Ydinvoima | ydinenergian hallittu käyttö

Historia

Enrico Fermi valmisti ensimmäisen ydinreaktorin vuonna 1941. Yhdysvalloissa rakennettiin monia reaktoreita toisen maailmansodan aikana Manhattan-projektin aikana. Vuonna 1954 käynnistyi ensimmäinen ydinvoimala Obninskissa Moskovan lähellä. Suurin osa Yhdysvaltojen ydinvoimaloista rakennettiin 1960- ja 1970-luvuilla. Ydinreaktorit käyttävät myös joidenkin suurten sotilasalusten ja sukellusveneiden voimanlähteenä.

 

Energiantuotanto

Ydinreaktoreissa käytetään ydinfissioksi kutsuttua prosessia, jossa uraanin tai plutoniumin kaltaiset atomit (erityisesti isotooppi uraani 235) halkaistaan neutronien avulla. Tämä muuttaa osan massasta energiaksi Einsteinin yhtälön E=mc2 mukaisesti. Halkeamiskelpoiset alkuaineet sijoitetaan sauvoihin, joita kutsutaan polttoainesauvoiksi. Polttoainesauvat upotetaan veteen, ja fissioreaktiossa vapautuva energia lämmittää vettä, joka muuttuu höyryksi.

Höyry pyörittää sitten turbiinia, joka tuottaa sähköä. Tämän jälkeen höyry lauhdutetaan valtavissa jäähdytystorneissa, ja se muuttuu jälleen vedeksi, joka lähetetään uudelleen reaktoriin.

Reaktiota voidaan hallita asettamalla polttoainesauvojen väliin "säätösauvoja". Säätösauvat on yleensä valmistettu boorista, joka absorboi neutroneita ja pysäyttää reaktion.

Ydinvoiman sulaminen voi tapahtua, kun reaktio ei ole hallinnassa ja alkaa tuottaa vaarallisia radioaktiivisia kaasuja (kuten kryptonia). Vastoin yleistä uskomusta ydinreaktorit eivät voi räjähtää kuin ydinpommi, mutta radioaktiivisten aineiden karkaaminen on vaarallista.

 

Onnettomuudet

Joitakin vakavia ydinonnettomuuksia on sattunut. Onnettomuuksien vaarallisuuden mittaamiseksi on laadittu asteikko. Sitä kutsutaan kansainväliseksi ydintapahtuma-asteikoksi. Asteikossa on 8 tasoa (0-7), ja 7 on pahin.

• Tshernobylin onnettomuus, tapahtui vuonna 1986; luokiteltu tasolle 7.
• Fukushiman ydinvoimalaonnettomuus tapahtui vuonna 2011 maanjäristyksen seurauksena, joka oli tasoa 7.
• Majak-onnettomuus; tapahtui vuonna 1957. Vapautuneen säteilyn määrä ja yleinen vaara oli suurempi kuin Tšernobylissä. Vaurioalue oli kuitenkin pienempi. Näistä syistä onnettomuus on luokiteltu vain tasolle 6.
• Windscalen tulipalo vuonna 1957 ja Three Mile Islandin onnettomuus vuonna 1979, taso 5.
• Tokaimuran ydinonnettomuus tasolla 4

Ydinkäyttöisten sukellusveneiden onnettomuuksiin kuuluvat neuvostosukellusvene K-19:n reaktorionnettomuus (1961), neuvostosukellusvene K-27:n reaktorionnettomuus (1968) ja neuvostosukellusvene K-431:n reaktorionnettomuus (1985).

 
Japanissa vuonna 2011 tapahtuneen Fukushima Daiichin ydinvoimalan onnettomuuden aikana kolme ydinreaktoria vaurioitui räjähdyksissä.  

Taloustiede

Ydinvoiman taloudellisuus on haastavaa, ja vuonna 2011 tapahtuneen Fukushiman ydinvoimalaonnettomuuden jälkeen nykyisin toiminnassa olevien ja uusien ydinvoimaloiden kustannukset todennäköisesti nousevat, koska käytetyn polttoaineen huoltoa paikan päällä koskevat vaatimukset ovat lisääntyneet ja suunnitteluperusteena olevat uhat ovat kasvaneet.

 

Keskustelut

Ydinvoiman käytöstä käydään keskustelua. Kannattajat, kuten World Nuclear Association ja IAEA, väittävät, että ydinvoima on kestävä energialähde, joka vähentää hiilidioksidipäästöjä. Lisäksi se ei aiheuta savusumua tai happosadetta. Uskotaan, että tuhansia ihmishenkiä on pelastettu käyttämällä ydinenergiaa vaarallisempien polttoaineiden, kuten hiilen, öljyn ja kaasun, sijasta.

Ydinvoiman vastustajat, kuten Greenpeace International ja Nuclear Information and Resource Service, uskovat, että ydinvoima aiheuttaa uhkia ihmisille ja ympäristölle.

Ydinvoima tuottaa radioaktiivisia jätteitä sekä fissiotuotteina (hajonneina atomeina) että aiheuttamalla radioaktiivisuutta olemassa olevissa materiaaleissa.

 

Viimeaikainen kehitys

Vuonna 2007 ydinvoimalaitokset tuottivat sähköä noin 2600 TWh ja 14 prosenttia maailman sähköstä, mikä merkitsee 2 prosentin laskua vuoteen 2006 verrattuna. Toukokuun 9. päivänä 2010 maailmassa oli toiminnassa 438 (372 GW) ydinreaktoria. Huippu saavutettiin vuonna 2002, jolloin käytössä oli 444 ydinreaktoria.

Japanin Fukushima Daiichin ydinvoimalan ja muiden ydinvoimaloiden ydinvoimalaonnettomuudet herättivät kysymyksiä ydinvoiman tulevaisuudesta. Plattsin mukaan "Japanin Fukushiman ydinvoimaloiden kriisi on saanut johtavat energiaa kuluttavat maat tarkistamaan nykyisten reaktoreidensa turvallisuutta ja kyseenalaistamaan suunniteltujen laajennusten nopeuden ja laajuuden eri puolilla maailmaa". Fukushiman ydinkatastrofin jälkeen Kansainvälinen energiajärjestö puolitti arvionsa vuoteen 2035 mennessä rakennettavasta uudesta ydinvoimakapasiteetista.

 
Painevesisäiliöiden päät  

Aiheeseen liittyvät sivut

• Energiaturvallisuus
• Ydinonnettomuudet
• Ydinenergiapolitiikka
• Fuusiovoima
• Kestävä energia