Loviisan voimalaitoksen ilma- ja laskeumanäytteenkeräimien sijaintien optimointi: Radioaktiivisten aineiden HYSPLIT-leviämismallinnus
Turunen, Pirjetta (2026)
2026
Teknis-luonnontieteellinen DI-ohjelma - Master's Programme in Science and Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
Hyväksymispäivämäärä
2026-06-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202606087143
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202606087143
Tiivistelmä
Tässä työssä määritetään optimaaliset sijainnit Loviisan voimalaitoksen ympäristön ilma- ja laskeumanäytteenkeräimien sijainneille HYSPLIT-leviämismallinnuksen perusteella. Leviämismallinnuksen tulosten perusteella arvioidaan, mitkä ovat todennäköisimpiä leviämisalueita Loviisan voimalaitoksen poistoilmapiipusta mahdollisesti lähteneelle radioaktiiviselle päästölle. Lisäksi tulosten perusteella arvioidaan, miten nykyiset sijainnit kattavat radioaktiivisten päästöjen kannalta todennäköisimmät leviämisalueet.
Leviämismallinnus toteutetaan keskimääräisiä säätilanteita edustaville ajanhetkille. Ajanhetket valitaan Loviisan voimalaitoksen säähavaintojärjestelmän mittausaineiston perusteella. Jokaisesta vuosikvartaalista valitaan yksi ajankohta, jolloin ilmakehään mahdollisesti vapautuneesta radioaktiivisesta päästöstä aiheutuu kuivalaskeumaa, sekä toinen ajankohta, jolloin päästöstä aiheutuu märkälaskeumaa. Lisäksi mallinnetaan yksi suuremman sateen voimakkuuden ajanhetki. HYSPLIT-laskenta toteutetaan 1 Bq/h päästönopeudella ja päästön kesto on 1 h. Laskenta perustuu yksikköpäästöön ja lineaarisuusoletukseen, minkä vuoksi tulokset ovat skaalattavissa muihin päästötasoihin. Laskeuman lisäksi määritettiin ilmakonsentraation keskiarvo 0–2 metrin korkeudella, joka edustaa näytteenkeräimien korkeutta.
HYSPLIT-mallinnuksessa meteorologisena tausta-aineistokenttänä käytetään Suomen Ilmatieteen laitoksen MetCoOp-yhteistyössä tuottamaa HARMONIE-AROME-aineistoa, jonka vaakasuuntainen resoluutio on 2,5 km x 2,5 km. Korkean resoluution aineisto mahdollistaa näytteenkeräimien sijaintien tarkastelut Loviisan voimalaitoksen varautumisalueella eli noin 20 kilometrin etäisyydellä voimalaitoksesta. Laskenta suoritetaan partikkelimuotoisille radionuklideille cesium-137 ja jodi-131 (p) sekä kaasumuotoiselle nuklidille jodi-131 (g).
Työn tulosten perusteella määritettiin todennäköisimmät leviämisalueet voimalaitoksen varautumisalueella. Kuivalaskeumalle todennäköisin leviämisalue sijoittuu noin 60–80 asteen suuntaan ja tällä sektorilla 10–20 kilometrin etäisyydelle voimalaitoksesta, joka edustaa optimaalista sijaintia ilmanäytteenkeräimelle leviämismallinnuksen tulosten perusteella. Märkälaskeuman todennäköisin leviämisalue sijoittuu noin 0–30 asteen suuntaan ja tällä sektorilla alle 20 kilometrin etäisyydelle voimalaitoksesta, joka edustaa optimaalista sijaintia laskeumanäytteenkeräimelle. Tuloksia voidaan hyödyntää ympäristön säteilyvalvontaan ja näytteenkeräimien sijoituspaikkoihin liittyvän päätöksenteon tukena. Leviämismallinnuksen lisäksi näytteenkeräimien sijoituspaikoissa on huomioitava esimerkiksi maankäyttöoikeudet sekä esteetön kulku keräimille ympäri vuoden kaikissa sääolosuhteissa.
Leviämismallinnus toteutetaan keskimääräisiä säätilanteita edustaville ajanhetkille. Ajanhetket valitaan Loviisan voimalaitoksen säähavaintojärjestelmän mittausaineiston perusteella. Jokaisesta vuosikvartaalista valitaan yksi ajankohta, jolloin ilmakehään mahdollisesti vapautuneesta radioaktiivisesta päästöstä aiheutuu kuivalaskeumaa, sekä toinen ajankohta, jolloin päästöstä aiheutuu märkälaskeumaa. Lisäksi mallinnetaan yksi suuremman sateen voimakkuuden ajanhetki. HYSPLIT-laskenta toteutetaan 1 Bq/h päästönopeudella ja päästön kesto on 1 h. Laskenta perustuu yksikköpäästöön ja lineaarisuusoletukseen, minkä vuoksi tulokset ovat skaalattavissa muihin päästötasoihin. Laskeuman lisäksi määritettiin ilmakonsentraation keskiarvo 0–2 metrin korkeudella, joka edustaa näytteenkeräimien korkeutta.
HYSPLIT-mallinnuksessa meteorologisena tausta-aineistokenttänä käytetään Suomen Ilmatieteen laitoksen MetCoOp-yhteistyössä tuottamaa HARMONIE-AROME-aineistoa, jonka vaakasuuntainen resoluutio on 2,5 km x 2,5 km. Korkean resoluution aineisto mahdollistaa näytteenkeräimien sijaintien tarkastelut Loviisan voimalaitoksen varautumisalueella eli noin 20 kilometrin etäisyydellä voimalaitoksesta. Laskenta suoritetaan partikkelimuotoisille radionuklideille cesium-137 ja jodi-131 (p) sekä kaasumuotoiselle nuklidille jodi-131 (g).
Työn tulosten perusteella määritettiin todennäköisimmät leviämisalueet voimalaitoksen varautumisalueella. Kuivalaskeumalle todennäköisin leviämisalue sijoittuu noin 60–80 asteen suuntaan ja tällä sektorilla 10–20 kilometrin etäisyydelle voimalaitoksesta, joka edustaa optimaalista sijaintia ilmanäytteenkeräimelle leviämismallinnuksen tulosten perusteella. Märkälaskeuman todennäköisin leviämisalue sijoittuu noin 0–30 asteen suuntaan ja tällä sektorilla alle 20 kilometrin etäisyydelle voimalaitoksesta, joka edustaa optimaalista sijaintia laskeumanäytteenkeräimelle. Tuloksia voidaan hyödyntää ympäristön säteilyvalvontaan ja näytteenkeräimien sijoituspaikkoihin liittyvän päätöksenteon tukena. Leviämismallinnuksen lisäksi näytteenkeräimien sijoituspaikoissa on huomioitava esimerkiksi maankäyttöoikeudet sekä esteetön kulku keräimille ympäri vuoden kaikissa sääolosuhteissa.