Ydinvoimalan toiminta

Mitä ydinvoimala-alueella on?

Voimala-alueella on muun muassa reaktori-, polttoaine-, turva- ja turbiinirakennukset sekä monia muita reaktori- ja turbiinirakennukseen läheisesti liittyviä rakennuksia. Lisäksi alueelle rakennetaan toimisto- ja varastorakennuksia, vierailukeskus sekä asuintiloja noin tuhannelle ihmiselle.

Voimalaitosalue käsittää noin sadan hehtaarin suuruisen alueen. Lisäksi voimala-alueen ympärillä on jäähdytysveden otto- ja purkurakenteita, satamalaituri sekä majoitus- ja pysäköintialue. Maa-alaa tarvitaan myös tieyhteyksiä ja laitokselta tulevaa voimalinjaa varten.

Miten ydinreaktori tuottaa sähköä?

Ydinvoimala tuottaa sähköä samaan tapaan kuin fossiilisia polttoaineita hyödyntävät voimalat: vettä kuumennetaan höyryksi ja kuuman höyryn pyörittämät turbiinit tuottavat sähköä. Pääasiallinen ero on vettä kuumentavan lämmön tuotantotapa: ydinreaktorissa lämpö syntyy uraanin atomiytimien haljetessa.

Ydinvoimalan jäähdytys toimii erillisillä vesikierroilla. Merestä pumpattava lauhdutusvesi ei ole kosketuksissa reaktorissa kuumentuvan veden kanssa. Lauhdutusvesi kiertää omassa piirissään ja lauhduttaa sitä kautta turbiineilta tulevaa höyryä.

Ydinvoimalaitos liitetään valtakunnan sähköverkkoon voimajohdoilla, jotka ovat jännitteeltään 400 ja 110 kilovolttia. Suomen kantaverkosta vastaa Fingrid. Ydinvoimalan myötä kantaverkkoon tehdään joitakin laajennuksia ja vahvennuksia, jotta sähkö saadaan siirretyksi voimalasta.

Minkälaisia ovat Suomessa käytettävät ydinreaktorit?

Suomessa käytettävät ydinreaktorit ovat niin sanottuja kevytvesireaktoreja, joka on maailman yleisin reaktorityyppi. Niiden tekniikka on vakiintunutta, käytössä koeteltua ja turvallista. Kevytvesireaktoreissa on myös luonnostaan hyvät turvallisuusominaisuudet.

Kevytvesireaktoreita on kahta erilaista tyyppiä: painevesireaktoreita ja kiehutusvesireaktoreita. Kiehutusvesireaktorissa höyry kehitetään suoraan reaktorissa, painevesireaktorissa taas erillisissä höyrystimissä. Molempia reaktorityyppejä on Suomessa jo käytössä, eikä niissä ole turvallisuuden kannalta eroja.

Kuinka iso osa ydinreaktorin tuottamasta energiasta menee hukkaan?

Ydinvoimalaitoksella saadaan muutetuksi sähköksi runsas kolmannes reaktorin tuottamasta lämmöstä. Ensisijaisesti ydinvoimalat tuottavat sähköä, mutta teknisesti voimala on mahdollista rakentaa myös lämmön ja sähkön yhteistuotantoon.

Kuten muissakaan lämpövoimalaitoksissa, ei ydinvoimalassakaan voida hyödyntää kaikkea tuotettua lämpöä. Osa tuotetusta lämmöstä poistetaan voimalasta lauhduttimilla, joita jäähdytetään suoraan vesistöstä otettavalla jäähdytysvedellä. Vesi palautetaan noin 10−12°C lämmenneenä vesistöön, siis varsin viileänä.

Ylimääräisen lämmön hyödyntäminen kaukolämpönä ei Fennovoiman rakentamassa voimalaitoksessa olisi kannattavaa. Jäähdytysvesi ei ole tarpeeksi kuumaa hyödynnettäväksi suoraan kaukolämpönä, ja sen lämmittäminen taas veisi runsaasti energiaa. On siis tehokkaampaa tuottaa pelkästään sähköä.

Kuinka paljon polttoainetta reaktori kuluttaa?

1000MW:n ydinvoimala kuluttaa vuodessa noin 25 tonnia polttoainetta. Määrä on suurelle voimalaitokselle pieni; esim. yhtä tehokas hiilivoimala kuluttaa vuodessa noin 2 000 000 tonnia hiiltä vuodessa. Fennovoiman suunnittelema ydinvoimala kuluttaisi 30−60 tonnia eli muutaman rekkakuormallisen tuoretta polttoainetta vuodessa.

Reaktori ladataan kerran vuodessa tai harvemmin, jolloin käytetty polttoaine otetaan ulos ja uutta ladataan tilalle. Polttoaine muodostuu pitkistä usean metrin mittaisista sauvanipuista. Voimalaitokseen tuotavat polttoaineniput on pakattu niin, että kuljetuksen aikana ne eivät ala onnettomuudessakaan reagoida itsekseen. Polttoaine kuljetetaan voimalaitokseen tavanomaisena maantiekuljetuksena.

Minkälaista jätettä ydinreaktori tuottaa?

Koska ydinvoimalassa kuluu tuotettuun energiaan nähden paljon vähemmän polttoainetta kuin muissa energiantuotantomuodoissa, on myös käytetyn ydinpolttoaineen määrä vähäinen. Yhden suuren ydinreaktorin koko 60 vuoden toiminta-aikanaan tuottama korkea-aktiivinen jäte mahtuu alle puolen jalkapallokentän kokoiseen välivarastorakennukseen.

Ydinreaktori tuottaa matala-, keski- ja korkea-aktiivista jätettä. Käytetty polttoaine on korkea-aktiivista jätettä. Matala- ja keskiaktiivista jätettä taas syntyy voimalaitoksen huoltojen ja korjausten yhteydessä – niitä ovat esimerkiksi erilaiset nesteet, työvälineet, suojamuovit sekä muu sekalainen jäte. Matala- ja keskiaktiivinen jäte voidaan sijoittaa turvallisesti voimala-alueelle, korkea-aktiivinen jäte taas vaatii loppusijoituksen.

Lue lisää ydinjätteestä kohdasta Uraani ja ydinjäte.