Väitös

Radioaktiivisuuden väri: tamperelaiset fotoniikan tutkijat tekevät alfasäteilystä näkyvää

Thomas Kerst
Miksi ydinvoimalan sulkeminen käy niin kalliiksi? Miksi se kestää kymmeniä vuosia? Ydinsäteilyn hehkun havaitseminen uudella tavalla voi tarjota turvallisemman, nopeamman ja taloudellisemman menetelmän ydinvoimaloiden alasajoon. Tampereen yliopistossa 4.10.2019 väittelevä Thomas Kerst esittää tutkimuksessaan, että tietty ultraviolettivalon sävy soveltuu siihen parhaiten.

Brittiläisen The Guardian -sanomalehden mukaan elinkaarensa loppua lähestyvien ydinvoimaloiden sulkemisesta on lankeamassa arviolta 253 miljardin euron lasku eurooppalaisille energiayhtiöille ja sen myötä niiden asiakkaille. Summa ei ole epärealistinen: pelkästään hyvin hoidettujen Loviisan ydinvoimalayksiköiden purkamisen jälkihoitoineen on arvioitu maksavan noin 359 miljoonaa euroa. Vaikka ydinvoiman alasajo ei itsessään olisi ongelma, sen hintalappu on.

– Kun ydinvoimalasta halutaan eroon, ylivoimaisesti kallein osa jälkihoitoa ei ole ydinjätteen käsittely ja kuljettaminen Olkiluodon tapaisiin loppusijoituspaikkoihin, vaan kaiken hiukankin radioaktiivisen materiaalin ja purkujätteen turvallinen poisto ja käsittely. Huolellisella jälkihoidolla varmistetaan, ettei ydinvoimalasta jää jäljelle lainkaan radioaktiivista jätettä, Thomas Kerst kertoo.

Vaikka ydinjätteen käsittelyssä täytyy noudattaa tiukkoja turvallisuusmääräyksiä, prosessien ei välttämättä tarvitse olla niin kalliita ja aikaa vieviä. Thomas Kerst on ollut muiden Tampereen yliopiston fotoniikan laboratorion tutkijoiden kanssa kehittämässä menetelmää, joka lupaa tehdä radioaktiivisten materiaalien käsittelystä nopeampaa, tehokkaampaa ja edullisempaa.

– Menetelmä tunnistaa säteilevät materiaalit hyödyntämällä radioluminesenssia eli voimakkaasti ionisoivan alfasäteilyn synnyttämää värillistä hehkua. Erikoiskameroita käyttämällä alfasäteily voidaan havaita pidemmän matkan päästä kuin nykyisillä menetelmillä, mikä tekee vaarallisten materiaalien paikantamisesta nopeampaa ja turvallisempaa, Kerst sanoo.

– Laboratoriokokeet ovat osoittaneet, että säteily voidaan havaita kontrolloiduissa oloissa tarkkuudella, joka vastaa Suomen viranomaisten vaatimustasoa ja seuraavaksi sitä voisi kokeilla myös oikeassa ydinvoimalaympäristössä. Menetelmä on ollut tunnettu jo aikaisemmin, mutta vasta nyt sen havaintoherkkyys on saatu riittävälle tasolle, Kerst kertoo.

Väitöstyössään Thomas Kerst esittää, että tämä herkkyyden parantaminen voidaan saavuttaa vain juuri tietyn sävyistä ultraviolettivaloa käyttämällä.

MSc Thomas Kerstin fotoniikan alaan kuuluva väitöskirja Optical Stand-Off Detection of Alpha Radiation in Nuclear Facilities tarkastetaan Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 4.10.2019 kello 12 alkaen Rakennustalon salissa RG202 (Korkeakoulunkatu 5, Tampere). Vastaväittäjänä toimii tohtori Lars René Lindvold Tanskan teknillisestä yliopistosta. Kustoksena toimii professori Juha Toivonen fotoniikan laboratoriosta.

Väitöskirja on saatavilla verkossa: https://trepo.tuni.fi/handle/10024/116990.

Kuva: Jaakko Muikku