VÄIKESED MOODULREAKTORID

Uue põlvkonna puhtad, tõhusad ja töökindlad tuumajaamad

MIS SEE ON?

Miks me peame rääkima tuumaenergiast?

Kui tahame inimkonnana sellel planeedil tegutsemist jätkata, tuleb meil kõigil anda maksimaalne panus keskkonna säilimisse – hoida kliimasoojenemine alla 1,5 kraadi võrreldes tööstusrevolutsiooni-eelse ajaga. See tähendab praktikas väga suuri jõupingutusi meie energiatootmise elamumajanduse ja transpordisektori kasvuhoonegaasidest vabastamisse.


Eesti energiatootmise aluseks on sada aastat olnud põlevkivi, mis on küll andnud energiajulgeoleku, kuid on tohutult kõrge CO2-eriheitmega. Taastuvenergia aitab põletamisvajadust vähendada, kuid nõuab toodetud energiaühiku kohta rohkem ruumi ja maavarasid. Tuumaenergiaga on aga aastakümnete jooksul käinud kaasas hulk müüte ja hirme, mis on takistanud selle ohutu ja puhta energiatootmise liigi kasutuselevõttu nii maailmas kui ka kümmekond aastat tagasi Eestis.



Kui tahame riigina säilitada energiajulgeoleku, panustada kliimaeesmärkide täitmisse ja säilitada võimalikult suure osa oma ilusaast loodusest puutumatuna, peame rääkima tuumaenergiast julgelt, avatult ja faktipõhiselt, murdes müüte, leevendades irratsionaalseid hirme ja pakkudes emotsioonide asemel teaduslikku vaadet.



Siin lehel saad teada:

KUIDAS JA KUHU ON ARENENUD TÄNAPÄEVA TUUMAENERGIA?

Nagu iga teine energeetika- ja tootmisharu, areneb ka tuumaenergia. Näiteks testitakse jaamade ohutusparameetreid võimsate simulaatorarvutitega, mis aitab testida miljoneid stsenaariume ning ohukohti märgata ja välistada juba disainifaasis enne reaktori valmimist.

KAS TUUMAJAAM ON OHUTUM KUI TUULEGENERAATOR?

Fossiilenergia tootmine on ohtlik, taastuvenergia märksa ohutum. Tuumaenergiat peetakse sageli isegi fossiilenergiast ohtlikumaks, ehkki tegelikult on tegu ohutuima energiatootmise viisiga.

KAS III PÕLVKONNA REAKTOR ON OHTLIKUM KUI IV PÕLVKONNA OMA?

Mis vahe on II, III, III+ ja IV põlvkonna reaktoritel? Kas uuem on ohutum? Kuidas erinevad moodulreaktorid tavalistest? Kuidas on tuumaenergeetika arenenud?

KUIDAS MÕJUTAB ENERGIATOOTMINE KESKKONDA?

Iga energia tootmise liik mõjutab keskkonda ning inimkonna energiatarbimine kasvab. Samas tuleb vähendada kasvuhoonegaaside vallandamist ja elukeskkonna hävitamist.

VÄIKESED MOODULREAKTORID

Mis on VMR-id ja miks need on väikesed ja modulaarsed?

(vabandust, aga mis see tuumaenergia üldse on?)

Rahvusvaheliselt on määratud väikeste moodulreaktoritena (VMR) alla 300MW elektrilise väljundiga tuumareaktorid.

VMRide arendamine on hoogustunud viimase 10 aasta jooksul, sest suured tuumajaamad on muutunud väga kalliks (üle 5 miljardi eur) ning nende ehitus tähtaega ületavaks. See omakorda tekitab nii tehnilisi kui rahalisi probleeme.

Reaktori rajamine moodulite kaupa ning väiksemana võimaldab vähendada kulusid, pakkuda elektrivõrku sobivamat tootmisvõimsust, tõsta ehituskindlust ning väiksem reaktor võimaldab ka teatud ohutuseeliseid.

Olulisim etapp uue reaktortehnoloogia energiatootmisse toomisel on ehitusloa saamine ehk litsentseerimine. OECD riikides on praegu ehitusloa menetlusprotsessis kõige kaugemale jõudnud Ameerika Ühendriikide Riiklikus tuumaohutuskomisjonis NuScale reaktor.

Kõige rohkem VMR reaktoreid, sealhulgas IV põlvkonna reaktoreid, on eel-litsentseerimisel (Vendor Design Review) Kanada Tuumaohutuskomisjoni poolt. Eel-litsentseerimine annab reaktori arendajale kindluse, et nende reaktori tehnilised ja protseduurilised lahendused vastavad regulaatori esitatud tehnilistele nõuetele ning pole põhimõttelisi takistusi edasiseks asukohapõhiseks ehitusloa menetluseks.

Kuna tuumareaktor on keeruline insenertehniline rajatis, mille eeldatav tööiga kõrgetel temperatuuridel ja/või survetel on aastakümneid, nõuavad regulaatorid arendajatelt eksperimentaalsetele katsele tuginevaid põhjalikke andmeid eri komponentide (torustik, ventiil, materjalid, kütused jne) ning süsteemide (primaarne soojuskontuur; avariisulgemissüsteem jne) toimimise ja vastastikuste mõjude kohta tagamaks väljaspool kahtlust antud süsteemide pikaajaline planeeritud toime ning kogusüsteemi ohutus kõikide võimalike stsenaariumite korral.

UURI LISAKSPÄISE VIDEO

PÕLVKONNAD

Praegu jaotatakse tuumareaktorid kasutatava tehnoloogia põhjal tinglikult põlvkondadeks – I, II, III, (III+) ja IV.

I põlvkonna reaktoriteks nimetatakse tänapäeval esimesi katsetusi tuumareaktorite kasutamisel elektri tootmiseks 1950-60ndatel. Sealt edasi, kuni 1990ndateni arendati suuri kommertsreaktoreid (II põlvkond), 1990-2010. aasta arendustöö muutis reaktorid veelgi ohutumaks (III) ning kaasaegsest tuumareaktoritest saab rääkida umbes alates 2010. aastast (III+). Kaasaegseteks reaktoritüüpideks peetakse põlvkondi III ja III+ ning oodatakse IV põlvkonna turuküpseks saamist. Eesti kontekstis on põhjust keskenduda just III+ ja IV põlvkonnale.

LOE PÕLVKONDADEST LÄHEMALT

I-III põlvkond

I põlvkonna reaktorid olid pigem varajased prototüübid (ca 1950 – 1960. aastate teine pool). Neile järgnesid juba mõnevõrra täiustatud, laialdasemalt kasutatud II põlvkonna reaktorid (mida ehitati kuni 1990ndate keskpaigani). III põlvkonda kuuluvad reaktorid põhinevad kergveetehnoloogial ning on oluliselt täiendatud ohutussüsteemidega tuginedes aastakümnete pikkusele kogemustele.

III+ põlvkond

III+ põlvkonnaks (alates ca 2010) loetakse kergveereaktorite oluliselt täisustatud ja arendatud mudeleid, mis kasutavad avariisüsteeme, mis ei vaja elektritoidet tuumkütuse sulgemisjärgse jääksoojuse jahutuseks. III+ reaktorid on näiteks Prantsuse EPR, Westinghouse (USA) AP1000, Korea APR-1400 ja GE Hitachi (USA-Jaapani) ABWR.

IV põlvkond

IV põlvkonna reaktorite tehnoloogiad ei ole veel saavutanud kommertskasutuseks vajalikku küpsust, tehakse esimesi katsetusi. Ainsad töötavad IV põlvkonna reaktorid on Venemaa kiirete neutronitega naatriumjahutiga reaktorid BN-600 ja BN-800.

Keskkond

Iga energialiik kasutab loodusressursse. Mõni rohkem, mõni vähem. Kui tahame ühtaegu nii tuled põlemas hoida kui keskkonda kaitsta, peame teadma, millised mõjud on meie valikutel energeetikas.

Keskkonnamõjud tuumaenergeetikas

Igasuguse inimtegevusega kaasneb ümbritsevale mingi mõju, nii ka tuumajaamade puhul. Peamiseks pidevaks keskkonnamõjuks võiks tuumajaamade puhul lugeda auruturbiini auru jahutamist. Kesk-Euroopas sisemaistel asukohtades on see teostatud kuni 200m kõrguste jahutustornide ehk gradiiridega, kuid merede ääres mereveega. See jahutusfunktsioon on sama kõigil kondensatsioonielektrijaamadel. Narva elektrijaamades jahutatakse turbiiniauru Narva jõe veega.

Tuumajaam ise ei ole looduslikust kiirgusfoonist radioktiivsem. Kogu tuumakütusest lähtuv kiirgus on varjestatud nii jahutusvee, reaktori surveanuma kui betooniga. Soome tuumajaamade ümbruses on tehtud põhjalikke mõõtmisi ning pole tuvastatud märgatavat kiirgustaseme tõusu. Võrreldes põlevkivijaamade ja hakkepuidu põletuse heitmetega, on nii suurte kui ka väikese tuumajaama mõju keskkonnale palju väiksem.

UURI LISAKS

Energialiikide ressursikasutus

Igasugune energiatootmine vajab mingisuguseid materjale. Arusaadavalt vajab põlevkivijaam kütusena põlevkivi, kuid materjale kulub ka jaama enda ehitamiseks. Niisamuti on tuule- päikese- tuuma- ja gaasijaamadega – energia tootmiseks on vaja kasutada erinevaid materjale, mida toodetakse kaevandatavatest maavaradest.


Fossiilkütuste kasutamise populaarsus kasvas tööstusrevolutsiooni järgselt seetõttu, et nende kütuste energiatihedus on suhteliselt kõrge ning elektri tootmist on võimalik lihtsa vaevaga elektrijaamas reguleerida – rohkem sütt=rohkem elektrit. Mida suurema osa ajast teeb elektrijaam oma tööd, seda rohkem on temast kasu. Pidevalt töötava elektrijaama koormustegur on 100%.

Taastuvenergia kasutamine aitab vähendada atmosfääri paisatavate kasvuhoonegaaside hulka, kuid kuna energia tootmine pole juhitav ja sõltub ilmast (madal koormustegur), mistõttu on tuulegeneraatorite ja päikesepaneelide maksimaalne koormustegur kordades madalam. See tähendab, et sama koguse elektrienergia tootmiseks vajame ka kordades rohkem tuulikuid ja paneele, mis omakorda tähendab suuremat nõudlust kaevandatavate maavarade järele. Kaevandamisega aga kaasneb omakorda keskkonna kahjustamine, mis võib lõpuks viia selleni, et vaid taastuvenergia abil loodust päästa üritades hoopis hävitame selle füüsiliselt, ekskavaatoritega.


Tuumaenergia ei konkureeri kaasaegses energeetikamaailmas aga taastuvenergiaga, vaid fossiilkütustel põhineva energiatootmisega, toetades taastuvenergia puhast, kuid juhitamatut tootmistsüklit sama puhtalt, ent juhitavalt.

UURI LISAKS

Jäätmed

Tuumaelektrijaamade abil elektrit tootes tekkib, täpselt nagu loodusjõude ja teisi kütuseid elektriks muundades, erinevaid jäätmeid. Tuumaenergeetika jäätmete iseärasuseks on see, et osa neist on radioaktiivsed ning nende käitlemine ja ladustamine nõuab eriteadmisi. Samas on tegu ainsa jäätmeliigiga, mille ohtlikkus ajas väheneb, ning seda täpselt teadaoleval viisil ning tempos.

LAHENDUS JÄÄTMEPROBLEEMILE

OHUTUS

“Normaalne inimtegevus on loodusele halvem kui ajaloo suurim tuumaõnnetus.”
― Martin Cruz Smith, kirjanik

Kuigi vähe, on tuumajaamades siiski juhtunud õnnetusi. Fakt, et tuumaõnnetustes on mitme aastakümne jooksul hukkunud vähem inimesi kui näiteks fossiilkütuste kasutamise tõttu kogu maailmas iga päev, annabki julguse ja õiguse öelda, et tuumaenergia on ohutu. Erandlikud juhtumid aga torkavad statistikas silma ning neist tulebki rääkida, et tulevikus oleks õnnetuste risk veelgi väiksem.

Three Mile Island

Reaktori tuum jäi mitmeks tunniks piisava jahutuseta ja sulas. Väliskeskkonda jõudis väike osa radioaktiivseid gaase, mis andsid ümberkaudsetele elanikele keskmiselt 0,01 mSv suuruse lisa-kiiritusdoosi, mis on 0,2–0,5 % aastasest looduslikust doosist.


Juhtunu ja veelgi juhtuda võiva kohta levis mitmeid versioone. Maad võttis hirm.

Tšornobõl

Tšornobõli õnnetuse põhjuseks oli rida asjaolusid, mis olid unikaalsed. Alates Nõukogude režiimi salastatusest kuni reaktori disaini, toonase konfiguratsiooni, protseduurireeglite räige rikkumise, reaktori kaitsekesta puudumise, positiivse  reaktiivsuskoefitsiendi või detonaatoritena toimivate sulgemisvarrasteni.



Mitmekümne vahetu hukkunuga ja olulise keskkonna- ja majanduskahjuga õnnetus sundis tuumatööstust viima läbi tõsiseid reforme, et midagi taolist kunagi ei korduks. Tänaseks on Tšornobõli tsoon saanud populaarseks turismisihtkohaks ja puutumata loodusalaks.

AGA IKKAGI…

Fukushima

Halvim võimalik veereaktorite õnnetus realiseerus Tokuhu maavärina ja tsunami tõttu Fukushima Daiichi (esimene), kus mitte keegi ei saanud eluohtlikku kiirgusdoosi. Tänaseks on elanikud lubatud tagasi elama kõikidesse Fukushima jaama evakuatsioonitsooni asulatesse.


Fukushima teises (Daini) ja maavärinale lähimas Onagawa mitme reaktoriga tuumajaamas toimus sulgemine tõrgeteta.

Kuidas tagatakse tuumajaama ohutus?

AKTIIVOHUTUS

Ajalooliselt on laialdaselt kasutatud aktiivseid ohutussüsteeme, kus avariiolukorras reaktoris toimuva ahelreaktsiooni peatamiseks või peatatud reaktorist soojusenergia ära juhtimiseks on vaja käivitada välist toiteallikat kasutavaid ventiile või pumpasid.

PASSIIVOHUTUS

Täielikult passiivsete süsteemide tööle hakkamiseks piisab vaid füüsikaseaduste toimimisest. Uued III+ ja IV põlvkonna tuumareaktorid kasutavad üldiselt kas täielikult passiivseid või pool-passiivseid ohutussüsteeme. Viimaste hulka loetakse süsteemid, mis vajavad aktiivset signaali või hetkelist välist jõudu tagamaks pikaajaline passiivne jahutusprotsess.

REGULAATOR

Tuumaelektrijaamade eluiga küündib 60 aastani ning selle aja jooksul võib jaam läbida mitu uuenduskuuri või korralist remonti. Kõikidele jaama eluea vältel tehtavatele konstruktsiooni muudatustele, millel võib olla mõju ohutusele, tuleb taotleda tuumaregulaatori luba.

IAEA

Lisaks riiklikule tuumaregulaatorile, mis väljastab ehituse ja opereerimise lube ja reguleerib kõike tuumkütusega seonduvat alates transpordist lõpetates ladustamisega, kontrollib tuumarajatiste ohutust ka Rahvusvaheline Aatomienergia Agentuur (International Atomic Energy Agency – IAEA).

Ohutuskultuur tuumaenergeetikas

Tuumaenergeetika ohutus algab intelligentsest plaaneerimisest ja nõuetekohasest projekteerimisest koos konservatiivsete varutegurite ja tagavarasüsteemidega. Tehnoloogia arendaja kanda on süsteemis toimuvate füüsikaliste protsesside hindamine erinevate stsenaariumite korral ja tuumaregulaatori seatud tingimuste täitmine tuumarajatise ehitamise loa saamiseks.


Lõplik vastutus ohutuse ja turvalisuse eest lasub aga tuumarajatise operaatoril. Kõrgkvaliteetsete materjalide ja komponentide kasutamine ehitusel ning operaatori tugev ohutuskultuur tuumajaama käidul on tuumaohutuse alustaladeks.

UURI LISAKS

Enamlevinud müüdid

Maailma ei vii edasi mitte hirmud, vaid teadmised. Kuna inimene tunnetab oma meeltega vaid väga kitsast osa maailmaruumi kiirgusest, on inimlikult mõistetav, miks ioniseeriva kiirguse kohta levib väärarusaamu ja müüte – inimesele on loomuomane karta keerulisi ja tundmatuid nähtusi. Õnneks on teadlased nüüdesks juba sada aastat radioaktiivsust põhjalikult uurinud ning selgeks saanud, kuidas sellega ohutult ümber käia.

KUIDAS ME KARDAME?

Kasutatud tuumakütuse basseini kukkudes sured hetkega?

Kasutatud tuumkütus on küll väga radioaktiivne, kuid seda hoitakse veebasseinides põhjusega – vesi on väga hea neutronite püüdja ning kiiritada saamiseks peaksid sukelduma kütusevarrastele väga lähedale. Siiski ei lubata suplejaid tuumakütuse basseini – nad teeksid vee mustaks!

Tuumakütusest saab teha tuumapomme?

Tuumajaamades kasutatakse üldjuhul väga madala rikastusastmega kütust, millega tuumapommis pole midagi peale hakata. Uraani ja teiste radioaktiivsete ainete rikastamine on aga väga keerukas protsess, mida tuumajaamades teha ei saa.

Tuumajaamades juhtub pidevalt õnnetusi?

Tuumaenergeetika on eriline selle poolest, et kõik kasvõi teoreetilist ohtu kujutavad intsidendid registreeritakse ja need on avalikult kõigile tutvumiseks väljas IAEA kodulehel. Siiski on päriselt ohtlikke õnnetusi kogu tuumaenergeetika ajaloo jooksul juhtunud kolm, ning vaid ühes neist on inimesed saanud surmavaid kiirgusdoose. Ranged reeglid ja pidev järelevalve teevadki tuumaenergiast kõige ohutuma energialiigi.

MIKS MAAILM VAJAB TUUMAENERGIAT?

Tuumaenergia toetuseks

Tuumaenergia vajalikkust tõdevad paljud keskkonnaeksperdid, energeetikud, poliitikud ja avaliku elu tegelased:

Green energy alone is not enough to meet demand. We need a mix. That’s why I’m in favor of nuclear energy. For me it is one of the safest methods of generating power.

Arnold Schwarzenegger

Näitleja, endne Kalifornia osariigi kuberner

Nuclear is ideal for dealing with climate change, because it is the only carbon-free, scalable energy source that’s available 24 hours a day. The problems with today’s reactors, such as the risk of accidents, can be solved through innovation.

Bill Gates

Filantroop, ettevõtja

I think if we’re going to tackle global warming, I think nuclear power is the only way you can create massive amounts of power.

Sting

Muusik

KES ME OLEME?

Tuumaenergiat toetavad huvigrupid, ametnikud, teadlased, poliitikud ja kodanikud

Selle infokeskuse vedajateks on inimesed nagu Sina. Meie seas on inimesi väga erinevatelt elualadelt – teadlased ja õpilased, energeetikud ja keskkonnakaitsjad, kunstnikud ja arhitektid. Võta meiega ühendust ja liitu!

Lemmit Kaplinski

Tartu Linnavolikogu esimees, keskkonna- ja energeetikahuviline

Tuumaenergia on juba üle poole sajandi tõestatult kõige ohutum ja väiksema ressursikuluga elektritootmise viis maailmas nii absoluutarvudelt kui toodetud energiaühiku kohta. Paraku on sellest rääkimine raskendatud vähese teadlikkuse tõttu ning ühiskonnas levivad erinevad müüdid, mis piiravad tõsiseltvõetavaid samme puhtama tuleviku suunas.

Kalev Kallemets

Fermi Energia juhatuse liige, MTÜ Eesti Tuumajaam asutaja

Seni on tuumaenergiat tootnud vaid suurriigid, kuid väikeste moodulreaktorite arendamine on loonud võimaluse ka väiksematele.

Jaak Laineste

Ettevõtja, geoinformaatik, kliimaaktivist

Soodsa hinnaga elekter peab olema saadaval kogu aeg. Stabiilse, juhitava mahuga ja puhta elektrienergia tootmiseks pole tuumaenergial seni praktilisi alternatiive.

Andi Hektor

Füüsik, teaduse populariseerija

Sel kümnendil ehitatakse esimesed kesk- ja kõrgtemperatuursed kommertsreaktorid, millel on kaks suurt eelist – need suudavad toota otse termokeemilist vesinikku, ning hoiustada kõrgtemperatuurset soojust palju odavamalt, kui mistahes lähitulevikus kättesaadav elektrienergia salvestusmeetod.

VÕTA ÜHENDUST

Kontakt

Kui sind huvitab see, kuidas Eestis hoida tuled põlemas ka tuulevaiksel ööl pärast PÕXIT-it, kirjuta meile.