Mikrobit ydinjätteen loppu­sijoituksessa

Hankkeen vetäjä ja VTT:n erikoistutkija Minna Vikman kertoo, että loppusijoituksen turvallisuusarvioinnissa pyritään katsomaan kaikki epävarmuudet ja tutkimaan, mitä kaikkea loppusijoituksessa voisi tapahtua. Mikrobien vaikutus on yksi tällainen tutkimuskohde.

– Mikrobeja on kaikkialla. Myös monen sadan metrin syvyydessä löytyy runsaasti bakteereja, arkeoneja ja sieniä. Olkiluodon loppusijoitustilassa, jonka lämpötila ei ole mikrobeille erityisen vaativa, on jonkin verran painetta ja suolapitoista vettä, Vikman kuvaa luolaston olosuhteita.

– Mikrobit tarvitsevat vettä, ravinteita ja energiaa, joten ne ovat normaalisti aika lepotilassa. Kun niille tuodaan ravintoa ja energiaa, ne kuitenkin aktivoituvat hyvin nopeasti. Yritämme arvioida tällä tutkimuksella, voiko sellaista tilannetta tulla, jossa ne aktivoituisivat. Ja jos niin kävisi, mitä ne voisivat siellä tehdä ja miten toimisivat erilaisissa vaihtoehtoisissa tilanteissa.

Pitkän aikavälin ilmiöitä

Ydinjätteen loppusijoitukseen liittyvien kysymysten tutkijat haastaa se, että lyhyellä, muutaman vuoden pituisella hankkeella tutkitaan asioita, joiden oletetaan tapahtuvan satojen tuhansien vuosien aikajänteellä. 

– Olemme pyrkineet simuloimaan laboratoriossa todellisia olosuhteita, mahdollisimman pitkälle. Toimme laboratorioon Olkiluodosta kiviä ja pohjavettä. Lisäksi bentoniitti ja kupari vastaavat loppusijoituksessa käytettäviä materiaaleja ja myös kaasufaasin koostumus vastaa todellisia olosuhteita, Vikman sanoo.

– Pyrimme myös ottamaan huomioon paineen ja säteilyn vaikutukset mikrobitoimintaan. Tätä realistisempi tutkimusasetelma saavutetaan vain tekemällä kokeet paikan päällä luolastossa.

Ydinjätteen säteily voi vaikuttaa mikrobiston koostumukseen, sillä mikrobit ovat hyvin sopeutumiskykyisiä.

Hankkeessa tutkittiin muun muassa mikrobien ja niiden aineenvaihduntatuotteiden aiheuttamaa korroosiota kuparin pinnalla. 

– Mikrobien toiminta saattaa myös heikentää bentoniitin toimintakykyä ja ne
voivat myös tuottaa metaania ja hiilidioksidia. Periaatteessa ne voisivat myös muuttaa loppusijoitustilan geokemialli­sia olosuhteita sekä radionuklidien hapetus-­pelkistystilaa ja kulkeutumista, Vikman listaa mikrobien mahdollisia vaikutuksia.

– Ydinjätteen säteily voi vaikuttaa mikrobiston koostumukseen, sillä mikrobit ovat hyvin sopeutumiskykyisiä. Toki tarpeeksi voimakas säteily voi myös tappaa mikrobit.

Kokemus karttuu tutkimalla

VTT:llä on kokemusta ydinjätetutkimuksesta yli kymmenen vuoden ajalta. MoToPro-hankkeeseen ovat osallistuneet omalla erityisasiantuntemuksellaan VTT:n lisäksi GTK ja Helsingin yliopisto.

– Olemme VTT:llä mikrobiologian osaajia, ja tämä ja aikaisemmat tutkimushankkeet ovat kouluttaneet meitä myös ydinjätekysymyksiin.

Hankkeessa on työskennellyt osa-­aikaisesti 20 eri alojen asiantuntijaa, yhteensä nelivuotiseen hankkeeseen on investoitu noin kahdeksan henkilötyövuotta. Ryhmässä on työskennellyt myös gradutyön ja väitöskirjan tekijöitä.

– Olemme hakeneet mukaan ensi vuonna käynnistyvään uuteen tutkimusohjelmaan jatkohankkeella, jossa selvitettäisiin mikrobien käyttäytymistä todellisessa in situ -ympäristössä.