Ydinvoiman tulevaisuus
VAIN vähän aikaa sitten Yhdysvalloissa oltiin ydinvoiman suhteen hehkuvan, melkeinpä hillittömän optimistisia. Atomia pidettiin rajattoman, halvan energian lähteenä. Mutta optimismi on nyt jonkin verran viilentynyt. Vuoden 1971 syyskuussa pidetyssä atomienergian rauhanomaista käyttöä käsitelleessä neljännessä kansainvälisessä konferenssissa eräs puhuja esitti, että on olemassa ”ennalta aavistamattomia ja epämiellyttäviä sivuvaikutuksia”.
Yhdysvaltalaisten suojelemiseksi vahingollisilta ”sivuvaikutuksilta” hyväksyttiin 1. tammikuuta 1970 kansallinen ympäristönsuojelulaki. Sen mukaan on hallituksen viraston valmistettava ja julkistettava lausunto, jossa selitetään suunnitellun uuden projektin mahdolliset ympäristöön kohdistuvat haittavaikutukset. Yhdysvaltain atomienergiakomissiota (AEC) syytettiin kuitenkin siitä, että se ei valvomissaan projekteissa noudattanut ympäristön turvaamista koskevia ohjeita ja piti siten ympäristönsuojelulakia ”pilkkanaan”.
Yhdysvaltain liittovaltion tuomioistuin totesi 23. heinäkuuta 1971 tekemässään ratkaisevassa päätöksessä syytteen oikeaksi. Niinpä AEC:tä vaadittiin tarkastamaan uudelleen luvat ja lisenssit, jotka se jo oli myöntänyt kymmenille rakenteilla oleville ydinvoimalaitoksille ja muutamille, jotka olivat äskettäin alkaneet toimia. Atomienergiakomission jäsen Wilfred E. Johnson huomautti joulukuussa 1971, että voisi viedä vuoden verran, ennen kuin kaikki ratkaisua odottavat luvat olisi tarkastettu uudelleen.
Viivytys ja sen seuraukset
Tämän tähden sähkön saaminen ydinvoimaloista on huomattavasti viivästynyt. Huhtikuusta 1971 lähtien AEC ei ollut kokonaiseen vuoteen myöntänyt täyttä toimintalupaa millekään yhdysvaltalaiselle ydinvoimalalle! Joitakin sähkölaitoksia kehotettiin jopa osittain keskeyttämään ydinvoimaloittensa rakennustyöt, kunnes täydellinen tutkimus olisi voitu tehdä. Nämä viivytykset ovat pahentaneet voimakriisiä, sillä uusia sähkövoimaloita tarvitaan kipeästi.
Maaliskuun 16. päivänä 1972 AEC:n puheenjohtaja kiirehti Yhdysvaltain kongressia muuttamaan lakia väliaikaisesti, jotta seisauksissa olevat ydinvoimalat saataisiin käyntiin. Merkitseekö tämä sitä, että ihmisten terveys ja turvallisuus voitaisiin uhrata sähköntarpeen tasalla pysymiseksi? Voivatko kansalaiset olla varmoja siitä, ettei epäluotettavia ydinreaktoreita pyritä saamaan käyttöön keskeneräisinä? Jotkut pelkäävät, että siitä ei ole varmuutta. Mutta on myös jotakin muuta, joka on vielä huolestuttavampaa.
Jotkut kysyvät: entä jos muutaman vuoden kuluttua havaittaisiin, että ydinreaktoreista vapautuva säteily on vahingollista ihmisille, kuten jotkut huomattavat tiedemiehet ovat sanoneet sen olevan? Siihen mennessä tuotetaan ehkä suuri osa sähkövoimasta atomeja halkaisemalla (fissiomenetelmä). Mitä ihmiskunta tekisi? Sulkisiko se ydinvoimalat ja pysäyttäisi nykyaikaisen elämäntavan, joka perustuu sähkövoiman kulutukseen? Vai hyväksyisivätkö ihmiset säteilyn aiheuttaman syöpävitsauksen sähköstä maksettavana hintana? Sellainen tulevaisuudennäkymä on todella epämiellyttävä, kuten eräs kirjoittaja mainitsi New York Times -lehdessä tammikuussa 1972:
”Yhdysvalloilla, Euroopalla, Neuvostoliitolla ja Japanilla on muuan tottumus. Ne ovat runsaan energian piintyneitä käyttäjiä ja siemaisevat suihinsa suuret määrät fossiilipolttoaineita. Kun fossiilipolttoainevarat loppuvat, ne ryhtyvät tottumustaan ylläpitääkseen (ydinvoiman välityksellä) vaaralliseen uhkapeliin, jonka panoksena on biosfäärin tuleva terveys.”
Ydinvoiman tulevaisuuden yllä leijuu vielä yksi aivan erilainen pilvi.
Polttoaine loppuu
Nykyinen ydinreaktori käyttää hyväkseen uraania hyvin tehottomasti. Se käyttää vain noin yhden prosentin uraanin energiasisällöstä voiman tuottamiseen. Seurauksena on, että uraani-isotooppi-235, jota käytetään ydinpolttoaineena, hupenee nopeasti. Viime vuoden helmikuun Science Digest -lehti huomautti siitä: ”Tavalliset ydinvoimalat kuluttavat saatavissa olevan uraanin niin nopeasti, että vuoteen 1980 mennessä me luultavasti kaavimme pohjaa.”
Yhdysvaltain atomienergiakomission jäsen Robert Nininger ilmaisi äskettäin seuraavan pahaenteisen näkemyksen: ”Asiat saattaisivat hitaasti johtaa pyörien pysähtymiseen, ellemme voi saada uraania ulkomailta. Matemaattisesti arvioiden se voisi loppua meiltä noin vuonna 1982.” Toisten arvioiden mukaan varastot voisivat riittää hieman kauemmin.
Mitä tämä merkitsee? Kaikkia näitä ydinvoimaloita ei varmastikaan suunnitella ja rakenneta tietoisina siitä, että ydinfissioon perustuva koko voimantuottojärjestelmä voisi pian pysähtyä. Miten tämä ongelma uskotaan ratkaistavan? Lisääkö vai vähentääkö se ihmistä mahdollisesti uhkaavia vaaroja?
Erilainen reaktori
Nopeaa hyötöreaktoria pidetään nyt uraanipulan ratkaisuna. Peter Mummery, Pohjois-Skotlannissa sijaitsevan reaktorinkehityskeskuksen johtaja, sanoi hyötöreaktoreista: ”Käytämme kaikki rahamme niihin.” Yhdysvallat on ottanut samanlaisen kannan.
Presidentti Nixon vakuutti kesäkuun 4. päivänä 1971 kongressille energiakriisistä pitämässään puheessa: ”Parhaimmat toiveemme kansakunnan taloudellisen, puhtaan energian kasvavan tarpeen täyttämiseksi kohdistuvat nykyään nopeaan hyötöreaktoriin.” Presidentti pyysi kongressia myöntämään 2000000000 dollaria (7,8 mrd. mk) liittovaltion varoista seuraavina kymmenenä vuotena kaupallisen reaktorimallin kehittämiseksi. Mutta miten polttoaineongelma aiotaan ratkaista hyötöreaktorin avulla?
Siten, että se tuottaa enemmän polttoainetta, kuin se käyttää. Hyötöreaktori voi todella tehdä sen; siksi sen nimikin on hyötöreaktori. Se saattaa ensin kuulostaa mahdottomalta, mutta sen voi käsittää paremmin, kun ymmärtää, että ytimien haljetessa syntyy uusia alkuaineita.
Tavanomaisen ydinreaktorin toimiessa uraani-235:n atomit halkeavat ja niistä muodostuu kevyempiä radioaktiivisia alkuaineita, samalla kun neutroneja vapautuu. Mutta uraani-238:n atomit eivät halkea, vaan sieppaavat sen sijaan kukin yhden neutronin ja muuttuvat halkeamiskykyiseksi plutoniumiksi, alkuaineeksi, jota ei luonnostaan esiinny maan päällä. Tavanomaisessa reaktorissa suhteellisen pieni määrä uraani-238:n atomeja sieppaa neutroneja, ja niinpä syntyy vain vähän plutoniumia. Mutta hyötöreaktorissa uraani-238:aa muuttuu enemmän plutoniumiksi kuin halkeamiskykyistä polttoainetta kuluu! Miten tämä on mahdollista?
Se johtuu neutronien liikkumisnopeudesta. Hyötöreaktorissa ei ole minkäänlaista neutronien liikettä hidastavaa ainetta, vaan niiden sallitaan liikkua nopeasti. (Sen tähden laitetta kutsutaan nopeaksi hyötöreaktoriksi.) Kun neutronit näin ollen iskeytyvät joko uraani-235:n tai plutoniumin ytimiin ja halkaisevat niitä, ne vapauttavat halkeavista atomeista enemmän neutroneja kuin niitä vapautuu tavanomaisessa ydinreaktorissa. Näin syntyy enemmän neutroneja, joita uraani-238:n atomit, joita on runsaasti, voivat siepata, minkä vuoksi hyötöreaktoreissa käytetyn polttoaineen, plutoniumin, nettomäärä kasvaa.
AEC:n puheenjohtaja James R. Schlesinger sanoi tämän lisäpolttoaineen tuottamisen seurauksista: ”Hyötöreaktori pystyy tuottamaan sähköenergiaa kymmeniksi tuhansiksi vuosiksi.” On kuitenkin herätetty kysymys: Voidaanko kaupallisia hyötöreaktoreita kehittää, ennen kuin uraanivarat loppuvat?
Mahdollinen kehitysaikataulu
Joitakin koelaitoksia on jo rakennettu Yhdysvalloissa. Myös Neuvostoliitto ja Iso-Britannia ovat ottaneet huomattavia edistysaskeleita kooltaan kaupalliseen käyttöön soveltuvien hyötöreaktorien valmistamiseksi. Mutta vasta vuoden 1972 tammikuussa Yhdysvallat ilmoitti suunnittelevansa ensimmäisen suuren nopean hyötöreaktorinsa rakentamista. Työt alkanevat jolloinkin vuoden 1973 aikana, ja ne uskotaan saatavan päätökseen ”noin vuonna 1980”, kuten General Electric -yhtiön varapresidentti A. Eugene Schubert huomautti. Hän sanoi lisäksi:
”Sähkölaitokset eivät ilmeisestikään osta näitä uusia voimaloita, ennen kuin ne näkevät niiden kokeilun tulokset. Niinpä luultavasti vasta vuonna 1982 vastaanotetaan huomattavia tilauksia, ja näin ollen vasta vuonna 1990 hyötöreaktoreista saadaan todella huomattavia määriä sähköä.”
Jotkut uskovat, että hyötöreaktoreiden käyntiin saamisesta ennen uraanivarojen loppumista syntyy vielä täpärä kilpajuoksu. Ellei hyötöreaktoreita ole saatavissa 1980-luvun loppupuolella, eräs kirjoittaja huomautti, ydinvoimaloiden ensimmäinen sukupolvi voi jäädä viimeiseksi. Sen tähden on kiireellisen tärkeää pitää hyötöreaktoriohjelma jatkuvasti käynnissä. Mutta se kohtaa myös tarmokasta vastarintaa. Miksi?
Terveys- ja turvallisuusnäkökohdat
Vastustus johtuu hyötöreaktoriin liittyvistä mahdollisista vaaroista. Arvostelijat sanovat, että sen turvallisesta toiminnasta ei ole mitään takeita. Yksi vaara piilee esimerkiksi jäähdytysaineessa. Koska hyötöreaktori synnyttää toimiessaan hyvin korkean lämpötilan, jäähdytysnesteenä käytetään nestemäistä natriumia veden asemesta ja se siirtää reaktorin kehittämän lämmön edelleen, jotta saataisiin höyryä, joka käyttää sähkögeneraattoreita pyörittäviä turbiineja. Mutta koska nestemäinen natrium on hyvin syövyttävää ja räjähtää joutuessaan kosketuksiin veden tai ilman kanssa, huoli turvallisuudesta on ymmärrettävä.
Putkistossa kiertävien valtavien natriummäärien turvallinen käsittely on vain yksi tekninen pulma. Vain muutama vuosi sitten havaittiin, että metalli laajenee joutuessaan kestämään pitkään voimakasta neutronisuihkua. Koska reaktorin sydän täytyy rakentaa yhtä tarkasti kuin sveitsiläinen kello, synnyttää tämä pelottavan ongelman.
Kun otetaan huomioon käytetty polttoaine, voidaan ymmärtää minkä tahansa toimintahäiriön vakavuus – plutoniumpolttoaine on vaarallisimpia olemassa olevia aineita. Ja jokaisessa reaktorissa on sitä runsaasti yli tuhat kiloa! Tri Edward Teller sanoi julkaisussa Nuclear News 21. elokuuta 1967:
”Jotta se toimisi taloudellisesti riittävän suuressa voimantuottoyksikössä, siinä tarvitaan luultavasti aika paljon enemmän kuin tonni plutoniumia. En pidä siihen liittyvästä vaarasta. Sanoin, että ydinreaktorit ovat siunaus, koska ne ovat puhtaita. Ne ovat puhtaita, niin kauan kuin ne toimivat suunnitelmien mukaan, mutta jos niihin tulee huomattava toimintahäiriö, mikä on periaatteessa mahdollista, ne voivat vapauttaa riittävästi hajoamistuotteita tappamaan valtavan määrän ihmisiä.”
Äskeisen lainsäädännön vaatimusten mukaisesti on päästetty julkisuuteen lausunto hyötöreaktoriohjelman mahdollisista vaaroista. Huomattavat tiedemiehet löytävät lausunnosta kuitenkin puutteita. New York Times -lehti selosti 26. huhtikuuta 1972 otsikon ”Tiedemiehet vastustavat hyötöreaktoria” alla:
”Kolmekymmentäyksi tiedemiestä ja muuta ammattihenkilöä kehotti tänään kongressia torjumaan Nixonin hallituksen pyynnön varojen myöntämisestä sähköä tuottavan ydinhyötöreaktorin 500 miljoonaa dollaria (2 miljardia mk) maksavan mallikappaleen rakentamisen aloittamiseksi.
”’Sellaisen hankkeen turvallisuudesta ja vaikutuksesta ympäristöön on herännyt liian monia vakavia kysymyksiä, ja siksi sitoutuminen tällä hetkellä tämän teknologian kaupalliseen kehittämiseen on arveluttavaa’, tiedemiehet sanoivat lausunnossa.”
Ydinvoimaan on kuitenkin sitouduttu niin suuressa määrin, että mahdollisuutta politiikan muuttumisesta pidetään hyvin vähäisenä. Ydinreaktorit tuovat tunnetusti mukanaan vaaroja – jotka ovat äärimmäisen suuria – kuten jotkut asioista hyvin perillä olevat uskovat. Yhdysvaltain hallituksen ja teollisuuden johtajat ovat kuitenkin halukkaita ottamaan riskin.
Mikä on ydinvoiman tulevaisuus? Se ei ole suinkaan täysin valoisa ja optimistinen.