Netissä esitetty väite

Ydinvoimaloiden ja erityisesti ydinpolttoaineen vaarallisuuteen liittyy useita väärinkäistyksiä ja liioiteltuja väitteitä. Tässä käsitellään yhtä sellaista, jota on levitetty ympäri nettiä vuosien ajan. Alkuperäinen virheellinen väite on ilmeisesti peräisin Ruotsin säteilysuojeluviranomaisen sivustolla joskus 1990 - luvun loppupuolella hetken aikaa olleesta kansantajuiseksi tarkoitetusta ja ilmeisen virheellisestä dokumentista "Perspektiv på kärnkraft", joka sittemmin poistettiin sivuilta. Dokumentin tunnistetietona on annettu usein "SKI 1996".

Väite löytyi vielä vuonna 2005 joulukuussa Maan ystävien sivustolta verkkosivulta, jonka arkistoituun kopioon pääsee käsiksi tästä: https://web.archive.org/web/20051218132649/http://www.maanystavat.fi/tiedotus_artikkeli.php?aid=226&kid=0 Kannanotto oli vuonna 2003 laaditussa kirjoituksessa muodotoiltu näin: "Jos 200 metrin päässä olevaa ydinjätesauvaa kohti juoksee, on kuollut ennen kuin pääsee perille, sillä gammasäteily aiheuttaa nopeaa tuhoa aivoissa ja selkäytimessä. (SKI 1996)". Nykyisellään (25.02.2018) väitettä ei Maan ystävien sivulta enää löydy.

Yksittäisen polttoainesauvan sijaan väitettä on ainakin Suomi24:ssä levitetty vähemmän liioittelevassa muodossa vaihtaen polttoainesauvan sijaan polttoainesauvoista muodostettu polttoainenippu. Nipussa on siis satoja yksittäisiä polttoainesauvoja. Käsitellään tässä tätä lievempää väitettä.

Väite: "Jos lähtee juoksemaan kohti 200 metrin päässä olevaa juuri reaktorista poistettua ydinpolttoainenippua, on kuollut ennen kuin pääsee sen luo."

Väitteessä siis yritetään esittää, että reaktorista poistetun ydinpolttoainenipun tuottama säteily riittäisi jo kauempaa tuottamaan niin voimakkaan säteilyn, että sille altistuva kuolisi sekuntien kuluessa altistuksesta. Väitteeseen on myös ajoittain lisätty myyttisyyttä korostamalla neutronisäteilyn erityistä vaarallisuutta ja kykyä tuhota ihminen siihen paikkaan. Selvitetään netissä kiertävän väitteen paikkaansapitävyyttä.

(2. lisäys 28.02.2018) Alla esitetyt laskelmat perustuvat polttoainenippuihin, joissa ydinpolttoainetta on 469 kg, jotta voitiin suoraan käyttää dokumentoituja säteilyn voimakkuuksia. Suomalaisissa ydinvoimaloissa ydinpolttoaineen määrä nipussa on vain 120 kg (Olkiluoto OL1 ja OL2) tai 180 kg (Loviisa) eli niiden tuottamat säteilyannokset olisivat vastaavasti paljon pienempiä. Tieto Suomessa käytössä olevien nippujen massoista löytyy täältä:

http://www.posiva.fi/loppusijoitus/ydinjatehuolto/mita_ydinjate_on

Säteilyn haittavaikutukset

Ionisoiva säteily tiedetään ihmiselle haitalliseksi. Haitallisuuden määrä ja säteilylle altistumisen seuraukset riippuvat säteilyn laadusta, annoksen saantiajasta ja siitä, mikä osa kehosta säteilylle altistuu. Säteilyn aiheuttamista haitoista löytyy lisää tietoa STUK:in (Säteilyturvakeskus) kirjasarjan neljännestä kirjasta "Säteilyn terveysvaikutukset", jonka voi vapaasti ladata alla olevalta verkkosivulta:

http://www.stuk.fi/julkaisut/sateily-ja-ydinturvallisuus-kirjasarja/sateilyn-terveysvaikutukset

Japanissa vuonna 1945 räjäytettyjen ydinaseiden, erinäisten ydinmateriaalin ja säteilylähteiden käsittelyssä tapahtuneiden onnettomuuksien ja Tshernobylin onnettomuuden vuoksi valitettavasti tiedämme, mitä erittäin suuret säteilyannokset ihmiselle aiheuttavat ja kuinka nopeasti niistä oireet ilmenevät. Asialla on ollut sotilaallista merkitystä sikäli, että on pitänyt tietää mitä muuten suojatuille mutta välähdyksenomaisesti säteilylle altistuville ihmisille tapahtuu heti altistuksen jälkeen. Suurten, tappavaan verrattuna moninkertaisten tai jopa monikymmenkertaisten säteilyannosten vaikutuksista on tietoa.

Säteilyturvakeskus säteilyn vaarallisuudesta

STUKin kirjassa kappaleessa 4.1 kerrotaan säteilyn vaikutuksista näin:

http://www.stuk.fi/documents/12547/494524/kirja4_04_1.pdf/

"Säteilysairaus uhkaa välittömästi ihmisen henkeä, jos hänen koko kehonsa altistuu lyhyessä ajassa usean grayn (Gy) säteilyannokselle. Tämä koskee läpitunkevaa gamma- tai röntgensäteilyä tai neutronisäteilyä. Tällaiset tapaukset ovat perin harvinaisia. "

Tuon perusteella ovat jotkut keskustelijat väärinymmärtäneet lauseen "uhkaa välittömästi ihmisen henkeä" tarkoittavan sitä, että säteilylle altistunut kuolisi heti. Se tulkinta ei pidä paikkaansa vaan tiedetään, että kuolettavankin annoksen saaneella oireet tulevat vasta viiveellä. Myöhemmin samassa luvussa alaotsikon "Säteilysairauden taudinkuva" alla lopussa tarkennetaan

"Äärimmäinen tilanne syntyy, jos äkillinen annos on ollut yli 50 graytä. Tällöin keskushermoston oireet ovat vallitsevia. Puolen tunnin sisällä ilmenee pahoinvointia, oksennusta, voimakasta väsymystä, sekavuutta ja usein kouristuksia. Potilas menettää tajuntansa muutamassa tunnissa ja kuolee parin vuorokauden sisällä. Syynä on aivojen verisuonivaurio, joka johtaa aivopöhöön. "

Tuossakin tilanteessa oireet siis tulevat viiveellä eivätkä saman tien.

Vuoden 1964 kriittisyysonnettomuus

Vuonna 24.07.1964 tapahtui ydinpolttoaineen jälleenkäsittelylaitoksessa (United Nuclear Fuels Recovery Plant, Wood River, Rhode Island, USA) kriittisyysonnettomuus, samankaltainen kuin Tokaimurassa vuonna 1999 mutta säteilyvaikutuksiltaan rajumpi. Onnettomuudessa 38 vuotias mies sai äkillisesti 66 Gy (eli 66 Sv) annoksen gammasäteilyä ja 22 Gy annoksen neutroneita. Neutronien energiasta riippuen tuo 22 Gy oli ekvivalenttina säteilyannoksena jotakin 110 Sv ja 440 Sv väliltä. Yhteensä ekvivalentti säteilyannos oli 176 Sv ... 506 Sv välillä.

Onnettomuudesta löytyy tietoa näistä dokumenteista:

http://www.radccore.org/files/documents/Acute%20Radiation%20Effects.pdf (säteilymäärän arvio)

https://www.orau.org/ptp/Library/accidents/la-13638.pdf (useiden kriittisyysonnettomuuksien kuvaukset)

Tarkka onnettomuustilanteen kuvaus löytyy tuon jälkimmäisen dokumentin sivulta 34 (sivun alareunan numerot).

Vuoden 1964 onnettomuudessa yhteisannos säteilyä oli siis kuolettavaan nähden monikymmenkertainen. Sekä gammasäteily että neutronisäteily olisivat kumpikin erikseen riittäneet aiheuttamaan kuolemaan johtavan säteilysairauden. Säteilyn saatuaan onnettomuuden uhri pystyi juoksemaan pois säteilylähteen luota 180 metrin päässä olevaan rakennukseen, jossa pahoinvointi ja muut neurovaskulaariset akuutin säteilymyrkytyksen oireet ilmenivät noin minuutin sisään säteilylle altistumisesta. Oireet eivät siis tulleet heti. Onnettomuustilanteessa ydinreaktoriksi muuttuneessa säiliössä paine aiheutti nopean säteilyryöpyn, valonvälähdyksen ja veden kaasuuntuessa räjähdyksen, joka kaatoi työntekijän lattialle ja ryöpäytti tämän päälle radioaktiivista liuosta säiliöstä.

Tuossa onnettomuudessa pelkästään neutroneista aiheutui parikymmenkertaisesti kuolettava säteilyannos. Se ei estänyt uhria poistumasta paikalta omin voimin. Neutronisäteilyllä ei siis voimakkuudestaan huolimatta ollut mitään erityistä välittömästi tappavaa vaikutusta.

Ihmsen kehon soluista säteilylle herkimpiä ovat ne, jotka jakautuvat useimmin. Tähän perustuu syövän säteilyhoito. Suurin osa aikuisen ihmisen hermoston soluista ei jakaudu juuri koskaan eli ne ovat säteilyä vastaan paljon kestävämpiä kuin esimerkiksi suoliston seinämien solukko tai luuydin.

Polttoainenipun tuottaman säteilyn laatu ja voimakkuus

Säteilyn laatu

Käytetty ydinpolttoaine koostuu uraanin, plutoniumin ja niiden välittömien hajoamistuotteiden ja neutronipommituksen vuoksi syntyneiden isotooppien lisäksi fissiotuotteista (kuten kesium 137Cs ja jodi), jotka tuottavat erittäin runsaasti beeta- ja gammasäteilyä. Raskaat isotoopit hajotessaan tuottavat pääasiassa alfa- ja gammasäteilyä. Osa raskaista isotoopeista voi myös fissioitua spontaanisti tuottaen neutronisäteilyä. Alfasäteilyn osuessa sopiviin kevyisiin ytimiin muodostuu myös neutroneita. Kaupalliset neutronilähteet perustuvat yleensä alfasäteilijän ja berylliumin seoksiin tai spontaanisti fissioituvaan kaliforniumiin 252Cf.

Ydinreaktorissa ollessaan ydinpolttoaineessa tapahtuu ketjureaktioita, joissa yksi fissiosta muodostunut neutroni osuu uraaniytimeen ja aiheuttaa uuden fission tuottaen useamman uutta neutronia. Näin alun perin pieni määrä neutroneita tuottaa yhä uusia ja uusia hajoamisia. Edellytyksenä ketjureaktion jatkumiselle on se, että reaktorissa on riittävä määrä ("kriittinen massa") uraania ja sopiva neutronihidastin. Näissä olosuhteissa neutronien määrä voi nousta äärimmäisen suureksi. Reaktorissa neutronisäteilyn voimakkuus riittää muuttamaan monet tavalliset metallit ja muutkin aineet radioaktiivisiksi.

Reaktorin ulkopuolella ydinpolttoaineessa alfasäteilystä tai spontaaneista fissioista syntyvät neutronit eivät hidastimen puuttuessa löydä uusia uraaniytimiä, joissa ne voisivat tuottaa lisää fissioita ja neutroneita. Siksi ydinpolttoaine säteilee varsin vähän neutroneita silloin, kun se ei ole reaktorissa. Käytetyssä ydinpolttoaineessa suurin osa neutroneista syntyy alfasäteilyn ja kevyempien ytimien vuorovaikutuksesta ja curiumin isotooppien 244Cm ja 242Cm spontaanista fissiosta.

Polttoainesauvojen pinnassa on paksu metallikerros. Alfasäteily pysähtyy jo 0.05mm paksuiseen paperiin, joten ehjästä metallista se ei tule lävitse. Beetasäteilystä suurin osa syntyy ydinpolttoaineen sisällä, jolloin materiaali itsessään toimii säteilysuojana. Polttoainesauvan metallikuoren lävitse beetasäteilyä ei juurikaan pääse. Polttoainesauvoista ulospäin lähtevä säteily on pääasiassa gammasäteilyä ja vain hyvin pieneltä osin neutroneja. Neutroniannoksesta on lopussa päivämäärän 27.02.2018 kohdalla lisätty sitä erikseen käsittelevä kappale.

Lisää tietoa aiheesta:

http://www.stuk.fi/julkaisut/sateily-ja-ydinturvallisuus-kirjasarja/ydinturvallisuus

Säteilyn voimakkuus juoksijan kannalta katsottuna

Arvioidaan tilannetta käyttäen sitä tietoa mitä netistä on saatavissa. Suomen ydinjätehuollosta vastuussa oleva Posiva kertoo sivuillaan näin:

http://www.posiva.fi/files/3999/sateilyn_vaheneminen_2015_3.jpg

"1 vuosi / 50000 mSv/h: Käytöstä poistetun polttoainenipun säteilytaso pienenee vuodessa lähes sadasosaan."

Tuohon perustuen voidaan siis karkeasti arvioida, että reaktorista nostettuna ydinjätteen tuottama säteilyannos on ollut satakertainen siihen nähden, mitä edellä mainitussa dokumentissa UCRL-ID-115199 on arvioitu. Posivan ilmoittama säteilytason Suomessa käytössä olevalle 120 kg tai 180 kg nipulle määrittelemättömällä etäisyydellä on siis vuoden kuluttua reaktorista nostamisesta 50 Sv/h ja suoraan reaktorista nostettuna alle 5000 Sv/h käsittäen kaikki säteilylajit.

Vuodelta 1994 löytyy dokumentti UCRL-ID-115199 eli

http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/25/047/25047630.pdf

"Dose Rate Estimates from. Irradiated. Light-Water-Reactor. Fuel Assemblies in Air." W. R. Lloyd. M. K. Sheaffer i. W.G. Sutcliffe. January 31, 1994

Tuosta saadaan arvio (469 kg massaisen) polttoainenipun tuottaman säteilyn voimakkuudelle ja laadulle eri etäisyyksillä erilaisten reaktorista nostamisen jälkeen kuluneiden vuosimäärien jälkeen. Dokumentin taulukossa 1 on annettu arvioita vuoden ajan jäähtyneen nipun säteilyarvoja metrin, viiden metrin ja kymmenen metrin päässä elementtien keskikohdasta kohtisuoraan katsottuna. Alla olevassa taulukossa on säteilyn tuottama annosnopeus h etäisyyden x funktiona.

1 m 23685 rem/h

5 m 1890 rem/h

10 m 498 rem/h

Juuri reaktorista nostetun nipun lähettämän säteilyn aiheuttama annosnopeus on Posivan mukaan noin satakertainen vuoden verran jäähtyneeseen verrattuna. Kun säteilyannoksen yksiköiden vastaavuus on 100 rem=1 Sv ja tunnissa on 3600 sekuntia niin tuo ylläoleva taulukko voidaan suoraan reaktorista nostetulle elementille kirjoittaa suunnilleen näin:

Suoraan reaktorista nostetun polttoainenipun tuottama annosnopeus ihmiselle etäisyyden funktiona

1 m 6.5 Sv/s

5 m 0.52 Sv/s

10 m 0.138 Sv/s

Tuosta on jo aika helppo arvioida elementtiä kohti juoksemalla tai kävelemällä saadun säteilyannoksen suuruutta. Suurin osa säteilyannoksesta tulee siis viimeisen kolmen metrin matkalla. Viittä metriä kauempana näyttää säteilyn voimakkuus putoavan melko selvästi etäisyyden neliöön verrannollisena, eli silloin etäisyyden kaksinkertaistaminen pudottaa annosnopeuden neljäsosaan. Neliöllisen lain avulla voidaan ektrapoloida karkeasti säteilyannosta kauempana:

20 m 0.0345 Sv/s

40 m 0.0086 Sv/s

80 m 0.0022 Sv/s

160 m 0.00054 Sv/s

Kaukana polttoainenipusta nähtävä annosnopeus h on siis varsin pieni verrattuna lähellä vallitsevaan annosnopeuteen.

Annosnopeus etäisyyden mukaan

Merkitään ihmisen saamaa annosnopeutta h(x), jossa x on ihmisen etäisyys elementistä. Käytetään 1/r² lakia ja valitaan sellainen numeerinen arvo kertoimelle, jolla viiden ja kymmenen metrin annosnopeudet tulevat oikein:

Viiteen metriin asti ja sitä kauempana h(x) = 13.8*(1/x²) yksiköissä [Sv/s].

Viittä metriä lähempänä säteilyn voimakkuus kasvaa hitaammin kuin mitä neliöllinen laki edellyttäisi. Neliöllisen lain perusteella kymmenen metrin ja viiden metrin mittaustuloksista saisi metrin päähän annosnopeuden olevan 13.8 Sv/s, kun dokumentin mukaan todellinen annosnopeus tuossa on hieman alle puolet siitä. Syynä on se, että säteilylähde ei ole pistemäinen vaan laaajassa tilavuudessa. Jos annosta laskettaessa käyttää koko matkalle neliöllistä lakia niin viimeisestä parista metristä aiheutuva annos tulee reilusti yliarvioitua.

Toinen tapa tehdä vieläkin karkeampi yliarvio on olettaa säteilyn annosnopeuden kasvavan välillä 5m...1m tasaisesti etäisyyden lyhentyessä. Tällöin jokainen metri lähemmäs lisäisi annosnopeutta noin 1.5Sv/s. Tuossa yliarviointia alkaa tapahtua jo heti 5 metriä lähempänä mutta yliarviointi loppuu lähietäisyydellä. Keskimäärin annosta kuitenkin yliarvioitaisiin pidemmältä matkalta kuin edellisessä eli tulos olisi todellista paljon suurempi.

Kannattaa jakaa arviointi siis kahteen osaa. Laskea ensin annos kun tullaan 200 metristä 5 metrin etäisyydelle ja vasta sitten viimeisten metrien osuus annoksesta. Kauempana oleva annos on helppo arvioida integroimalla annosnopeuden lauseke h(x) etäisyyden x suhteen.

Säteilyannos matkalla 200 metristä viiteen metriin

Annosnopeus etäisyyden funktiona olkoon edellisen perusteella h(x) = 13.8*(1/x²)

Oletetaan, että kohde liikkuu tasaisella nopeudella v kohti lähdettä eli v on negatiivinen luku.

Kun ollaan etäisyydellä x niin lyhyen matkan dx liikkumiseen kuluu lyhyt aika dt=(1/v)*dx

Kun annosnopeus on h(x) niin ajan dt kuluessa kohde saa annoksen dt*h(x) = h(x)*(1/v)*dx

Lasketaan aluksi säteilyannos, jonka kohde saa liikkuessaan etäisyydestä a etäisyyteen b lähemmäs lähdettä. Tulos on siis määrätty integraali a:sta b:hen funktiosta h(x)= (1/v)*h(x) muuttujan x suhteen.

Annoksen H suuruus välillä x=a .... x=b on

H = -(1/v)*(13.8/2)*( 1/b-1/a)

Lasketaan tuota käyttäen arvio säteilyannoksen suuruudesta kävelynopeudella 1.5 m/s ja juoksunopeudella 5 m/s.

Olkoon kävelijän nopeus v=-1.5m/s. Luku on negatiivinen siksi, että mennään kohti nollaa eli etäisyys x pienenee liikuttaessa. Nyt a=200 ja b=5.

Annoksen H suuruus kävelijälle = -(1/v)*(13.8/2)*( 1/5 - 1/200)

= (1/1.5)*(13.8/2)*0.195

= 0.90 Sv

Nopeudella 1.5 m/s kävelevä saa 200 metrin päästä 5 metrin päähän polttoainenipusta kävellessään säteilyannoksen, jonka suuruusluokka on noin 0.9 Sv.

Tehdään sama arvio juoksijalle. Usain Boltin juoksunopeudelle on 200 metrille mitattu keskinopeus noin 37.58 km/h (10.4 metriä sekunnissa). Oletetaan, että rähmäkuntoinen henkilö jaksaisi niukin naukin juosta 200 metrin matkan tuota puolet hitaammin eli noin 5.0 metriä sekunnissa. Lasketut annokset pikajuoksijalle olisivat puolet tässä arvioiduista.

Annoksen H suuruus juoksijalle = (1/5.0)*(13.8/2)*0.195

= 0.269 Sv

Tuosta siis nähdään että kävelemällä kohti polttoainenippua saa noin 0.9 Sv annoksen kun on saavuttanut 5 metrin etäisyyden. Juoksemalla kohti nippua annos tuossa kohdassa on vasta 0.27 Sv. Juoksija ei saisi annoksesta mitään välittömiä oireita eikä edes säteilysairautta, vaikka annos kyllä näkysi myöhemmin verenkuvassa. Kävelijä saisi annoksen suhteellisen pienen koon vuoksi säteilysairauden oireita vasta useamman tunnin kuluttua annoksen saamisesta.

Mikään ei siis estä juoksijaa eikä edes kävelijää saavuttamasta viiden metrin etäisyyttä polttoainenipusta. Tuolta etäisyydestä kuluu juoksijalta alle sekunti polttoaine-elementin saavuttamiseen (1m etäisyys) ja kävelijäkin kulkee matkaa vain hieman alle 3 sekuntia. Viiden metrin kohdalla heillä ei kummallakaan ole mitään oireita säteilyaltistuksesta. Aiemmin tapahtuneiden onnettomuuksien perusteella tiedetään, että moninkertaisesti tappavistakin annoksista oireet tulisivat vasta aikaisintaan minuutin kuluessa.

Halutessaan saman arvion voi laskea taulukkolaskentaohjelmalla jakamalla etäisyyden esimerkiksi yhden metrin pituisiin pätkiin ja kertomalla metrin matkaa vastaavalla ajalla tuon kyseisen kohdan etäisyyden perusteella tiedetyn annosnopeuden. Näin saadut jokaista matkan metriä kohti lasketut annokset sitten laskettaisiin yhteen. Mitä lyhyempiin pätkiin matkan jakaisi summausta varten sitä tarkempi olisi tulos. Tuo tapa laskea olisi numeerista integrointia.

Säteilyannos lähellä ja kokonaisannos neliöllisellä mallilla

Katsotaan lopuksi vielä viimeisten metrien tuottamat annokset kävelijälle ja juoksijalle käyttäen ensin oletusta, jonka mukaan säteilyannos riippuu kääntäen etäisyyden neliöstä myös lähellä lähdettä. Kuten edellä jo todettiin se yliarvioi annosta mutta on helppo arvio tehdä jo lasketun integraalin avulla.

Annoksen suuruus viimeiseltä neljältä metriltä on siis aiempi integraali siten, että b=1m ja a=5m.

Kävelijälle (v=-1.5m/s) annos = -(1/v)*(13.8/2)*( 1/1.0 - 1/5.0)

= (-1/1.5)*(13.8/2)*0.8

= 3.68 Sv

Kun huomioidaan ennen 5 metrin rajaa saatu annos 0.9 Sv on säteilyannos kävelijälle yhteensä 4.6 Sv.

Juoksijalle (v=-5.0m/s) viimeisten metrien annos integraalin avulla = (-1/5.0)*(13.8/2)*0.8

= 1.10 Sv

Kun huomioidaan ennen 5 metrin rajaa saatu annos 0.27Sv on säteilyannos juoksijalle yhteensä 1.4 Sv.

Pikajuoksija olisi tuolla matkalla saanut 10m/s nopeutensa vuoksi säteilyannosta vain 0.7 Sv.

Jos laskemisessa olisi käytetty 469 kg sijaan suomessa käytettyä 120 kg nippua (Olkiluoto OL1 ja OL2) niin säteilyannokset olisivat yksi neljäsosa tuossa arvioidusta.

Säteilyannos lähellä lineaarisella mallilla

Lasketaan vertailun vuoksi sama käyttäen rajusti liian suuren annoksen tuottavaa lineaarista oletusta eli oletetaan annosnopeuden kasvavan tasaisesti 5m kohdalla mitatusta arvosta 1m arvoon. Tuolloin loppumatkalla tuleva annos on matkalle kuluva aika kertaa keskiarvo 5m ja 1m kohdalla mitattavista annosnopeuksista. Matkan ollessa 4m on siihen kuluva aika juoksijalta 0.8 s ja kävelijältä 2.66 s.

Kävelijän saama säteilyannos = 2.66s * (6.5 Sv/s + 0.52 Sv/s)/2 = 9.33 Sv

Yhteensä alkumatkan annos huomioiden kävelijä saisi noin 10.2 Sv säteilyannoksen.

Juoksijan saama säteilyannos = 0.8s * (6.5 Sv/s + 0.52 Sv/s)/2 = 2.81 Sv

Yhteensä alkumatkan annos huomioiden juoksija saisi noin 3.1 Sv säteilyannoksen

Pikajuoksija (v=-10 m/s) olisi saanut vain noin 1.5 Sv säteilyannoksen.

Yhteenveto

Tappavan säteilyannoksen rajana on pidetty 5...10 Sv, mutta sellaisenkin saamisesta oireet tulevat vasta minuuttien tai kymmenien minuuttien kuluessa altistuksesta. Kummankin arvion perusteella on helppo todeta, että sekä kävelijä että huonokuntoinen juoksija pääsisivät polttoaine-elementin luokse 200 metrin päästä kuolematta matkan varrella. Netissä esitetty väite juoksijan kuolemisesta matkalle on siis osoitettu paikkansapitämättömäksi.

----------------------------------------------------

(1. lisäys 28.02.2018) Neutronisäteilyn aiheuttama säteilyannos

Vuoden verran jäähdytetty ydinpolttoainenippu lähettää aiemmin mainitun dokumentin UCRL-ID-115199 perusteella neutronisäteilyä siten, että neutroneista aiheutuva säteilyannos on noin 1/300000 samaisen materiaalin aiheuttamasta gammasäteilyannoksesta.

Neutronisäteilyyn liittyen löytyy verkosta pdf - tiedostona suomenkielinen diplomityö

Kalle Vuorenmaa

NEUTRONIANNOSTARKKAILU KÄYTETYN POLTTOAINEEN SIIRROISSA OLKILUODON VOIMALAITOKSELLA

http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/134171/Diplomity%C3%B6_Vuorenmaa_Kalle.pdf

Sen kohdassa "5.2 Käytetyn polttoaineen neutroniaktiivisuus" mainitaan, että

"Käytetyn polttoaineen neutroniannosnopeus johtuu aktinideista, jotka hajoavat spontaanin fission kautta ja α–n-reaktiolla. Kiehutusvesilaitoksissa käytetyn polttoaineen neutronilähteen voimakkuuteen vaikuttavat rikastusaste, aukko-osuus ja palama. Tehohistorialla ja polttoaineen gadoliniumpitoisuudella on hyvin pieni vaikutus neutronilähteen muodostumiseen. (Tanskanen 2000, 9-13) Reaktorista poiston jälkeen lähteen voimakkuuteen vaikuttaa enää vain fissiotuotteiden radioaktiivinen hajoaminen."

Diplomityössä viitataan dokumenttiin

http://www.julkari.fi/bitstream/handle/10024/122846/stuk-yto-tr175.pdf

"6.2 Neutron measurements

A dominant neutron emitter is curium for spent LWR fuel. At discharge, the neutron emission is almost equally due to 242Cm and 244Cm. Owing to its short half-life, 163 days, 242Cm rapidly decays after discharge. Instead, the half life of 244Cm is 18.1 years. Thus, the neutron emission of spent LWR fuel, which has a cooling time longer than about 3 years, is mainly caused by spontaneous fission of 244Cm. [11] "

Edellä mainittu [11] on siis Tanskanen 2000 eli raportti Assessment of the neutron and gamma sources of the spent BWR fuel. Interim report on Task FIN JNT A 1071 of the Finnish Support Programme to IAEA safeguards. STUK-YTO-TR 170. Helsinki 2000. Se löytyy pdf-tiedostona täältä: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014120248738

Tuossa siis kerrotaan, että reaktorista nostettaessa käytetyssä polttoaineessa 244Cm ja 242Cm kummatkin tuottavat spontaanin fission kautta yhtä suuret määrät neutroneita. Tiedetään, että 244Cm puoliintumisaika on 18.1 vuotta ja 242Cm puoliintumisaika vain 161 vuorokautta. Yhden vuoden jälkeen melkein kaikki neutroniannos aiheutuu 244Cm:stä, jonka määrä ei tuossa vuodessa juurikaan vähene. Suoraan reaktorista nostettuna neutronien määrä spontaanista fissiosta on siis noin kaksinkertainen vuoden kuluttua mitattuun verrattuna.

Suojaamattoman käytetyn ydinpolttoaineen tapauksessa spontaanista fissiosta aiheutuvan neutronisäteilyn määrä on merkityksetöntä gammasäteilyn vaikutuksiin verrattuna. Dippatyössä mainittu neutronien lähdetermi kertoo sen, kuinka paljon neutroneita emittoituu sekunnissa kaikkiaan. Suuruusluokkana siinä olisi 1E10 neutronia sekunnissa vuoden ikäisessä polttoaineessa. (1E10 = ykkönen ja kymmenen nollaa eli kymmenen miljardia).

Säteilyannoksen suuruusluokan arviointia varten otetaan sille vertailukohde.

https://www.nrc.gov/docs/ML1122/ML11229A704.pdf

Kaupallisessä spontaaniin fissioon perustuvassa 252Cf neutronilähteessä dokumentin sivun 30 perusteella syntyy 2.4E12 neutronia/s grammaa kohti ja aiheutuu metrin päässä neutroniannos 23 Sv/h grammaa kohti. Edellä mainittu kymmenen miljardia neutronia sekunnissa (1E10) syntyisi siis 0.0042g kaliforniumia, josta metrin päässä aiheutuisi 23*0.0042 eli noin 0.1 Sv/h neutroneiden tuottama säteilyannos. Sekunnissa ilmaistuna neutronien aiheuttaman säteilyannoksen suuruus olisi noin 0.000027 Sv/s. Sitä voi verrata metrin päässä olevan polttoainenipun tuottaman gammasäteilyn annosnopeuteen 6.5 Sv/s. Neutronisäteilyn tuottama annos olisi tämän suuruusluokka-arvion perusteella noin 1/200000 gammasäteilyn tuottamasta annoksesta.

(2. lisäys 28.02.2018)

Säteilyannoksen laskennassa käytettävät painotuskertoimet eri säteilylajeille löytyvät STUKin kirjasta "Säteily ja sen havaitseminen" luvusta 2 alkaen sivulta 80.

http://www.stuk.fi/julkaisut/sateily-ja-ydinturvallisuus-kirjasarja/sateily-ja-sen-havaitseminen

Biologisia vaikutuksia katsottaessa elinkohtaiset kertoimet löytyvät saman kirjan luvusta 2 sivulta 81 taulukosta 2.2. Nuo kertoimet ovat samoja kaikille säteilylaaduille, myös neutroneille. Neutronien ja aineen vuorovaikutusta kuvataan tarkemmin saman kirjan luvussa 1 sivulta 49 alkaen. Kirja on kokonaisuudessaan ladattavissa yllä annetusta linkistä luku kerrallaan.

Avainsanat: säteilyannos 25022018 juoksija ydinpolttoainenippu

--

27.02.2018 1. korjaukset: poistettu virheellinen maininta 240Pu, lisätty maininta 244Cm ja 242Cm, loppuun kappale neutronilähteen annosnopeudesta. Keskustelu asiasta https://keskustelu.suomi24.fi/t/15197656/vaite-juoksijasta-ja-ydinpolttoainenipusta

27.02.2018 2. korjaukset: Lisätty loppuun kappale ja viitetiedot STUKin kirjaan neutronien vuorovaikutusten osalta, lisätty useampaan kohtaan maininta laskutoimituksessa tai vertailussa käytetyn polttoainenipun massasta.

(3. lisäys 18.09.2019 klo 01:00)

Vahvistan kirjoittaneeni Suomi24 palvelussa viestin tunnuksella Anonyymi 17.9.2019 23:46 https://keskustelu.suomi24.fi/t/15197656/vaite-juoksijasta-ja-ydinpolttoainenipusta#comment-99056530 (poistan tämän ilmoituksen jossakin vaiheessa myöhemmin).

(4. lisäys 23.10.2019 klo 02:38)

Tässä samassa keskustelussa esille tulleet asiat ovat suurelta osin käsitelty jo vuonna 2012 toisessa samanlaisessa keskustelussa https://keskustelu.suomi24.fi/t/10022949/ydinjateongelman-kesto mukaanlukien neutroneista aiheutuvan annoksen vähäisyys. Jos tätä samaa keskustelua yritetään taas aloittaa uudelleen tulevaisuudessa ikäänkuin keskustelua ei jo olisi käyty niin antakaa linkki tälle sivustolle. Se säästää senhetkisiltä vastaamaan erehtyviltä turhaa ajanhaaskausta.