18.9.2019

Mitä radioaktiiviselle vedelle tapahtuu, jos sitä hajotetaan sähkön avulla vedyksi ja hapeksi?

Kysymys: "Kahdeksan vuotta Japanin Fukushiman ydinvoimalaonnettomuuden jälkeen voimalan puhdistustöissä on tullut eteen uusi iso ongelma. Mitä
tehdä noin miljoonalle tonnille saastunutta vettä, jota pitäisi säilöä
ehkä useiksi vuosiksi voimalan alueella?" (Turun Sanomat, 8.3.2019).

Vesi- ja radiokemian asiantuntija, tarkastaja Miia Lampén, Säteilyturvakeskus:

Radioaktiivinen jätevesi Fukushimassa sisältää monenlaisia radioaktiivisia aineita, kuten cesiumia, strontiumia ja tritiumia. Tritium on vedyn radioaktiivinen isotooppi. Tritiumia esiintyy vedessä siten, että useimmiten toinen vesimolekyylin vetyatomeista on korvautunut tritiumilla. 

Cesiumin ja strontiumin poistamiseen radioaktiivisesta vedestä on olemassa teollisia sovelluksia, mutta jäljelle jäävä tritium onkin haastavampaa poistaa – kuinka poistetaan vettä vedestä?

Jos tritiumia sisältävää radioaktiivista vettä ryhdytään hajottamaan sähkön avulla (elektrolyysi) vedyksi ja hapeksi, tritiumista ei suinkaan päästä eroon. Tritium kaasuuntuu elektrolyysissä stabiilin eli ei-radioaktiivisien vedyn tapaan. Jätteen radioaktiivisuus ei siis katoaisi mihinkään vaan tritiumpitoisen veden tilalle tulisi tritiumpitoinen kaasu. Varastotankin vuoto-onnettomuudessa tapahtuisikin kaasuvuoto, ei vesivuoto. Niin säteily- kuin työturvallisuuden kannalta on siis järkevää pitää radioaktiivinen jätevesi vetenä, jolloin sitä on helpompi hallita ja varastoida. 

Radioaktiivisen jäteveden puhdistamisen suurin haaste on, että ei ole yleistä puhdistusmenetelmää vaan jokainen aine vaatii omat menetelmänsä. Tritiumin poistaminen vedestä on ongelma, koska tehokasta teollisuusmittakaavan puhdistusmenetelmää ei ole vielä lainkaan. Tritiumin puoliintumisaika on 12,32 vuotta, joten ajan myötä se toki häviää itsestään puoliintuessaan vähitellen stabiiliksi heliumiksi. 

Seuraan radioaktiivisten jätevesien puhdistukseen erikoistuneena radiokemistinä alan kehitystä ja uskon, että uusia radioaktiivisten aineiden puhdistusmenetelmiä saadaan lähitulevaisuudessa niin tritiumille kuin muillekin radionuklideille (radioaktiivisten aineiden isotooppi). 

Esimerkiksi molekyyliseulojen kehitys ja käyttö edistyy lupaavasti. Japanissa on meneillään patenttihakemus teollisuusmittakaavan suodatusmenetelmälle, joka perustuu alumiinipulveriin tuotettuun nanomittakaavan kokoiseen huokoseen. Ideana on, että tavallinen vesimolekyyli suodattuu niiden läpi, mutta tritiumvesimolekyyli jää loukkuun. Mikäli tuote osoittautuu kustannustehokkaaksi, sitä voitaisiin käyttää esimerkiksi Fukushimaan säilöttyjen valtavien vesimassojen puhdistukseen.

Kuvituskuvat: Mostphotos

 

Viimeksi muokattu 30.9.2019

Tietysti.fi on Suomen Akatemian sivusto, joka kertoo yleistajuisesti Akatemian rahoittamasta tutkimuksesta sekä tieteestä ja tutkimuksesta yleensä. Sivuille kootaan muun muassa tutkijahaastatteluita, tieteen yleisötapahtumia, tiedeuutisia ja tutkimuksesta kertovia taustajuttuja.

Seuraa meitä:

Ota yhteyttä

Suomen Akatemian viestintä
terhi.loukiainen@aka.fi

Lisätietoja Suomen Akatemiasta www.aka.fi