Pienet, modulaariset ydinvoimalat

- REPPUKOKOINEN YDINVOIMALA -


PIENI, modulaarinen ydinvoimala (englanninkielinen lyhenne SMR, small mudular reactors) tarkoittaa reaktoria, jonka sähköteho on tyypillisesti 300 megawattia tai yli. Vertaiskohteena Vasta valmistuneessa Olkiluoto 3:ssa sähköteho 1600mW. Tällaiset pienydinvoimalat ovat melko pieniä, ja niitä olisikin tarkoitus valmistaa tehtaissa ja sitten lähes valmiina moduulina kuljettaa sen sijoituspaikalle. Tällä pyrittäisiin ydinvoimaloiden halvempiin rakennuskustannuksiin ja lyhyempiin rakennusaikoihin. 


Merkittävin toimintaperiaate on kuitenkin sama kuin isommillakin ydinvoimaloilla. Mutta siitä myöhemmin lisää.


Pienydinvoimalat ovat keskeinen osa tavoitetta kehittää turvallisia, puhtaita ja edullisia ydinvoimavaihtoehtoja. Ne kuuluvat valtavalla tahdilla kehittyvien teknologioiden piiriin. Yhdysvalloissa teknologia on kehittynyt merkittävimmin ja sen kehittämiseen ja tutkimiseen on käytetty paljon rahaa. 


Pienydinvoimalaa voidaan käyttää joko sähkön tai lämmön tuotantoon. Lämmöntuotannossa käytössä olevat pienydinvoimalat tulisi sijoittaa mahdollisimman lähelle asutusta, hukkalämmön minimalisoidessa. Muuten sen sijainnilla ei käytännössä ole väliä. Tietysti aina sähkönsiirto tuottaa ylimääräisi kustannuksia, jos se olisi voitu välttää. Pienydinvoimalaa voidaan käyttää myös suolanpoistoon tai tai muuhun teolliseen käyttöön.


Pienydinvoimalan koko on keskimäärin pienen tehdas rakennuksen koon luokkaa. On kuitenkin suunniteltu, että niitä voitaisiin sijoittaa osin maan alle (ks. kuva alta).


GE Hitachin PRISM-desing // GE Hitachi


PIENYDINVOIMALAN etuja on aikaisemmin mainittujen lisäksi on esimerkiksi se, että se omaa suhteellisen pienen hiilijalanjäljen; madaltaa pääomasijoitusta; ja antaa mahdollisuuden sijoittaa paikkaan, johon suurempi, perinteinen ydinvoimala ei mahtuisi. 


Tällä hetkellä meidän nykyiset ydinvoimalamme jälkilämmöksi kutsuttua ketjureaktiosta peräisin olevaa lämpöä. Sitä syntyy vielä reaktorin sammuttamisenkin jälkeen. Siispä tärkeässä roolissa ydinvoimaloissa on niiden jäähdytys. Useimmissa tapauksissa jäähdytys toimii sähköisesti eräänlaisilla jäähdytysjärjestelmillä. 

Kuten olettaa saattaa, pienreaktoreissa tämä lämpö ja jälkilämpö ovat huomattavasti pienemmät, kuin isoissa ydinvoimaloissavoimaloissa. Pienempi kokoisiin ydinvoimaloihin on luonnollisesti helpompi suunnitella jäähdytysjärjestelmä. Pienreaktoreihin onkin sovellettu passiivisia jäähdytysjärjestelmiä, joilla lämpö saadaan poistettua reaktorista, vaikka jos sähköt katkeaisivat ja varageneraattori ei toimisi. Tällöin työturvallisuuden taso nousee ja reaktoreista voidaan suunnitella yksinkertaisempia.


Pienydinvoimaloita ei ole vielä kaupallistettu, mutta kuten aikaisemmin oli puhetta niitä tutkitaan ja kehitetään valtavalla nopeudella. Ratkaistavana on laillisuus ja niiden säätely, sillä ainakin Suomessa lait, asetukset ja säteilyturvakeskuksen säännöt on tehty suurille ydinvoimaloille. Siksi tällä hetkellä säteilyturvakeskus yhdessä päättäjien kanssa käy keskustelua siitä, miten lainsäädäntöä voitaisiin sovittaa pienydinvoimaloihin. Myös muualla maailmalla monissa maissa ydinvoimalaki säätelee sitä.


(suomennettu) "SMR-teknologian ja mahdollisten sen käyttöönottoskenaarioiden monimuotoisuus herättää kysymyksiä olemassa olevien kansainvälisten oikeudellisten puitteiden soveltuvuudesta ydinteknologian turvalliseen käyttöön sekä lainsäädäntö- ja sääntelykehykseen, jolla tällaiset uuden sukupolven ydinvoimalat pannaan täytäntöön kansallisella tasolla", kirjoittaa International Atomic Energy Agency (IAEA).


VOISIN olettaa, että mikäli lainsäädäntö saadaan kuntoon, (mikä kyllä varmasti aikanaan saadaan) esimerkiksi kaikissa Suomen suurissa kaupungeissa voisi olla oma ydinvoimalansa. Näin tietenkin kuluttajan näkökulmasta tämähän on oikein hyvä juttu - sähkön siirtohinta laskisi tässä tapauksessa!


Tässä valossa vaikuttaa aika ongelmattomalta tavalta tuottaa energiaa, eikö? Tähän kun saisi vielä aikaisemmin käsitellyn sulasuolareaktorin yhdistettyä. Itse asiassa ydinsukellusveneiden se itse polttoainetuotanto toimii juurikin SMR-tekniikalla, mutta ilman MSR-reaktoria. Sulasuolareaktoria hyödyntänen ei SMR-voimalaa ole siis vielä rakennettu, mutta kaikki on mahdollista.


Maailman suurin ydinsukellusvene Dmitri Donskoi Suomenlahdella.