Suomen ydinvoimalaitosten vuosittaiset radioaktiiviset päästöt ja niiden syyt

Abstract

Ydinvoimaloissa syntyy normaalin toiminnan seurauksena radioaktiivisia nuklideja. Tällaiset nuklidit on jaettu kolmeen kategoriaan syntytapansa mukaan. Nuklideja voi syntyä suoraan fissiossa atomien hajotessa. Nuklideja voi myös syntyä, kun rakenteissa ja jäähdytteessä olevat aineet aktivoituvat. Uraania raskaampia nuklideja syntyy U-238:n neutronikaappauksissa. Kaikki ydinvoimaloissa syntyvät radioaktiiviset päästöt tulee käsitellä ja hävittää asianmukaisesti joko ilma- tai vesiteitse. Ennen kuin päästöt voidaan laskea ulos laitokselta, ne mitataan, puhdistetaan ja viivästetään. Kansainvälisen atomienergiajärjestön (IAEA) mukaan ilmapäästöt jaetaan aerosoleihin, jodi-isotooppeihin sekä jalokaasuihin ja vesipäästöt tritiumiin ja gamma-aktiivisiin nuklideihin.

Tässä työssä tutkittiin Suomen ydinvoimalaitosten vuosittaisia radioaktiivisia päästöjä sekä niiden syitä. Tutkimus suoritettiin laatimalla päästökuvaajia kahdesta päästöaineistosta: Euroopan Unionin Radioactive Discharges Database -tietokannasta (RADD) ja Tilastokeskukselta. Päästöaineistot kattavat vuodet 1980–2024. Kuvaajissa esiintyviä trendejä tulkittiin julkisten aineistojen avulla.

Tarkastelujakson aikana lähes kaikkien nuklidien päästömäärissä on näkyvissä laskeva trendi. Päästöjen vähentymisen syitä ovat muuan muassa polttoaineen eheyden parantuminen, laitosten modernisoinnit, jäähdytteen vesikemian muutokset sekä jätteiden käsittely- ja puhdistusmenetelmien kehittyminen. Yksittäisinä vuosina esiintyvien päästöpiikkien takana on usein polttoaineen tai poistokaasujen vuotoja, reaktorin käyttötilan vaihteluja tai jätevesien suunniteltuja poistoja. Tritiumin (H-3) ja radiohiilen (C-14) päästöt eroavat muiden nuklidien päästötrendeistä, sillä niissä ei ole näkyvissä selkeää laskua. Syynä on kummankin päästömäärien riippuminen laitosten energiantuotannosta.

Radioactive nuclides are produced in nuclear power plants because of normal operation. These nuclides can be divided into three categories according to their formation mechanisms. Some nuclides can be produced directly in nuclear fission. Nuclides can also be formed when materials present in structures and coolant become activated. Nuclides that are heavier than uranium are produced through neutron capture in U-238. Radioactive discharges generated in nuclear power plants must be properly treated and disposed of through airborne or liquid pathways. Before radioactive discharges can be released from the plant, they are measured, purified, and delayed. According to the International Atomic Energy Agency (IAEA), airborne discharges are divided into aerosols, iodine isotopes, and noble gases, and liquid discharges are divided into tritium and gamma-active nuclides.

This study investigates the annual radioactive discharges from Finnish nuclear power plants and their causes. The study was carried out by creating discharge graphs from two data sets: the European Union Radioactive Discharges Database (RADD) and Statistics Finland. The data sets cover the years 1980–2024. Trends in the graphs were interpreted using public data.

During the analysis period, there is a decreasing trend in the discharge levels of almost all nuclides. Reasons for the decreasing trend include improvements in fuel integrity, plant modernizations, changes in the water chemistry of the coolant, and the development of waste treatment and purification methods. Discharge peaks occurring in individual years are often associated with fuel leaks or off-gas leaks, changes in reactor operating conditions, or planned releases of liquid waste. The discharge trends of tritium (H-3) and carbon (C-14) differ from trends of the other nuclides, as no clear decreasing trend can be observed. This is because the discharge amounts of both nuclides are dependent on the energy production of the plants.