Ydinvoima

Ydinvoimalat tuottavat sähköä saman periaatteen mukaisesti kuin voimalaitokset, joita lämmitetään hiilellä, öljyllä tai biopolttoaineella. Vesi kuumennetaan, jolloin muodostuu höyryä, joka pyörittää turbiinia. Turbiinin mekaaninen energia muutetaan generaattorilla sähköksi. Ydinvoimalassa vesi kuumenee, kun ydinreaktorissa tapahtuu fissio, eli atomin ytimen halkeaminen.

Loviisan ydinvoimala.  Kuva: Fortum

Ydinvoimaloiden polttoaineena käytetään pääasiassa uraania, mutta myös plutoniumia. Uraania on kaikissa maanosissa ja sitä louhitaan monissa maissa. Uraani on pienissä sentin korkuisissa sylintereissä, jotka on laitettu pitkiin metalliputkiin. Metalliputket niputetaan ennen kuin ne käytetään ydinreaktorissa.

Ydinreaktorissa käynnistyy uraaniatomien halkeamisen ketjureaktio. Tästä syntyy voimakas lämmöntuotto, joka saa reaktoritankissa olevan veden kiehumaan. Ulkoisesti uraani ei muutu prosessin aikana, mutta ydinfysikaalisesti kyllä. Uusia alkuaineita tai isotooppeja syntyy ja uraani muuttuu reaktorissa prosessin aikana erittäin radioaktiiviseksi.

Ydinvoiman hyvä ominaisuus on, että se ei happamoita maata tai vesistöjä, eikä aiheuta ilmastolle haitallisia päästöjä. Huono puoli on, että ydinonnettomuus voi olla tuhoisa.

Ydinvoimalla tuotetaan nykyään melkein 20 prosenttia maailman sähköstä. Maailmassa on noin 450 ydinreaktoria 32 eri maassa. Suomessa on neljä ydinvoimalaa, kaksi Loviisassa ja kaksi Olkiluodossa. Viiden ydinvoimala on rakenteilla Olkiluotoon. Suomessa käytettävästä sähköstä tuotetaan ydinvoimalla noin 24 %.

Uraani

Uraani on yksi tavallisimmista alkuaineista. Se on lievästi radioaktiivinen ja sitä on jokaisen maanosan kallioperässä. Uraanimalmia louhitaan kaivoksissa tai pintalouhoksissa muun muassa Australiassa, Kanadassa, USA:ssa ja Etelä-Afrikassa.

Uraania käytettiin ennen väriaineena, mutta 1800-luvun loppupuolella huomattiin, että uraani on radioaktiivista. Sen jälkeen säteilyä on hyödynnetty sairaanhoidossa.

Fissio, eli atomien halkaisu keksittiin 1933. Uraaniytimen halkaisu vapautti suuria määriä energiaa. Samaa tekniikkaa käytetään ydinvoimalaitosten sähköntuotannossa.

Uraani sisältää paljon energiaa. Reaktorissa uraanipolttoainetta käytetään noin viisi vuotta kunnes se on vaihdettava. Kilo uraania vastaa energiasisällöltään 90 tonnia hiiltä.

Radioaktiivinen jäte
Käytetty ydinpolttoaine on erittäin radioaktiivista ja on eristettävä elollisesta luonnosta 100 000 vuodeksi. Käytetyn polttoaineen käsittelystä ja varastoinnista on tiukat säännöt.

Uraania on säilytettävä kupari- ja terässäiliöissä, jotka upotetaan 500 metrin syvyyteen kallioon ja peitetään betonilla. Kaikki käytetty polttoaine varastoidaan Suomessa Olkiluotoon.

Sari Aldén, Tapio