Katastrofit suuntaavat kehitystä

Viime päivien uutiset Fukushimasta ovat olleet hälyttäviä. Säteily jäähdytysvettä sisältävän tankin lähellä on noussut tappaviin arvoihin, ja mereen vuotaa radioaktiivista vettä 300 kuutiometriä vuorokaudessa. Tilanne ei siis ole edelleenkään ohi, vaikka onnettomuus tapahtui maaliskuussa 2011.

Katastrofit vaikuttavat siihen, millaisia teknologisia valintoja teemme. Ne vaikuttavat suureen yleisöön. Myös asiantuntijat oppivat katastrofeista, sekä suoraan, että yleisön reaktioiden kautta. Katastrofit ovat aina ohjanneet kehitystä. 1800- luvulla höyryvoiman vaarallisuus aivan ilmeisesti kiihdytti polttomoottorien kehitystä, niissä kun ei tarvittu vaarallista kattilaa. (Vuosina 1870-1910 Yhdysvaltojen viranomaiset tilastoivat noin 10 000 höyrykattilaräjähdystä, mistä voisi päätellä että koko maailmassa luku oli ehkä 3-5 kertainen).

Höyrykattilaräjähdys vaatii lähes aina ihmisuhreja, usein jopa kymmeniä. Ne olivat pelottava signaali teknisen edistyksen hinnasta. Mutta ydinvoimaonnettomuudella on vielä paljon pelottavammat kasvot, kiitos ydinaseiden ja Japanin ydinpommitusten. Radioaktiivinen säteily on salaperäinen, näkymätön ja hiipivä tappaja, suoraan tai syöpiä aiheuttamalla. Se seikka, että Fukushiman tuhot ovat aivan mitättömät verrattuna sen aiheuttaneen tsunamin tuhoihin, on jo aikaa sitten unohtunut.

Koska minua kiinnostaa teknologia ja sen vaikutukset, olen myös kiinnostunut teknisistä katastrofeista. Olen lukenut lähes kaiken Tšernobylin onnettomuudesta ja katsonut sitä käsittelevät dokumenttielokuvat. Fukushiman tapaus on suoraviivaisempi, sen mekanismi on helpompi ymmärtää kuin monessa suhteessa erikoisen Tšernobylin. Olen myös käyttänyt Tšernobylin materiaalia luennoidessani riskianalyysistä.

Näille tapauksille on yhteistä, että niissä inhimillinen tekijä ja toimintakulttuuri ovat aivan ratkaisevassa roolissa. Tarkastellaanpa hieman näitä tapauksia.

Tšernobylissä suurta huomiota on kiinnitetty grafiittihidasteiseen RMBK- reaktoriin. Ikäänkuin teknologia olisi ollut ratkaiseva. Mutta mikä on totuus? Sekä Neuvostoliitossa että länsimaissa reaktorityyppiä pidettiin aikanaan päin vastoin varsin turvallisena. Siihen on eräitä syitä. Käytetty uraanipolttoaine on vähemmän rikastettua, ja reaktori on sen takia ”laiska”. Jäähdytysveden paine on varsin matala. Reaktoritila on jaettu useihin eristettyihin paineenkestäviin kanaviin, ja nämä puolestaan suljettu raskaan suoja-astian sisälle. 

Oli vähemmän tunnettua, että Englannissa, Windscalessa tapahtui onnettomuus sotilaallisessa grafiittireaktorissa vuonna 1957. Onnettomuuden yksityiskohdat pidettiin salaisina 2000- luvulle asti. Vaikka tapaus oli varsin erilainen, sen tunteminen olisi saattanut muuttaa suhtautumista grafiittireaktoreihin.

Tiedon salailun perinteellä oli oma osuutensa Tšernobylin onnettomuuteen. Reaktorin suunnitelleet fyysikot itse asiassa tiesivät, että reaktori on epävakaa pienillä tehoilla. Tieto pidettiin kuitenkin salassa, joten reaktorin käyttäjät eivät täysin ymmärtäneet laitoksen ominaisuuksia. Ainoa viite epävakauteen oli käyttökäsikirjaan kirjattu kielto ajaa reaktoria pienillä tehoilla – syytä kertomatta. 

Toimintakulttuuri oli ehkä ratkaiseva onnettomuuden aiheuttaja. Kulttuuri oli hierarkkinen ja autoritäärinen, toisinajattelua ei siedetty. Kun reaktorissa suoritettu koe ei sujunut suunnitellusti, osa operaattoreista vaati kokeen keskeytystä. Heidät peloteltiin ja uhkailtiin hiljaisiksi – tunnetuin seurauksin. Kokeen pitkittyessä aloitti uusi työvuoro, joka oli vielä vähemmän selvillä reaktorin ominaisuuksista. Lopulta vaarallisella tehoalueella toimivaan reaktoriin syntyi tehopiikki, joka rikkoi polttoainesauvoja ja aiheutti höyryräjähdyksen. Paineaalto irrotti suoja-astian kannen ja särki reaktorirakennuksen katon. Grafiitti rikkoutui ja syttyi tuleen.

Se, mitä tapahtui onnettomuuden jälkeen, on myös hämmästyttävää. Voimalaitoksen työntekijät ja paikalle saapuneet pelastajat ryhtyivät välittömästi toimiin tulipalon hillitsemiseksi ja katastrofin rajoittamiseksi. Ennalta harjoiteltujen pelastustoimien lisäksi toimittiin improvisoidusti, luovasti ja hyvin rohkeasti. On vaikea sanoa oliko kaikki tehty hyödyllistä, mutta joka tapauksessa katastrofin hallintaan pantiin kaikki mahdolliset resurssit. Pelastajien henki ja terveys asetettiin toiselle sijalle.

Fukushiman onnettomuus sai alkunsa luonnonkatastrofista. Maanjäristyksen seurauksena toiminnassa olleet reaktorit 1,2 ja 3 pysäytettiin hallitusti. Sitten järistystä seurannut tsunami katkaisi ulkoiset sähkölinjat ja pysäytti varasähköä tuottavat dieselgeneraattorit. Reaktorien ohjausjärjestelmä jäi toimimaan akkuvirran avulla, mutta jäähdytysjärjestelmä olisi tarvinnut kipeästi ulkoista sähkövirtaa. Lisää akkuja tuotiin laitoksille, mutta jäähdytyspumppujen tarvitsemaa sähkövirtaa saatiin vasta 1-5 vuorokauden kuluttua, eikä silloinkaan riittävästi. Tilannetta vaikeutti se, että tsunami oli vahingoittanut myös laitoksen sisäistä sähkökytkentälaitteistoa. Normaali sähkönsaanti turvattiin laitoksille vasta kaksi viikkoa onnettomuudesta.

Fukushiman ydinonnettomuus paljasti erään ydinvoimalan ikävän piirteen. Reaktori saadaan kyllä pysäytettyä luotettavasti sekunnin murto-osassa, mutta polttoainesauvoissa on runsaasti lyhytikäisiä radioisotooppeja, jotka tuottavat spontaanisti jälkilämpöä. Lämmöntuotto vaimenee nopeasti, ja kuukauden kuluttua se on 0,2 % nimellistehosta. Ei tunnu paljolta, mutta jos nimellisteho on 1000 MW, jälkilämpöä syntyy kuukauden kuluttua vielä 2000 kW teholla.

Kun Fukushiman reaktorit jäivät vaille jäähdytyskiertoa, niiden jäähdytysvesi alkoi pian kiehua. Kiehumisen jatkuessa polttoainesauvat jäivät kuiviksi, ja tulivat yhä kuumemmiksi. Hehkuva metalli alkoi syödä vesihöyrystä happea, ja vapautti runsaasti räjähdysherkkää vetyä. 2-5 päivän kuluessa onnettomuudesta reaktoreissa 1, 2 ja 3 tapahtui vetyräjähdys, joka rikkoi rakennuksia ja vahingoitti laitteita. Reaktorien jäähdytys kävi entistä hankalammaksi, niiden polttoaine alkoi sulaa, ja yhä suurempia määriä radioaktiivisuutta joutui ilmaan ja jäähdytysveteen. Reaktori 4 oli pysäytetty ja polttoainesauvat siirretty varastoaltaaseen. Ilmeisesti hieman yllättäen myös varastoallas alkoi kiehua, ja sai aikaan vetyräjähdyksen viiden päivän kuluttua onnettomuudesta.

On vaikea saada selkoa, miten tehokkaasti tilanteessa toimittiin. Kuten edellä kerrotusta käy ilmi, kiireelliset toimet olisivat olleet tarpeen. Osattiinko tilanteen vakavuus viestiä välittömästi, jotta tarpeelliset resurssit, ennen kaikkea varavoimayksiköt olisi lennätetty paikalle, ja osattiinko improvisoida ja tehdä nopeita päätöksiä? Vai kangistuiko toiminta japanilaisen yhteiskunnan jäykkyyteen, arvovaltakysymyksiin ja raskaaseen hierarkiaan? On myös selvää, että tsunamin aiheuttama valtava tuho ja inhimillinen hätä vaikeuttivat resurssien irrottamista reaktorien pelastamiseen.

Onnettomuuksien pohtimisesta jää mieleen kaksi asiaa. Ensinnä, voimalat, niiden käyttöympäristöt, ja suunnittelijoiden ja käyttäjien toimintakulttuurit muodostavat mutkikkaan kokonaisuuden. Tekniset viat, käyttäjien virheet tai ympäriltä tulevat häiriöt voivat laukaista tapahtumaketjun, joka voi johtaa onnettomuuteen. Ja onnettomuustilanteen hallinta on myös herkkää virheille ja toimintakulttuurin piirteille.

Toiseksi, jokainen onnettomuus saa aikaan korjaavia toimenpiteitä. Kaikki tekniikka etenee kokemuksen ja erehdysten reittiä. Ilmailu on vaatinut kymmeniä tuhansia ihmishenkiä, maantieliikenne tappaa satoja tuhansia ihmisiä joka vuosi. Ydinvoimaonnettomuudet taas ovat hyvin harvinaisia, ja niiden vaikutukset ovat globaalissa skaalassa mitättömiä. Uhka on mitätön myös verrattuna globaalin ilmastomuutoksen huonoihin skenarioihin. Ydinvoima lienee edelleenkin turvallisin energian tuoton muoto suhteutettuna energian määrään.

Mutta teknologia on muutakin kuin kylmiä numeroita. Se on osa kulttuuria, ja suhtaudumme siihen myös tunteella. Aiemmin myös ajateltiin, että ydinvoimaa pitäisi käyttää vain teknisesti kehittyneissä ja oloiltaan vakaissa ja demokraattisissa maissa. Mutta Three Mile Islandin ja Fukushiman onnettomuudet saavat epäilemään tätäkin lähtökohtaa.

Olen varma, että pitkällä tähtäimellä ihmiskunta ei halua elää ydinvoiman kanssa. Elämme nyt siirtymäkautta – mutta se saattaa olla yllättävän pitkä.