Radioaktiivisen päästön ennustaminen valmiustilanteessa

Abstract

Ydinvoimaloissa käytetään toiminnallisia syvyyssuuntaisia puolustustasoja ydinturvallisuuden varmistamiseksi. Puolustuksen viidennessä ja viimeisessä tasossa pyritään lieventämään vakavan onnettomuuden ympäristövaikutuksia ja väestöön kohdistuvaa säteilyaltistusta. Suojelutoimien onnistumisen kannalta on tärkeää pystyä arvioimaan etukäteen radioaktiivisen päästön suuruus ja ajankohta mahdollisimman tarkasti. Tässä diplomityössä on esitelty radioaktiivisen päästön suuruuteen ja ajankohtaan vaikuttavat ilmiöt sekä niihin liittyvät merkittävät epävarmuudet. Ydinvoimalaitosten turvallisuusjärjestelmien osalta tarkastelun kohteena ovat suomalaiset käynnissä olevat reaktorit Olkiluoto 1 & 2 sekä Loviisa 1 & 2. Kaikissa Suomen laitoksissa on käytössä vakavan onnettomuuden hallintaan soveltuvia järjestelmiä ja toimintoja. Työssä etsittiin tietoa eri maiden radioaktiivisen päästön ennustamiseen käytettävistä ohjelmista. Eri mailla on eri toimintaperiaatteilla ja laajuuksilla toimivia ohjelmia. Osassa työkaluja käytetään ennalta laskettuja tuloksia ja osassa onnettomuustilanteet lasketaan onnettomuuden aikana. Lisäksi lähivuosina Euroopassa on tavoitteena kehittää yhteistyömaille yhteisiä valmiuskäyttöön soveltuvia ohjelmia. Työssä kehitettiin uusi valmiustyökalu Säteilyturvakeskuksen käyttöön Microsoft Excelin VBAohjelmoinnin avulla. Valmiustyökalu hyödyntää etukäteen laskettujen todennäköisyyspohjaisten analyysien onnettomuussekvenssejä. Tällöin valmiustilanteessa laitoksen tilanteen kehittymistä on mahdollista arvioida suojarakennuksen toimintakyvyn perusteella. Valmiustyökalu pyrittiin kehittämään mahdollisimman helppokäyttöiseksi ja helposti päivitettäväksi.

Defence in depth levels are used in nuclear power plants to ensure nuclear safety. The fifth and last level of defence consists of mitigating severe accidents’ environmental impacts and radiation exposure on the population. For the protective actions to succeed it is important to be able to predict the amount and timing of the radiological release as accurately as possible. In this Master’s thesis the timing and magnitude of radiological releases as well as the involved uncertainties are introduced. The nuclear power plant safety systems are examined for Finland’s current operating reactors Olkiluoto 1 & 2 and Loviisa 1 & 2. All the operating plants have systems for severe accident management. In the work information was gathered about computational tools in different countries which are used to predict a radiological release. The computational tools in different countries have different operating principles and scales. Some computational tools use pre-calculated results and other tools calculate the accident scenario during the accident. Furthermore, there is an aim to develop common computational tools for European countries in the next few years. In the work a new tool for emergency situations was developed for Finland’s Radiation and Nuclear Safety Authority using Microsoft Excel’s built-in VBA-programming. The tool utilizes precalculated results from probabilistic risk assessments’ accident sequences. Then in an emergency situation it is possible to estimate the progression of the plant’s state by assessing the state of the containment. The tool was developed to be as user-friendly and easily updatable as possible.