Tuumareaktsioon reaktoris käib nii: Uraani tuum kiirgab iseeneslikult neutroneid ja laguneb. Kui · vabanenud neutron tabab uraan-235 tuuma, lõhustub ka see tuum ja kiirgab välja 2-3 neutronit, mis omakorda tabavad järgmisi tuumi ja nii tekib ahelreaktsioon. Tuumareaktsioonil vabaneb energia gammakiirgusena. Kui · vabanenud neutron tabab uraan-238 tuuma, neelab uraanituum neutroni, kuid ei muutu ebastabiilseks, vaid kiirates 2 elektroni muutub uueks aineks plutooniumiks. Eraldub miljon korda rohkem aines sisalduvat energiat(0,1% aine · massist muutub energiaks) kui põlemisel, st tuumareaktsiooni jääkide mass on ühe tuhandiku võrra väiksem, kui kütuse mass. Võrdluseks: ühest grammist uraanist saab sama palju energiat kui · 470-st kuupmeetrist naftast. Kuidas saada tuumareaktorist energiat? Reaktorist juhitakse läbi Click to edit Master text styles soojuskandja, mis annab oma Second level soojuse ära vee aurustumiseks
3 Tuumareaktsioonid Tuumareaktsioonid Tuumarektsioon on kahe aatomituuma või elemetaarosakese ja aatomituuma kokkupõrge, mille tulemusena tekivad uued aatomituumad ja/või elementaarosakesed. Tuumareaktsioonil vabaneb energia grammakiirgusena. Kui vabanenud neutron tabab uraan -238 tuuma, neelab uraanituum neutroni kuid ei muutu ebastabiilseks, vaid kiirates 2 elektroni (neutoneid kiirgamata) muutub uueks aineks plutooniumiks. Uraan-235 ja uraan-238 erinevad neutronite arvu poolest tuumas. Peale neutronite leidub tuumas prootoneid, mille arv on alati võrdne elemendi järjenumbriga elementide perioodilisussüsteemis (uraanil on see 92) Tuumaerektsiooni võrrand: Tuumarektsioonide võrrandeid võib kirjutada täpselt nagu keemiliste reaktsioonide võrrandeid.Reaktsioonis osaleva aatomituuma kirjeltataksetema keemilese elemendi tähisega,
kassihõbedaks. 1750. a ilmus Inglise filosoofiakirjas William Watsoni ja William Brownriggi kirjutis "Poolmetallist nimega plaatina del Pinto". Seda loetakse esimeseks teaduslikuks artikliks plaatinast. Metall ei jõudnud Euroopasse enne 18. sajandit, aga siis saabus tõeline buum ning Louis XVI tõstis ta "metallide kuninga" seisusse. 1940 a. avastasid G.T.Seaborg, E.M.McMillan, J.W.Kennedy ja A.C.Wahl Berkeleyss USA-s tuumareaksiooni tulemusena uue metalli. Nad nimetasid selle plutooniumiks planeedi Pluuto järgi. Plutoonium(Pu) on aktinoidide juurde kuuluv hõbedane radioaktiivne metall. Õhu käes tuhmub ta kollaseks. Omaduste poolest sarnaneb ta uraaniga. Talliumi(Tl) nimetus tuleb kreeka keelest - thallos, roheline võrse või oks. Talliumi avastas 1861. aastal Crookes. Element nimetati ilusa rohelise joone järgi, mille abil tuvastati aine. Puhas tallium on sinakasvalge metall, mida leidub väikestes kogustes maakoores. Terbiumi(Tr) ajalugu algas 1787
tabab uraan-235 tuuma, lõhustub ka see tuum (haarab neutroni ja liidab selle enda koosseisu, mille tõttu muutub ebastabiilseks ja laguneb peaaegu kohe) ja kiirgab välja 2-3 neutronit, mis omakorda tabavad järgmisi tuumi ja nii tekib ahelreaktsioon. Tuumareaktsioonil vabaneb energia gammakiirgusena. Kui vabanenud neutron tabab uraan-238 tuuma, neelab uraanituum neutroni, kuid ei muutu ebastabiilseks, vaid kiirates 2 elektroni (neutroneid kiirgamata) muutub uueks aineks plutooniumiks. Uraan-235 ja uraan-238 erinevad neutronite arvu poolest tuumas. Peale neutronite leidub tuumas prootoneid, mille arv on alati võrdne elemendi järjenumbriga elementide perioodilisussüsteemis (uraanil on see 92). Uraan-235 näitab, et tuumas on kokku 235 neutronit ja prootonit, st 92 prootonit ja 143 neutronit. Uraan-238 näitab, et tuumas on kokku 238 neutronit ja prootonit, st 92 prootonit ja 146 neutronit. Tuumareaktoreid on kaht tüüpi: tavalise vee reaktorid ja raske vee reaktorid
kasutatud tuumakütuse jääkide lõppladustamine maa all ligi 400 m sügavusel graniitsesse pinnasesse maetud vaskkonteinerites, mis on ümbritsetud veel ka saviga. See peaks arvestuste järgi tagama, et ka uue jääaja saabudes, näiteks 10 000 aasta pärast ei mõjuta see ladustamise kohta. Esialgsetesse plaanidesse on aga sisse viidud muudatus arvestusega neid korduvkasutamiseks kätte saada võimalike IV põlvkonna reaktorite kasutuselevõtmisel, mis suudavad U238 toota plutooniumiks (Pu) ja selle ära põletada. Siit ka idee tulevikus nii III kui ka IV pk reaktorite paralleelseks kasutuselevõtuks. Ka Eestis on leidnud tuumajäätmete ladustamise probleem tähelepanu. Geoloog R Einasto on leidnud, et ka Eesti maapind on tuumajäätmete lõppladustamiseks sobiv. Kuid selle asemel, et minna lihtsalt maa sisse, nagu on tehtud Paldiskis venelaste allveelaevade baasi tuumajaama demonteerimisel tekkinud radioaktiivsete jäätmete vahehoidlaga,
oC. Reaktori soojusvahetussüsteem sarnaneb trummel-aurukatla omaga selles on 4 aurutrumlit ja 8 ringluspumpa (igaüks võimsusega 5,6 MW); vastavalt sellele on kanalid jaotatud rühmadesse ja alarühmadesse. Reaktori võimsust saab reguleerida 211 juhtvardaga. Võrreldes vesireaktoritega on grafiitmoderaatoriga RBMK-reaktoritel rida omapärasusi, millest olulisimad on: - uraani 238U intensiivsem muundamine plutooniumiks, mida saab äratöötanud kütusevarrastest eraldada ja kasutada nt tuumarelvade tootmiseks; - soojuskandja (vee) toimimine liigsete neutronite neelajana; sellest järeldub, et vee liigkuumenemisel või ülemäärasel keemaminekul soojuslike neutronite kogus ning koos sellega reaktori võimsus suureneb (positiivne termiline ja mulliefekt); reaktori ebastabiilsuse teket peab välistama juhtvarraste sisseviimisel põhinev automaatne kaitsesüsteem, kusjuures
peatamata vahetada, Kanalit läbib soojuskandja (vesi) rõhu all 6,5 Mpa, mis reaktoris aurustub; väljuva auru temperatuur on 280 kraadi. Reaktori soojusvahetussüsteem sarnaneb trummel- aurukatla omaga selles on 4 aurutrumlit ja 8 ringluspumpa; vastavalt sellele on kanalid jaotatud rühmadesse ja alarühmadesse. Reaktori võimsust saab reguleerida 211 juhtvardaga. Grafiitaeglustiga kanaltüüpi keevvesireaktori eelisteks on uraani U-238 intensiivsem muundamine plutooniumiks, soojuskandja toimimine liigsete neutronite neelajana, kaitsesüsteemide sätete tahtliku muutumise ja isegi selle tahtliku väljalülitamise võimalus reaktori talituse ajal. [8] Puuduseks on vesireaktorite korral kasutatava tugeva kaitseümbrise puudumine. [8] Grafiitaeglustiga, kuid süsinikdioksiidsoojuskandjaga reaktorid töötati välja tuumaenergeetika arengu algaastail Suurbritannias ja on seal praegugi kasutusel. Kütusevardatorud on nendes
tuuma, lõhustub ka see tuum (haarab neutroni ning liidab selle oma koosseisu, mille tõttu muutub ebastabiilseks ning laguneb peaaegu kohe) ja kiirgab välja 2-3 neutronit, mis omakorda tabavad järgmisi tuumi ja nii tekib ahelreaktsioon. [2] Tuumarektsioonil vabaneb energia gammakiirgusena. Kui vabanenud neutron tabab uraan-238 tuuma, neelab uraanituum neutroni, kuid ei muutu ebastabiilseks, vaid kiirates 2 elektroni (neutroneid kiirgamata) muutub uueks aineks plutooniumiks. [2] 1.2. Tuumkütus Kuna looduses leiduv uraan sisaldab peamiselt isotoopi U-238 ja väga vähesel määral reaktorites kasutatavat lõhustuvat U-235, siis tuleb kaevandatud uraani rikastada vastavaks reaktori nõuetele. Rikastamine on teiste sõnadega uraani isotoobi U-235 protsendi tõstmine kütuses. Reaktori tööks piisav uraani rikastusprotsent jääb tavaliselt alla 10%, pigem 5% lähedale; näiteks relvatööstuses
tuumatehnoloogiat, suunates selleks kolossaalseid rahalisi ja majanduslikke vahendeid. Vähem kui 20 aastaga loodi lisaks olemasolevale aatomipommile (võimsus 20 - 100 kilotonni trotüüliekvivalendis) nii vesinikupomm (1 - 10 megatonni) kui kolmekihiline termotuumapomm (kuni gigatonnini ulatuva võimsusega). Tuumarelva tootmiseks vajaliku plutooniumi valmistamiseks loodi hulganisti nn. paljundavaid reaktoreid, kus lisaks uraan-235 lagunemisele toimub uraan-238 muundumine plutooniumiks. Et viimaste jahutamisel vabaneb energia, on need enamikus arvel "elektrijaamadena". Tuumatehnoloogia kujutab endast ulatuslikku kompleksi alates maagi kaevandamisest ja rikastamisest (Sillamäe!) kuni jäätmete utiliseerimiseni. Praegu kasutatakse tuumakütust ka puht-energeetilistel eesmärkidel (tuumaallveelaevad, -jäälõhkujad, elektrijaamad tugeva reostuskoormusega tööstusrajoonides). Põhimõtteliselt on tuumajaam täiesti puhas, tema töötamisel ei eraldu mingeid
tuumatehnoloogiat, suunates selleks kolossaalseid rahalisi ja majanduslikke vahendeid. Vähem kui 20 aastaga loodi lisaks olemasolevale aatomipommile (võimsus 20 - 100 kilotonni trotüüliekvivalendis) nii vesinikupomm (1 - 10 megatonni) kui kolmekihiline termotuumapomm (kuni gigatonnini ulatuva võimsusega). Tuumarelva tootmiseks vajaliku plutooniumi valmistamiseks loodi hulganisti nn. paljundavaid reaktoreid, kus lisaks uraan-235 lagunemisele toimub uraan-238 muundumine plutooniumiks. Et viimaste jahutamisel vabaneb energia, on need enamikus arvel "elektrijaamadena". Tuumatehnoloogia kujutab endast ulatuslikku kompleksi alates maagi kaevandamisest ja rikastamisest (Sillamäe!) kuni jäätmete utiliseerimiseni. Praegu kasutatakse tuumakütust ka puht-energeetilistel eesmärkidel (tuumaallveelaevad, -jäälõhkujad, elektrijaamad tugeva reostuskoormusega tööstusrajoonides). Põhimõtteliselt on tuumajaam täiesti puhas, tema töötamisel ei eraldu mingeid
generaatoris toodetakse sama kõrgete parameetritega auru nagu fossiilsetel kütustel töötavates elektrijaamades. Tuumaelektrijaama kasutegur on seetõttu oluliselt kõrgem. Briiderreaktorid. Kütusena kasutatakse plutooniumi-uraani segu. Kütuse on rikastud üle 20%- seks. Reaktor töötab ilma aeglustita, kiiretel neutronitel. Reaktoris toimub teistes reaktori tüüpides inertse U-238 muundumine uueks tuumakütuseks plutooniumiks. Uut tuumakütust tekib rohkem, kui "põleb" vana. Soojuskandjaks kasutatakse vedelmetalli naatriumi. Seade on kolmekontuuriline: kahes esimeses kontuuris tsirkuleerib vedelmetall, kolmandas aur vesi. Sellised reaktorid on Prantsusmaal ja Jaapanil. Joonis 8.83. PWR tüüpi reaktoriga tuumajaama põhimõtteline skeem Ohud Tuumareaktoris tekib plutooniumi, mis on kaasaegse tuumarelva oluline koostisosa. Tekkiva plutooniumi kogus sõltub reaktori tüübist
annaabi.ee 
