The probabilistic risk analysis of external hazards of an interim storage for spent nuclear fuel

Tässä diplomityössä tehtiin Olkiluodon ydinvoimalaitoksella sijaitsevan käytetyn ydinpolttoaineen allasvarastointiin perustuvan välivaraston todennäköisyysperustainen ulkoisten uhkien riskianalyysi. Todennäköisyysperustainen riskianalyysi (PRA) on yleisesti käytetty riskien tunnistus- ja lähestymistapa ydinvoimalaitoksella. Työn tarkoituksena oli laatia täysin uusi ulkoisten uhkien PRA-analyysi, koska Suomessa ei ole aiemmin tehty vastaavanlaisia tämän tutkimusalueen riskitarkasteluja. Riskitarkastelun motiivina ovat myös maailmalla tapahtuneiden luonnonkatastrofien vuoksi korostunut ulkoisten uhkien rooli käytetyn ydinpolttoaineen välivarastoinnin turvallisuudessa. PRA analyysin rakenne pohjautui tutkimuksen alussa luotuun metodologiaan. Analyysi perustuu mahdollisten ulkoisten uhkien tunnistamiseen pois lukien ihmisen aikaansaamat tahalliset vahingot. Tunnistettujen ulkoisten uhkien esiintymistaajuuksien ja vahingoittamispotentiaalin perusteella ulkoiset uhat joko karsittiin pois tutkimuksessa määriteltyjen karsintakriteerien avulla tai analysoitiin tarkemmin. Tutkimustulosten perusteella voitiin todeta, että tiedot hyvin harvoin tapahtuvista ulkoisista uhista ovat epätäydellisiä. Suurinta osaa näistä hyvin harvoin tapahtuvista ulkoisista uhista ei ole koskaan esiintynyt eikä todennäköisesti koskaan tule esiintymään Olkiluodon vaikutusalueella tai edes Suomessa. Esimerkiksi salaman iskujen ja öljyaltistuksen roolit ja vaikutukset erilaisten komponenttien käytettävyyteen ovat epävarmasti tunnettuja. Tutkimuksen tuloksia voidaan pitää kokonaisuudessaan merkittävinä, koska niiden perusteella voidaan osoittaa ne ulkoiset uhat, joiden vaikutuksia olisi syytä tutkia tarkemmin. Yksityiskohtaisempi tietoisuus hyvin harvoin esiintyvistä ulkoisista uhista tarkentaisi alkutapahtumataajuuksien estimaatteja.

This Master´s thesis consists of a probabilistic risk analysis of external hazards performed for the intermediate pool storage for spent nuclear fuel located in Olkiluoto nuclear power plant. Probabilistic risk analysis (PRA) is a typical method of risk identification and approach at nuclear power plants. The aim of this study was to perform a completely new PRA-modelling of external hazards, because in Finland similar risk assessments have not been conducted in this study area. Due to natural disasters occurred in the world, the emphasized role and influence of external hazards in the safety of spent nuclear fuel storage have been an encouraging motivation of this risk analysis. The structure of the PRA analysis was based on the methodology established in the beginning of the study. The basis of the analysis was the identification of potential external hazards excluding all intentional human-induced harm. Based on the estimation of the occurrence frequency and damage potential of each hazard, all the identified potential external hazards were either screened out according to created list of screening criteria or quantified more detailed. Based on the detailed quantification, the external hazards related initiating events and their frequencies were established. The study results indicated that the existing knowledge about very rarely occurring external events is incomplete. Most of these rare events have not occurred or probably will not ever occur in the sphere of influence of Olkiluoto and even Finland. For example the knowledge of the role and influence of lightning strikes and oil exposure in the usability of equipments is rather uncertain. The results of this study were remarkable because they demonstrate which external hazards may have effects that need to be further studied. The more detailed knowledge of very rare external hazards will adjust the estimations of initiating event frequencies.