käytetyt polttoainesauvat tuottavat lämpöä vielä 30-50vuotta ja ovat säilytettävinä välivarastoissaan vesialtaissa.
ja se kysymys, itä sauvoissa tapahtuu kun ne tuottavat lämpöä, jatkuuko ydinreaktio ja missä määrin?
ja se kysymys, itä sauvoissa tapahtuu kun ne tuottavat lämpöä, jatkuuko ydinreaktio ja missä määrin?
Vastaukset 10
Vanhimmat
Sauvat tuottavat lämpöä vielä tuhansia vuosia vähitellen jäähtyen. Fissioreaktio ei enää juuri jatku sen jälkeen kun ydinvoimala on pysäytetty. Lämpö tulee muusta radioaktiivisesta hajoamisesta, lähinnä beeta- ja alfahajoamisesta.
Kokematta itseäni asiantuntijaksi vastaan jotain:
Käytetyn ydinpolttoaineen tuottama lämpö on luonnollisesta radioaktiivisesta hajoamisesta johtuvaa, jota tapahtuu kaiken aikaa luonnossakin, mm. uraanin radioaktiivisessa hajoamisessa. Lämmön suuri määrä ja pitkäaikaisuus johtuu radioaktiivisten aineiden (oikeammin ehkä fissiivisten aineiden) korkeasta radioaktiivisuudesta ja pitkästä puoliintumisajasta /1/.
STUK sanoo asiasta näin:
"Jälkilämmön teho pienenee ajan kuluessa, kun radioaktiivisten fissiotuotteiden määrä hajoamisen seurauksena vähenee. Jälkilämmön poisto reaktorisydämestä pitää järjestää luotettavasti. Jäähdytyksen menetys johtaisi nopeasti polttoaineen sulamiseen, jolloin suuria määriä radioaktiivisia fissiotuotteita voisi vapautua suojarakennukseen ja pahimmassa tapauksessa myös ympäristöön."
http://www.stuk.fi/ydinturvallisuus/ydinvoimalaitokset/ydinvoimalaitoksen_toiminta/sahkontuotanto/fi_FI/jalkilampo/
/1/ "Puoliintumisaika:
Aika, jonka kuluessa radioaktiivisen aineen määrä vähenee puoleen radioaktiivisen hajoamisen seurauksena eli puolet aineesta muuttuu muuksi aineeksi. Jokaisella radioaktiivisella aineella on sille ominainen puoliintumisaika."
http://www.stuk.fi/sateilytietoa/sanasto/fi_FI/sanasto4/_print/
Täydennys: vastaus koski nimenomaan kysymyyksen mukaista tilannetta, vaikka STUKin vastaus koski reaktorin tilannetta reaktion pysäyttämisen jälkeen. Jälkilämmön osalta tilanne on molemmsissa tapauksessa sama, mutta tietenkään välivarastossa oleva käytetty ydinpolttoaine ei vaikuta reaktorin toimintaan millään tavoin.
Tuo lämmöntuotto vähenee aika nopeasti ajan myötä. Jos tarkastellaan lämmöntuottoa muutama sata kiloa painavasta käytetystä polttoainenipusta (noin 200 kg uraania), saadaan seuraava aikasarja:
* yksi päivä sen jälkeen, kun fissioketjureaktio on lakannut, on lämmöntuotto noin 60 kW
* yhden vuoden päästä lämmöntuotto on noin 2 kW
* 30 vuoden päästä lämmöntuotto on noin 0,2 kW
* 100 vuoden päästä lämmöntuotto on noin 0,06 kW
* 1000 vuoden päästä on lämmöntuotto noin 0,01 kW.
Siten tuo lämmöntuotto on merkittävä riskitekijä vain ensimmäisten vuosien ajan. Toki se täytyy ottaa huomioon myös loppusijoituksessa ja "hajasijoittaa" polttoainekapselit niin ettei lämpö kalliossa nouse liiaksi.
Yritin etsiä noita jäähtymisaikatietoja, mutta en ehtinyt kiireissäni. Mistä sait ne?
Posiva työraportti 2005-71 http://www.posiva.fi/tietopankki/tyoraportit?cd_year=2005&cd_order=col_report_number&cd_list=Listaa
Suuret kiitokset! Näkyy siellä olevan paljon muutakin kiinnostavaa.
Käytetynpolttoaineen loppusijoituksessa ei kapselin pintalämpötila saa ylittää 100 celsius astetta. Koska Bentoniitti saven ja kallion lämmöjohtavuus on verrattain alhaista muodostuu kapselin maksimaalliseksi lämmöntuotoksi 1700W (OL3-polttoaine). nykyisellä 45MWd/kgU palamalla tämä edellyttää 40-50 vuoden jäähdytystä ennen loppusijoitusta. Palaman taloudellinen optimi olisi hiemna suurempi, jolloin jäähdytysaika olisi noin 60 vuotta.
Polttoaine tuottaa lämpö periaatteessa ikuisesti, mutta kuten yllä sanottu parissa sadassa vuodessa vuodessa sen lämmöntuotto alkaa olemaan merkityksetöntä.
Vertailuna voidaan todeta että Ranskassa jälleenkäsittelyjätteen terminen(lämpöätuottava) vaihe kestää noin 1000-2000 vuotta. Tälle ajalle on mitoitettu teräskuoren kestävyys.
Kiitos asiallisista vastauksista. Entäs uudet, siis käyttämättömät polttoainesauvat/niput, tapahtuuko niissäkin radioaktiivista hajoamista/lämmöntuottoa?
Ne sisältävät uraania, esim. Olkiluodon laitoksen yhdessä polttoainenipussa sitä on noin 180 kg. Sen vuoksi siinä on aktiivisuutta muutama GBq. Tuo aktiivisuus on kuitenkin pääasiassa alfasäteilyä, joka ei läpäise poltooainesauvoja. Siksi säteilytaso on suhteellisen matala ja polttoainenipun vieressä voidaan oleskella lyhhytaikaisesti. Lämmönkehitys ei ole merkittävää.