Ydinonnettomuus

Siviilikäytössä olevissa ydinvoimaloissa on sattunut vakava onnettomuus yhteensä viidellä reaktorilla. Maaliskuussa 2011 Fukushiman ydinvoimalassa Japanissa kolmen reaktorin sydän pääsi sulamaan. Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuus Ukrainassa Neuvostoliitossa tapahtui vuonna 1986 ja Three Mile Islandin ydinvoimalaonnettomuus Harrisburgissa Yhdysvalloissa vuonna 1979.[5] Ydinvoiman historiassa on joulukuuhun 2019 mennessä kertynyt 18 293 reaktorivuotta[6]. Historiassa on siis tapahtunut yksi onnettomuus noin 3 700 reaktorinkäyttövuotta kohden.

Onnettomuuksien todennäköisyyttä arvioidaan myös todennäköisyysperusteisella riskianalyysillä. Suomessa vaaditaan, että uusissa ydinvoimaloissa vakavan onnettomuuden todennäköisyyden täytyy olla pienempi kuin kerran 100 000 vuodessa.[7] Vanhoille reaktoreille sallitaan suurempi onnettomuustodennäköisyys; esimerkiksi Loviisan ykkösreaktorilla se oli vuoden 2018 riskianalyysin mukaan kerran 83 000 vuodessa[8].

Ydinvoiman historiassa onnettomuuksia on siis tapahtunut useammin kuin nykyisten riskianalyysien mukaan pitäisi. Mutta vakavaa onnettomuutta ei ole koskaan tapahtunut sellaisella reaktorilla, jolle olisi tehty kunnollinen todennäköisyysperusteinen riskianalyysi. Three Mile Islandin ja Tšernobylin onnettomuuksien aikaan riskianalyysien menetelmiä oltiin vasta kehittämässä. Fukushiman riskianalyysi taas oli pahasti puutteellinen, ja siinä ei arvioitu ollenkaan tsunamin tai yleensäkään tulvan todennäköisyyttä. Kansainvälisen atomienergiajärjestön IAEA:n mukaan huolella tehty riskianalyysi olisikin paljastanut Fukushiman onnettomuusriskit etukäteen.[9]

Vakavassa reaktorionnettomuudessa helpoiten vapautuvat radioaktiiviset jalokaasut eli krypton ja ksenon. Jalokaasupäästöjä ei voida vähentää suodattimilla. Jalokaasupäästö on vähemmän vaarallinen kuin muut radioaktiiviset aineet, koska jalokaasut eivät aiheuta laskeumaa vaan leviävät ilmakehään ja laimentuvat tehokkaasti ja koska ne eivät sitoudu ihmisen elimistöön.[4]

Melko helposti onnettomuudessa vapautuu myös radioaktiivista jodia, joka höyrystyy matalassa lämpötilassa. Ympäristöön kulkeutuva jodi pääsee elimistöön hengityksen ja ruuan kautta. Elimistössä jodi sitoutuu kilpirauhaseen. Radioaktiiviselta jodilta voidaan suojautua joditableteilla. Ne sisältävät ei-radioaktiivista jodia, joka ”kyllästää” kilpirauhasen ja estää radioaktiivisen jodin imeytymisen rauhaseen. Jodin merkittävin isotooppi on jodi-131, jonka puoliintumisaika on kahdeksan päivää, joten se häviää ympäristöstä käytännössä kokonaan muutamassa kuukaudessa.[4]

Pitkällä aikavälillä merkittävin ydinonnettomuudessa vapautuva aine on cesium. Ydinvoimalan suojarakennuksessa cesium leijuu onnettomuuden aikana pieninä hiukkasina, jotka voidaan kerätä suodattimiin. Jos suojarakennus rikkoutuu, suuri määrä cesiumia voi päästä ympäristöön. Cesium-137-isotoopin puoliintumisaika on 30 vuotta, joten cesium-laskeuma voi aiheuttaa ydinvoimalaitoksen lähialueella kymmeniä vuosia kestäviä rajoituksia asumiseen ja maanviljelyyn.[4]

Säteilyn annosnopeus Fukushiman prefektuurissa onnettomuuden jälkeen. Korkein mitattu annosnopeus laski 88 prosenttia kahdessa viikossa.

Erittäin vakava ydinonnettomuus aiheuttaa säteilyvaaran, kun ympäristöön leviää radioaktiivisia aineita, jotka liikkuvat ilmassa tuulen mukana. Säteilyn annosnopeus laskee sen jälkeen, kun tuuli on kuljettanut ilmassa leijuvat radioaktiiviset aineet pois. Tuulen mukana levitessään päästö laimenee ja säteilyn voimakkuus laskee. Sade huuhtoo radioaktiivisia aineita päästöpilvestä maahan ja siitä edelleen syvemmälle maaperään ja asutuilla alueilla viemäreihin.[4]

Pidemmällä aikavälillä maahan laskeutuneet radioaktiiviset hiukkaset eli laskeuma aiheuttaa ihmisille ulkoista säteilyannosta. Lisäksi laskeuma voi saastuttaa juomavettä ja elintarvikkeita (esim. viljaa, rehua, marjoja, sieniä ja kaloja), ja siten radioaktiivisia aineita voi kulkeutua ihmisiin ja aiheuttaa sisäisiä säteilyannoksia. Maanpinnalle laskeutuneita radioaktiivisia hiukkasia voi myös nousta uudestaan hengitysilmaan esimerkiksi tuulisella säällä.[4]

Akuutteja terveysvaikutuksia tai hengenvaaraa ei pidetä kovin realistisena uhkana voimalaitosalueen ulkopuolella edes erittäin vakavan onnettomuuden aikana. Esimerkiksi Tšernobylissä evakuoitujen asukkaiden säteilyannokset olivat enimmäkseen alle 250 millisievertiä ja joillakin harvoilla 300–400 millisievertiä. Akuutteja terveysvaikutuksia alkaa ilmetä yli 500 millisievertin annoksilla.[4] Voimalaitoksen alueella työskentelevät voivat saada tätä suurempia annoksia.

Oikein toteutettu väestönsuojelu vähentää väestön säteilyannosta säteilyvaaratilanteessa. H/t-akseli kuvaa annosnopeutta eli ”säteilyn voimakkuutta”, t-akseli aikaa. Alussa luonnollinen taustasäteily on tasolla x. Radioaktiivisen päästön saapuessa alueelle säteilytaso nousee nopeasti ja laskee vähitellen hieman alkuperäistä korkeammalle tasolle pilven kuljettua ohi. Tehokkaalla väestönsuojelulla, muun muassa sisälle suojautumalla, väestön saama annosnopeus jää hieman tavallista suuremmalle tasolle y ja väestö saa valkoisella merkityn kokonaisannoksen H_B. Tällöin ehkä vältetään ilman suojelua saatava oranssilla merkitty annos H_A. Sininen viiva näyttää väestönsuojelutoimien tehon alun ja punainen lopun. Jos väestöannos ei kasva huomattavasti, myös muutoin myöhemmin havaittavat haittavaikutukset terveyteen ehkä vältetään.

Suuret säteilyannokset vaikuttavat väestön syöpäriskiin. Syöpätapausten esiintyminen saattaa yleistyä väestössä havaittavasti jo pienelläkin todennäköisyyden muutoksella, siksi säteilyltä suojautuessa tähdätään säteilyannoksen pienentämiseen.

Tšernobylin onnettomuus antaa havainnoille perustuvan käsityksen siitä, miten paljon säteilyn myöhäisvaikutuksia on odotettavissa poikkeuksellisen vakavassa ydinonnettomuudessa, kun väestönsuojeluun ei ryhdytä ajoissa. Tähän mennessä Tšernobylin onnettomuudessa altistuneessa väestössä on havaittu 10–20 tapauksen lisäys normaaliin verrattuna kilpirauhassyövän aiheuttamien kuolemantapausten määrässä. Muita säteilyn aiheuttamia terveyshaittoja kuin kilpirauhassyövän yleistymistä ei väestössä ole havaittu (mm. UNSCEAR, 2000).

Maailman terveysjärjestön WHO:n vuoden 2006 arvion mukaan jopa 9 000 ihmistä voi kuolla Tšernobylin säteilyn aiheuttamiin syöpiin. [16] UNSCEARin vuoden 2008 raportissa[17] arvioidaan mahdolliseksi syöpäkuolemien maksimimääräksi 4 000. Ero WHO:n ja UNSCEARin arvioiden välillä selittyy sillä, että WHO käyttää LNT-mallia hyvin pienten 20 vuoden aikana saatujen säteilyannosten, 10 mSv–20 mSv (keskimäärin 0,5 mSv/vuosi – 1 mSv/vuosi), mahdollisesti aiheuttamien syöpien arviointiin, mitä UNSCEAR ei tee, vaan se asettaa alarajaksi 30 mSv (keskimäärin 1,5 mSv/vuosi). Vertailun vuoksi Suomessa yli 100 000 ihmisen radonin vuoksi saaman säteilyannoksen on arvioitu olevan yli 10 mSv/vuosi eli 20 vuodessa yli 200 mSv. [18] Vastaavasti ilmansaasteiden arvioidaan aiheuttavan vuosittain jopa 800 000 ennenaikaista kuolemaa Euroopassa ja 8,8 miljoonaa maailmanlaajuisesti. [19] [20]

Arviot kuolleista kuitenkin vaihtelevat, sillä WHO:n raportin lisäksi eri tahot ovat esittäneet huomattavasti suurempia arvioita kuolleisuudesta. Venäjän tiedeakatemian mukaan onnettomuuden vuoksi kuoli ennenaikaisesti 210 000 ihmistä.[21] Greenpeace arvioi kuolemantapausten lukumääräksi noin 93 000–140 000.[22] Venäläinen professori Aleksei Jablokov on esittänyt, että onnettomuuden vuoksi oli jo vuoteen 2008 mennessä kuollut jopa 900 000 ihmistä. Hän on kritisoinut WHO:ta ja IAEA:ta valehtelusta ja katsoo, että WHO on ”ydinvoimafriikkien” hallinnassa.[23]

Säteilyturvakeskus on tutkinut vakavan ydinonnettomuuden seurauksia, kun väestönsuojelutoimia tehdään. Esimerkiksi tutkimuksessa Ydinuhkat ja varautuminen (Mustonen et al., 1995) arvioitiin poikkeuksellisen vakavan ydinonnettomuuden vaikutuksia Suomessa. Tutkimuksen lähtökohtia kuvataan näin: ”Pahimmat mahdolliset seuraukset saadaan yhdistämällä kaikki tilanteeseen vaikuttavat tekijät pahimmalla mahdollisella tavalla sekä lisäksi tekemällä tapahtuman vakavuutta todennäköisesti liioittelevia ominaisuuksia niiden kohdalla, joita ei tunneta.” Tutkimusta varten oletettiin onnettomuuspäästön olevan realistisena pidettyä arviota suuremman ja säätilan oletettiin olevan sellainen, että se vie päästön kapeana vanana suoraan tarkasteltuun kohdekaupunkiin – näitä olivat mm. Turku ja Helsinki. Tutkimuksessa kommentoidaan näin epäsuotuisan säätilan olevan niin epätodennäköinen, että sellaista on tuskin koskaan esiintynyt. Tutkimuksen mukaan akuutteja terveyshaittoja ei väestössä esiintyisi missään tutkituista tapauksista, puhumattakaan kuolemanvaarasta. Säteilyannokset olisivat kuitenkin niin suuria, että väestönsuojelutoimet olisivat tarpeen. Pitkän aikavälin terveyshaittoja arvioitaessa terveyshaittojen kannalta pahimman tutkitun tilanteen seurauksena, kohdekaupungin ollessa Helsinki, aiheutuisi 30 kilpirauhassyöpätapausta, kun väestönsuojelu on tehty oikein. Normaalihoidolla kilpirauhassyövistä 10 % johtaa kuolemaan, joten kuolemaan johtavia tapauksia olisi siis ainoastaan 3. Muita terveysvaikutuksia ei odoteta havaittavan.

Tšernobylin onnettomuus on WHO:n mukaan johtanut vuoteen 2006 mennessä 15:een kilpirauhassyövistä johtuvaan kuolemantapaukseen. Havaittuja, onnettomuudesta johtuviksi luokiteltuja syöpätapauksia oli yhteensä 4 837, joten syöpään kuolleisuudeksi tulee 0,3 %. Kilpirauhassyövän hoitotulokset ovat siis erittäin hyviä. Tämän ja myöhempien tutkimusten perusteella on syöpään kuolleisuudeksi arvioitu alle 1 %. [24] [25]

Vuonna 2013 ICRP:n muistiossa [26] arvosteltiin kovin sanoin ihmisten säteilynsuojaustarkoitukseen tehdyn ns. LNT-mallin käyttämistä hyvin pienten säteilyannosten aiheuttamien syöpätapausten lukumäärän arviointiin suurten ihmismäärien kohdalla (aggregointi). Säteilyturvasta vastaavat kansainväliset järjestöt (ICRP, UNSCEAR) eivät ole pitäneet tällaista käyttöä hyväksyttävänä.[26] Muistiossa tällaisista arvioista käytettiin ilmaisuja: spekulatiiviset, todistamattomat, havaitsemattomat ja haamuluvut. Säteilyasiantuntijat pitävät yleisesti alle 100 millisievertin (mSv) säteilyannoksia niin pieninä, että niiden mahdollisesti aiheuttamia syöpiä ei pystytä tilastollisesti havaitsemaan, kuten em. ICRP:n muistiossa todetaan. Itse LNT-hypoteesiakin kohtaan on esiintynyt lisääntyvää kritiikkiä, sillä sen käytön pienten säteilymäärien kohdalla katsotaan aiheuttavan enemmän haittoja (mm. irrationaalinen säteilypelko) kuin hyötyjä. [27] [28] [18] [25] [29]

Hormeesi-teorian kannattajien mielestä sitä vastoin pienet, taustasäteilyn luokkaa olevat, säteilyannokset ovat hyödyllisiä. Eläinkunta, mukaan lukien ihmiset ja muut eliöt, ovat heidän mukaansa sopeutuneet miljoonien vuosien kuluessa taustasäteilyyn ja olisivat kuolleet sukupuuttoon ilman sopeutumista. Epidemiologisilla tutkimuksilla ei käytännössä voida osoittaa kumpaakaan näkökantaa (LNT, Hormeesi) sen paremmin oikeaksi kuin vääräksi, koska tähän vaadittu otoskoko kasvaa niin suureksi. Suolakaivoksissa syvällä maan alla, jossa taustasäteily on voitu eliminoida, on kuitenkin voitu osoittaa että organismit voivat paremmin ja kasvavat nopeammin, kun niihin kohdistuu taustasäteilyä, verrattuna siihen, että sitä ei ole. [30] [31] [32] [33] [34]

40-vuotisen tutkimuksen perusteella Hiroshiman ja Nagasakin ydinpommit eivät aiheuttaneet geneettistä vahinkoa, joka tuottaisi jälkeläisissä mutaatioita. Tutkimus ydinpommista selviytyneiden saamista lapsista ei löytynyt lisääntyneesti kromosomivirheitä, syöpiä, veriproteiinimutaatioita eikä synnynnäisiä vaivoja. Väitteet Sellafieldin seudun lasten leukemioista johtuisivat tutkijan mukaan muista tekijöistä.[35][36][37][38] Atomipommeista huomattavalle säteilyannokselle altistuneiden naisten lasten poikkeamat ja synnynnäisvaivat eivät olleet yleisempiä kuin Japanin keskiarvo.[39][40]

Joditabletteja

Suojelutoimet säteilyvaaralta suojautumisessa tähtäävät väestön säteilyaltistuksen minimoimiseen myöhemmin ilmenevien syöpätapausten torjumiseksi. Suojautumista koskevat ohjeet antaa viranomainen, ja niistä tiedotetaan radiossa. Ohjeet suojelutoimenpiteistä ovat myös puhelinluetteloissa ja netissä[41]. Evakuointi voidaan toteuttaa jo onnettomuuden alkuvaiheessa, jos se ehditään tehdä ennen päästöä. Päästöpilven ylikulun ajaksi suojaudutaan sisätiloihin ja sammutetaan ilmanvaihto. Näin vältytään radioaktiivisen ilman hengittämiseltä ja päästöpilvestä tulevalta suoralta säteilyltä. Kilpirauhasta radioaktiiviselta jodilta suojaava joditabletti otetaan vain viranomaisen kehotuksesta, koska liian aikaisin tai liian myöhään nautittuna tabletin suojavaikutus heikkenee. Kun päästöpilvi on ohittanut alueen, evakuointi voi olla tarpeen suuren radioaktiivisen laskeuman alueilla. Suuri laskeuma voi syntyä, jos esimerkiksi vesisade lisää maahan putoavien radioaktiivisten hiukkasten määrää. Jos ruoka (esim. vilja, eläinten rehu tai marjat) tai vesi ovat saastuneet, niiden käyttöä voidaan joutua rajoittamaan.[4]

Poikkeuksellisen vakava ydinonnettomuus voi aiheuttaa vakavia paikallisia ympäristövaikutuksia. Aivan onnettomuuspaikan läheisyydessä suuri radioaktiivinen päästö voi aiheuttaa selviä ympäristöhaittoja, kuten kasvien kasvun hidastumista ja eläinten kuolemia. Nämä lähellä onnettomuuspaikkaa aiheutuvat haitat vähenevät sitä mukaa, kun päästö laimenee ja säteily heikkenee. Onnettomuuden jälkeen luonnon uusiutuminen johtaa aikanaan alueen palautumiseen luonnontilaan. Kauempana onnettomuuspaikasta päästö laimenee, eikä se todennäköisesti enää aiheuta havaittavaa väliaikaistakaan haittaa ekosysteemille. Ympäristövaikutukset tunnetaan hyvin sattuneiden onnettomuuksien ja ilmakehässä tehtyjen ydinräjäytysten – jotka aiheuttavat huomattavasti ydinonnettomuutta suurempia säteilyaltistuksia – perusteella.

Esimerkiksi Tšernobylissä ensimmäisenä vuonna onnettomuuden jälkeen alueen kasvillisuudessa ilmeni selviä haittavaikutuksia säteilystä, erityisesti kasvun hidastumista. Seuraavaan kevääseen mennessä luonto oli kuitenkin palautunut ennalleen. Nykyisin yleinen säteilytaso alueella ei poikkea luonnossa normaalisti esiintyvästä vaihteluvälistä. Alueen luonto on nyttemmin toipunut jopa onnettomuutta edeltänyttä tilaa rikkaammaksi. Voimalaitoksen ympärillä on 30 km:n läpimittainen vyöhyke, jonne pääsy on kielletty. Kieltoa noudatetaan vaihtelevasti mutta kuitenkin tarpeeksi, jotta normaali ihmisen toiminta on alueella käytännössä pysähtynyt. Sen seurauksena alueen luonto on vallannut ihmisen käytössä olleita alueita, ja muutenkin ympäristö on palannut lähemmäs luonnontilaa. Populaatiot ja monimuotoisuus ovat kasvussa. Monet eläin- ja kasvilajit ovat yleistyneet, ja eräitä harvinaisia lajeja on jopa palannut alueelle. Alueen luonnon nykytila ei tietenkään ole onnettomuuden suoraa seurausta vaan pikemminkin johtuu muun ihmisen toiminnan puutteesta. Tšernobylin esimerkki kuitenkin osoittaa, että poikkeuksellisen vakavakaan ydinonnettomuus tuskin aiheuttaa pysyvää vahinkoa ekosysteemille, tai ainakaan sellaista ei tähän päivään mennessä ole todettu.

Vuonna 2009 julkaistun tutkimuksen valossa Tšernobylin luonnon vauriot ovat arvioitua vakavammat. Pahimmalla onnettomuusalueella ei ole juuri ollenkaan selkärangattomia eläinlajeja, ja nisäkkäissä esiintyy poikkeuksellisen paljon epämuodostumia.[42]