Samalla kun Suomeen on tekeillä kaksi uutta ydinvoimalaa, aletaan maamme vanhinta reaktoria purkamaan. Prosessi on kuitenkin hidas, sillä viranomaisten täytyy varmistaa, että homma hoituu kunnolla. Seuraavan vuoden ajan pallo on Säteilyturvakeskuksella.

Espoon Otaniemessä sijaitseva VTT:n tutkimusreaktori FiR-1 otettiin käyttöön vuonna 1962. Se ehti palvella tutkimusta ja lääketiedettä yli 50 vuoden ajan. Sitä käytettiin niin neutroni- ja reaktorifysiikan tutkimuksessa, koulutuksessa, isotooppianalyyseissä, kuin sädehoitoasemanakin.

Nyt on vuorossa laitoksen käytöstäpoisto, joka täytyy hoitaa tarkasti. Prosessi alkoi jo vuonna 2015, jolloin reaktori suljettiin viimeisen kerran.

Nyt VTT hakee lupaa FiR-1 -reaktorin lopullista purkamista sekä alueen puhdistamista varten. Luvan antaa valtioneuvosto. Ympäristövaikutusten arviointi on jo Työ- ja elinkeinoministeriön hyväksymä.

Laitoksen sulkemisen jälkeen purkamisesta on tehty tarkka suunnitelma. Siinä käydään läpi kuinka reaktori puretaan, laitospaikka puhdistetaan, ja radioaktiiviset aineet käsitellään. Purkujätteiden välivarastointi ja aikanaan loppusijoitus on tarkoitus toteuttaa Suomessa, yhteistyössä ydinvoimayhtiöiden kanssa.

Reaktorirakennuksen nykyinen säteilytaso ei juuri poikkea ympäristöstä. Purkujätteen kokonaismääräksi VTT arvioi "muutamia kymmeniä kuutiometrejä".

Mukana on myös suunnitelma käytetyn ydinpolttoainemäärän loppusijoituksesta. Tämä korkea-aktiivinen jäte kuljetettaneen Yhdysvaltoihin Idahon ydintutkimuskeskukseen. Samoin on tehty useiden muidenkin maiden tutkimusreaktorien kanssa. Käytetyt polttoainesauvat eivät juuri kuumene, sillä niiden jälkilämpö on alle watin. Polttoaine voidaan siksi kuljettaa loppusijoituspaikkaansa kuivasäiliössä. Määrä on hyvin pieni, vain noin 25 kiloa 20-prosenttiseksi rikastettua uraania.

Nyt on Säteilyturvakeskuksen vuoro arvioida, onko suunnitelma riittävä, toteuttamiskelpoinen ja lainmukainen. Käytöstäpoisto pitää suunnitella ja toteuttaa niin huolellisesti, että sekään ei aiheuta ongelmia ihmisille tai ympäristölle. STUKin osalta arviointiin kulunee noin vuosi.

FiR-1 hankittiin aikoinaan Yhdysvalloista. Reaktorin yyppinimi TRIGA on akronyymi sanoista "Training, Research, Isotopes, General Atomics", eli se on suunniteltu juuri yliopistojen tutkimuskäyttöön.

Reaktori on allasjäähdytteinen, eikä se tarvitse erityistä suojakuorta. Laitoksen fissioteho on varsin vähäinen, ainoastaan 250 kW. Uraani-zirkonium-hydridi -seoksella toimiva laitos on suunniteltu niin, että polttoaineen lämmetessä sen ydinreaktiot käyvät koko ajan harvinaisemmiksi. Näin sitä voidaan käyttää huoletta hyvinkin suurella teholla ilman sulamisriskiä – tosin ainoastaan lyhyinä pulsseina. Valmistajan mukaan reaktorilla voidaan saavuttaa jopa 22 gigawatin hetkittäinen teho.

FiR-1 on ensimmäinen ydinreaktori, joka poistetaan Suomessa käytöstä. Samalla pystytään päivittämään ydinlaitoksia koskevia viranomaisohjeita tulevien, paljon suurempien ydinvoimalaitosten poistoa ajatellen. FiR-1 toimii siis yhä vieläkin harjoittelukappaleena.

Suomessa on toiminnassa neljä muuta ydinreaktoria, kaksi Loviisassa ja kaksi Olkiluodossa. Ne otettiin käyttöön vuosina 1977–80 ja ovat käyttöikänsä päässä 2020–2030 -lukujen taitteessa. Ne ovat voimalaitoksia, jotka tuottavat yhteensä noin neljänneksen kaikesta maassamme käytetystä sähköstä.

Uusiakin ydinvoimaloita on tulossa: Olkiluoto-3 päästäneen (viimein) käynnistämään 2018, samana vuonna kuin Hanhikiven ydinvoimalan varsinaisen rakentamisen on tarkoitus alkaa.

FiR-1, tai sen käytetty polttoaine eivät tiettävästi ole missään vaiheessa aiheuttaneet vaaraa ympäristölle tai ihmisille.

Lisätietoa FiR-1 -projektin purkamisesta: VTT, STUK

Paitsi että kyseessä ei ollut polkupyörä, vaan potkupyörä. 

Saksalainen Karl Drais teki 200 vuotta sitten puusta kaksipyöräisen laitteen, jonka päällä saattoi istua ja mennä eteenpäin jaloilla vauhtia antaen. Hän nimesi laitteensa juoksukoneeksi ja keikarihevoseksi, ja vaikka sitä ei siis poljettukaan, oli se olemukseltaan niin paljon nykypolkupyörän kaltainen, että sitä saattaa pitää fillarin esiasteena.

Syynä laitteen keksimiseen oli ennen kaikkea se, että viljan hinta kääntyi nopeasti nousuun vuosina 1916 ja 1817, koska säätila ympäri maailman oli tuolloin hyvin huono. Sadoista tuli ennätyksellisen huonoja ja siksi esimerkiksi hevosen pitäminen tuli kalliiksi, koska sille piti joka tapauksessa ostaa ruokaa.

Niinpä Drais mietti vaihtoehtoisia kulkea paikasta toiseen ja kehitti pyöränsä. Ensimmäinen polkupyörä (jos sitä nyt voi kutsua polkupyöräksi) oli puurakenteinen pyöriään myöten, siinä oli nahkainen pitkä istuin ja metallinen ohjaustanko. Sen massa oli noin 22 kilogrammaa, mitä voi pitää varsin vähäisenä. 

Drais teki ensimmäisen julkisen ajelunsa tällä pyörällä 12. kesäkuuta vuonna 1817. Hän kulki kotoaan Mannheimista noin 20 kilometrin päässä olleeseen Schwetzingenin majataloon keskinopeudella, joka kuulemma oli noin 15 km/h.

Menopelit eivät kuitenkaan olleet saman tien menestys, vaan ennemminkin pettymys. Paitsi että pula-aika vaikeutti niiden tekemistä, törmäilivät ajajat jalankulkijoihin kapeilla, mukulakivisillä ja mudasta usein liukkailla teillä.

Pyörän suosio kuitenkin kasvoi jopa niin nopeasti, että vielä vuonna 1817 pyöräily jalankulkijoiden kanssa jaetuilla teillä kiellettiin Mannheimissa, ja seuraavana vuonna myös Pariisissa. Lontoossa pyöräily kiellettiin vuonna 1819.

Tällaisenaan potkupyörästä ei kuitenkaan tullut menestystä, vaan vasta kunnollinen polkupyörä ketjuvetoineen ja ilmapyörineen löi itsensä kunnolla läpi. Tämä vallankumous alkoi vuonna 1861 (kymmenen vuotta Draisin kuoleman jälkeen), kun nykyaikainen pedaali ja voimansiirto otettiin käyttöön.

Saksalaiset ovat luonnollisesti innoissaan polkupyörän satavuotisjuhlasta ja siksi siellä on perustettu erityinen nettisivu asialle: www.200jahre-fahrrad.de

Ultraäänellä, eli korkeilla ääniaalloilla, voidaan synnyttää paineiskuja, jotka irrottavat likaa ja epäpuhtauksia. Tätä käytetään jo nyt monissa paikoissa, mutta nyt siihen on kehitetty olennainen parannus.

Fysiikan professori Edward Hæggströmin johtama tutkimusryhmä Helsingin yliopistossa on kehittänyt ultraäänipesumenetelmän, joka käyttää lääketieteellisestä tekniikasta tuttuja ultraäänikenttien ohjaustekniikoita, tietokonepohjaista mallinnusta ja erilaisia aiempia ultraäänipesutekniikoita. 

Tuloksena on ohjattava tehoultraääni, jota käyttämällä voidaan puhdistaa teollisten nestekiertoisten tuotantolaitteistoja, kuten putkistoja ja lämmönvaihtimia ilman, että käynnissä oleva tuotantoprosessi täytyy keskeyttää.

"Yleensä ultraäänipesu tapahtuu erillisissä pesualtaissa ja vaatii käynnissä olevan tuotantoprosessin keskeyttämisen ja puhdistettavien rakenteiden irrottamisen tuotantolaitteistosta", sanoo menetelmää Helsingin yliopiston luonnontieteiden kampuksella Kumpulassa tuotteistanut Timo Rauhala, joka nykyisin työskentelee projektipäällikkönä Altum Technologies -yrityksessä.  

Tutkijoiden kehittämässä uudessa menetelmässä ultraäänilähettimet kiinnitetään suoraan puhdistettavaan tuotantolaitteistoon.

"Lähettimet ovat irrotettavissa ja asennettavissa uudelleen, Timo Rauhala sanoo.

Usean lähettimen avulla ultraäänikenttää voidaan ohjata tuotantolaitteen sisällä ja kohdentaa puhdistus tarkalleen haluttuihin kohtiin. Tätä varten menetelmässä käytetään paljon laskentakapasiteettia vaativaa mallinnusta. 

"Puhdistaminen räätälöidään näin asiakkaan tarpeita varten", hehkuttaa Rauhala.

Kontrolloitu kolmiulotteinen puhdistaminen

"Lääketieteessä ultraääni on kontrolloitua ja teollisuudessa työskennellään isoilla tehoilla; me olemme nyt yhdistäneet tehokkuuden ja ohjaamisen, tuotteeksi, joka on skaalattavissa teollisuuden käyttöön", kertoo Hæggström. Hän johtaa Helsigin yliopiston elektroniikan tutkimuslaboratoriota.

"Yksinkertaisimmillaan lopputuote on helppo käyttää ja varmatoiminen. Puhdistaminen etenee piste pisteeltä, ja me pystymme kontrolloimaan puhdistamista ajassa ja paikassa."

Puhdistaminen on teollisuudessa aina kallis ja iso operaatio. Prosessit ovat jatkuvia, ja siksi puhdistamista täytyy tehdä koko ajan.

"Tapa, jolla puhdistamisen voi nyt tehdä, on herättänyt paljon kiinnostusta, sanoo Altum Technologies -yrityksen toimitusjohtaja Matias Tainela.

Erityisen kiinnostuneita uudesta tekniikasta ovat olleet seilorit; merenkulun alalla keksinnöstä olisi suurta ja konkreettista apua.

"Meriteollisuudessa puhdistetaan suodattimia, isoja säiliöitä, putkistoja ja merivesilämmönvaihtimia. Pesemistarpeen rajana on kai vain mielikuvitus."

Asiakastarpeita tuleekin lisää, Altum Tecnologies -yhtiössä uskotaan. Mahdollisia kiinnostuneita tahoja on helppo nähdä: kaivos- ja öljyteollisuus, sellu- ja paperiteollisuus, kemianteollisuus sekä laivanrakennusteollisuus. Ja miksei myös elintarviketeollisuus.

Liikkeelle Altum Technologies lähti vuonna 2013. Sijoittaja Lifeline Ventures tuli mukaan hiljattain. Kansainvälisesti uusi teknologia lanseerattiin Helsingissä keskiviikkona 7.6.2017.

Teksti perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen.

Keksintö on peräisin Oulun yliopiston Kerttu Saalasti -instituutin maanalaisfysiikan tutkimusryhmän vuonna 2003 alkaneessa EMMA-kokeessa, jossa tutkitaan kosmisten säteiden ominaisuuksia ja toimintaa.

Ryhmä mittasi vaikeasti havaittavien myonihiukkasten kulkua kallioperässä ja oivalsi, että niiden avulla on mahdollista havaita tiheyden muutoksia maa- ja kallioperässä; mitä harvempaa ainesta, kuten vettä, sitä enemmän myoneja kulkee aineksen läpi.     

Myonihiukkasten dynamiikka ei ole uusi juttu, mutta kosmisten hiukkasten mittaus- ja laskentateknologian kehittäminen sekä sen soveltaminen geologisiin maa- ja kallioperätutkimuksiin on ainutlaatuinen askel.

Tutkijat innostuivat asiasta niin, että perustivat yhdessä eri alojen asiantuntijoiden kanssa Muon Solutions Oy:n, joka kehitti seuraavaksi monitorointilaitteiston prototyypin.

Laitteiston herkkä mittausanturi lasketaan maaperään kairanreiästä. Laitteisto keilaa ja mittaa laajalla alueella myonihiukkasten kulkua maa- ja kallioperässä kartiomaisesti alhaalta ylös jopa kilometrin syvyydestä saakka. Mittauksen tuloksena syntyy röntgenkuvamainen esitys maa- ja kallioperän laadusta ja rakenteista tiheyseroineen.

Enää ei siis tarvitse olla kairattujen maa- ja kallioperänäytteiden varassa.

Saa selville muitakin maaperän salaisuuksia

Maanalaisfysiikan tutkimusryhmän jäsen projektitutkija Jari Joutsenvaara kertoo, että mittausmenetelmää voidaan soveltaa monipuolisesti maa- ja kallioperän analysoinnissa.

"Myonimonitorilla voidaan kartoittaa tai tunnistaa myös kallioperän malmiaineksia. Menetelmä on tässä tarkoituksessa erittäin ekologinen ja taloudellinen", Joutsenvaara toteaa.

Mittausmenetelmän kehittämistä jatketaan innovaation pohjalta perustetun yrityksen toimesta. Yritysyhteistyö mahdollistaa kehitystyön pitkäjänteisyyden sekä tuotteen kaupallistamisen.

Kuin tilauksesta tutkijoille tuli samaan aikaan mahdollisuus osallistua valtakunnalliseen keksintökilpailuun Helsinki Challengeen 2017. Kilpailun kautta he ovat saaneet apua ja tukea eri alojen asiantuntijoilta.

"Olemme saaneet arvokasta ammattilaisten tukea menetelmän ja laitteiston liiketoiminnallistamiseksi, oikeiden kontaktien löytämiseksi ja ideoidemme testaamiseksi", kertoo Oulun yliopistossa tutkijana työskennellyt ja nykyisin Muon Solutions -yrityksen toimitusjohtajana toimiva Marko Aittola.

Helsinki Challenge -ideakilpailussa Myonit -nimellä esiintyvä tiimi täydensi kilpailua varten omaa osaamistaan Jyväskylän yliopistosta.

Kyseessä on on Suomen yliopistojen tiedepohjainen idea- ja kiihdyttämökilpailu, jossa haetaan ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin ja tulevaisuuden hyvinvoinnin rakentamiseen.

Myonit -tiimiin kuuluu hiukkasfyysikkoja Oulun ja Jyväskylän yliopistosta sekä geologian, elektroniikan ja yritystoiminnan osaajia Muon Solutionsin puolelta. 

VTT:n kehittämät robottiautot Martti ja Marilyn kuulevat, näkevät ja aistivat.

Ne kykenevät seuraamaan ohjelmoitua reittiä ja välttämään yllättäviin esteisiin törmäämistä ilman kuljettajan apua. Toistaiseksi autot vaativat, että kaistaviivat tai tien reunat näkyvät.

Tämä on kuitenkin vasta ensimmäinen askel, mutta vuoteen 2020 mennessä liikutaan jo vaativammissa olosuhteissa sora- ja lumipeitteisillä teillä.

"Automaattisen ajoon tarvittavia laitteita on autoissamme tarpeeksi ja nyt niistä otetaan ohjelmistoteknisesti kaikki irti askel kerrallaan. Haasteita on pieniä ja isoja, mutta niitä me rakastamme", sanoo projektipäällikkö Matti Kutila VTT:ltä.

Robottiautoista löytyy lämpökamera ihmisten ja eläinten havainnointiin. Stereokamera ja tutka lähialueen tarkkailuun korkealla resoluutiolla. Laserskannerit ja pitkän kantaman tutkat kaukonäköön sekä GPS/Glonass-vastaanottimet paikannukseen.

Lisäksi autoissa on inertiayksikkö suunnan ja kiihtyvyyksien määrittämiseen. Toimilaitteina on sylintereitä ja moottoreita. Anturit ja toimilaitteet yhdistää älykkyys, joka muodostaa tilannekuvan ja ohjaa niitä siten, että auto liikkuu suunnitellulla tavalla millisekuntien ja senttimetrien tarkkuudella.

"Robottiautojen kommunikointikanava on auki, mutta viestit eivät noudata täydellisesti vielä standardeja. Syksyllä autot vaihtavat keskenään tietoa standardissa moodissa ja silloin muidenkin on mahdollista keskustella niiden kanssa", Kutila kertoo.

Autoja on tällä haavaa tutkimuskäytössä kaksi: vanhan Citroënin pohjalta tehty, ennen kaikkea kaupunkiajoa testaava Marilyn, ja uudempiMartti, joka on vaikeissa olosuhteissa ajoa tutkiva Volkswagen.