põhjalikult uuritud ning välja töötatud normid ja töömeetodid radioaktiivsete materjalidega ümber käimiseks nii, et see käitlejale ega ümbritsevale keskkonnale ohtu ei kujuta.

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

Kasutatud tuumkütuse koostud tõstetakse reaktorist välja ning asetatakse reaktori kõrval olevasse veega täidetud basseini. Reaktor asub kogu aeg veega täidetud ruumis ning selle kohal on vett piisavalt, et kütusevarda saaks välja tõsta ja jahutusbasseini asetada ilma, et sellest lähtuv kiirgus kedagi ohustaks.

Kasutatud tuumkütuse radioaktiivsuse tase on reaktorist välja võttes suhteliselt kõrge, kuid langeb kiiresti. Selle aja jooksul on kõige ohutum ja praktilisem lasta kasutatud kütusevarrastel “jahtuda” enne edasist käitlust.

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.

Kõige viimaseks tuumajäätmete ladustamise etapiks on lõppladustus. “Kuigi algsest tasemest oluliselt madalam, on kasutatud tuumkütuse radioaktiivsus elusorganismidele kahjulik veel väga pikka aega,” sõnab Nurmeoja. 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 tuumajäätmetele sügaval maa all. “Soomes paljandub graniit maapinnal, Eestis on see paarisaja meetri sügavusel settekivimite all,” märgib rajamisprogrammi juht.

Erinevalt Soomest ja Rootsist, kus tuumajäätmeid tekib rohkem, sobiks Eestile paremini väiksemamahuline jäätmekäitluslahendus – süvapuuraugud. Süvapuurimine on laialt levinud näiteks naftatööstuses, seega on nii vajalik tehnoloogia kui ka oskused selle kasutamiseks maailmas laialt levinud. USA ettevõte Deep Isolation on välja töötanud sobiva lahenduse ka tuumajäätmete lõppladustuseks, mille täpsemat tutvustust näed videost:

Seda, millistel tingimustel ja kuhu Eestis süvapuurauk-tehnoloogial põhinevat lõppladustust rajada, on uurinud Deep Isolation koostöös inseneribürooga Steiger. 

Ja kuidas me teame, et see kõik on täiesti ohutu?

Iga elektrijaam, nii ka tuumajaam, on tööstuslik keskkond, mis nõuab korralikku ohutuskultuuri, st sobivaid ohutusnõudeid ja nendest kinni pidamist. “Korra ja puhtuse hoidmine tuumajaamas on elementaarne,” sõnab Nurmeoja.

“Kuna tuumkütuse energiatihedus on võrreldes traditsiooniliste põlevkütustega väga suur, siis loomulikult nõuab tuumkütusega seotu erilisi ohutusnõudeid nii materjalide käsitlemisel, töötlemisel, transpordil kui ka tuumareaktoris kasutades,” toonitab tuumajaama rajamisprogrammi juht.

Näide reaktori ohutussüsteemidest.

Suurima võimaliku kahjuga riskiks tuumajaamas on reaktorituuma sulamine. Selline juhtum on potentsiaalselt ohtlik nii inimestele kui keskkonnale, seepärast on tuumaohutuse tagamisel iseenesestmõistetav, et reaktorituuma sulamise tõenäosus on uute reaktoridisainide puhul tehtud praktiliselt võimatuks. Seda tehakse nii täiendava jahutuse, mitmekordsete avariisüsteemide, reaktori ehituse muutmise kui ka väiksema tuumkütuse koguse abil.

Siiski tuleb ka väga ebatõenäoliste juhuste tõenäosus välja arvutada – kui vanematel tuumajaamadel oli selleks mitte rohkem kui üks kord 10 000 reaktoriaasta jooksul, siis uute reaktorite puhul hinnatakse reaktorituuma sulamist juba isegi mitte tõenäolisemaks kui kord miljoni või lausa miljardi reaktoriaasta jooksul. Teatud tehnoloogiate puhul aga on tuuma sulamine juba füüsikaliselt võimatu.

“Eestisse rajamiseks kaalume vaid passiivseid ohutussüsteeme kasutavaid tehnoloogiaid,” kinnitab Nurmeoja. See tähendab, et reaktori ohutuse tagavad füüsikaseadused (vabakonvektsioon, gravitatsioon jne) ning inimese sekkumine ega välise elektrienergia olemasolu pole vajalik. “Reaktori jahutus ei sõltu sellisel juhul näiteks pumpadest, mis vajavad elektrit,” lisab rajamisprogrammi juht. Väikereaktorite ohutusparameetritest saab ülevaate siit.

Iga elektrijaama juurde kuulub avariiplaneerimisala. Kui suurtel tuumajaamadel võib nende raadius ulatuda paarikümne kilomeetrini, siis tulenevalt väiksemast tuumkütuse hulgast võivad väikeste moodulreaktorite avariiplaneerimisalad mahtuda isegi jaama territooriumi piiresse. Vastava eeluuringu on teinud KBFI.

“Enne jaama ehitama asumist tuleb aga teha veel hulgaliselt uuringuid, mis puudutavad tehnoloogiat ja erinevaid tarneahelaid, jäätmelahendusi, jaama füüsilise turvalisuse tagamist, keskkonnamõjusid, jahutuslahendusi, seadusandlust ja sellele tuginevat kontrolli jaama töö üle, samuti jaama rajamisega seonduvat taristut ja mõju piirkonna arengule laiemalt,” sõnab Fermi Energia rajamisprogrammi juht.

Keskkonnaministeeriumi juhitud vabariigi valitsuse tuumaenergia töörühm on koostamas 19 põhivaldkonna hindamise raportit, mis annabki ülevaate, millises seisus on Eesti valmisolek tuumaenergia kasutuselevõtuks ning millistes küsimustes tuleb enne lõplikku jaama rajamise otsust veel selgusele jõuda.

Veelgi täpsema ülevaate tehtud ja avaldatud uuringutest saab siit.