Aatomid Tabel (0)

Kehra Gümnaasium
9. Klass
TUUMAELEKTRIJAAMAD
Referaat
Autor:
Juhendaja :
Kehra 2017

SISUKORD

SISSEJUHATUS

Referaadi teemaks valisin tuumaelektrijaamad, sest energeetika on praegu väga aktuaalne teema ja tuumaelekter on üks suure potentsiaaliga osa sellest.

1 AJALUGU

Tuumareaktor tootis esimest korda elektrit 3. Septembril 1948. aastal X-10 Graphite Reactor’is Oak Ridge ’is USA-s. See reaktor tootis piisavalt elektit vaid lambipirni põletamiseks.Teine suurem katse toimus 20. detsembril 1951. aastal Arco lähedal USA-s.27. juunil 1954. aastal tootis tuumaelektrijaam esimest korda piisavalt elektrit elektrivõrgu jaoks Nõukogude liidus Obinskis. Maailma esimene täissuuruses tuumaelektrijaam avati 17. oktoobril 1956. aastal Calder Hall’is Inglismaal. Maailma esimene täissuuruses tuumaelektijaama, mille eesmärk oli ainult elektritootmine ühendati elektrivõguga 18. detsembril 1957. aastal USA-s Shippingport’is.

2 ENERGIA TOOTMINE TUUMAELEKTRIJAAMADES

Tuumaenergias on tootmise aluseks kasutatava kütuse aatomituumade ning neutronite vaheline reaktsioon . Enamuste tuumaelektrijaamade kütuseks olev uraan koosneb peamiselt kahest isotoobist, milleks on uraan-235 ning uraan-238. Looduses leiduvas uraanis , mida jätkuvalt kasutatakse vanemates tuumaelektrijaamades, on nende isotoopide vahekord vastavalt 0,7 ja 99,3 % massi järgi. Enne kasutusele võtmist tuleb uraani rikastada, kuna tänapäevastes reaktorites valdavalt kasutatav uraan sisaldab umbes 2,5 % uraan-235.

2.1 Uraani tuuma lõhustumisprotsess

Kui uraan-235 tuum neelab neutroni ning lõhustub kaheks kildtuumaks ehk lõhustumissaaduseks, siis vabaneb energia. Protsessiga kaasneb ühe kuni nelja suure energia ja kiirusega neutroni vabanemine ja mõningane gammakiirgus ehk kõige lühema lainepikkusega elektromagnetiline kiirgus. Neutroneid aeglustatakse reaktoris selleks, et need provotseeriksid uraan-235 lõhustumist. Sääraseid neutroneid nimetatakse tihti soojuslikeks neutroniteks ja reaktoreid, kus pruugitakse neutronite aeglustamist soojuslikeks reaktoriteks. Juhul kui hoopis uraan-238 tuum neelab suure kiirusega neutroni, saab uraan-238 tuumast uraan-239, mille lõplik lagunemissaadus on plutoonium -239. Ka plutoonium seob neutroneid või lõhustub, moodustades selliseid aktiniidide isotoope nagu ameriitsium või küürium. Mõnedes tuumaelektrijaamades proovitakse kasutada kütusena oksiidkütusesegu, mis sisaldab rikastatud uraani, mis on segatud kasutatud kütuse töötlemisel saadud plutooniumiga. Seda mõistetakse kütuse taaskasutusena ja tuumarelvadele sobivate plutooniumi varude kontrolli all hoidmisena. Kütus on tuumareaktoris kogutud südamikku, kus on ka aeglusti , mis tegeleb neutronide aeglustamisega. Aeglustiks on peamiselt grafiit või vesi. Jahutina kasutatakse tavaliselt vett või gaasi. Jahuti suunab tekkinud soojuse kütusevarrastest eemale ja tekkinud aur juhitakse soojusvahetajasse. Aur paneb käima turbiinid , mis toodavad elektrit. Niimoodi saab uraanist elekter.
Kütust hoitakse metallkonteinerites ja reaktori südamik asub surveanumas. Massiivne betoonvarjestus kaitseb reaktori südamikust lähtuva kiirguse eest. Enamikel reaktoritel on reaktoreid ja soojusvahetajaid ümbritsev lisa kaitsekest. Kasutamata kütuse aktiivsus on nii madal, et seda võib käidelda ilma varjestuseta. Tuumareaktoris kasutatud kütus on palju aktiivsem. Seda põhjustavad kütusest tekkivad lõhustumissaadused. Kui reaktoriga peaks toimuma avarii vabaneb keskkonda suurel hulgal raadioaktiivset materjali. Kui kasutatud kütus eemaldatakse reaktorist, siis see on kõrge temperatuuriga ja sulamise vältimiseks seda jahutatakse ning varjestatakse.

3 TUUMAELEKTRIJAAMADE LEVIK

30 riigis üle maailma on kokku 442 tuumareaktori, mille koguvõimsus on 372 GWe. Praegu ehitatakse 30 uut reaktorit ja planeeritud on 94 reaktori ehitus. Tuumaelektrijaamad toodavad 16% maailma elektrist.

4 TULEVIKU TUUMAELEKTRIJAAMAD

Hetkel töötatakse välja uusi neljanda põlvkonna tuumalõhustumise reaktoreid, mis lubavad olla palju puhtamad ja ohutumad kui praegused. Termotuumareaktorid, mis on veel väga varajases arendus faasis, eemaldavad või vähendavad probleeme, mis seostuvad tuumalõhustumise reaktoritega. Mitmed riigid on alustanud tooriumil põhinevate tuumaelektrijaamade välja arendamist . Toorium on neli korda levinum maakoores kui uraan. Maakoores peaks olema piisavalt tooriumi, et täita praegust energia vajadust tuhandeteks aastateks.

KOKKUVÕTE

Tuumaelektrijaamad on veel lapsekingades, aga kunagi kui tuumaenergia edasi areneb usun, et see muutub fossiilkütusetele heaks alternatiiviks. Kõige rohkem potentsiaali näen ma termotuumaelektrijaamades, sest nendega ei kaasne nii suurel hulgal radioaktiivseid jäätmeid kui tuumalõhustumise elektrijaamadega.

KASUTATUD ALLIKMATERJALID

Tuumaenergia https://et.wikipedia.org/wiki/Tuumaenergia [20.05. 2017 ]
Nuclear power plant https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power_plant#History [20.05.2017]
Gammakiirgus https://et.wikipedia.org/wiki/Gammakiirgus [20.05.2017]
Tuumareaktor https://et.wikipedia.org/wiki/Tuumareaktor [20.05.2017]