Tuumaeneergia ja selle kasutamine (0)

Tuumaenergia ja selle kasutamine
Aatomituum on looduse fundamentaalne energiaallikas . Tüüpilises tuumareaktsioonis eraldub miljon korda rohkem energiat kui tavalises keemilises reaktsioonis. Päikeseenergia, mis tekib Päikese sügavuses toimuvates tuumaprotsessides, kujundab Maa ilmastikku ja kütab lõppkokkuvõttes, pärast mitmeid muundumusi, meie tuba ja hoiab alal meie keha elutegevuse. Juba pool sajandit on inimesed püüdnud omal käel tuumaprotsessidest energiat saada ja seda võrdlemisi edukalt – tuumaelektrijaamade osa planeedi elektrienergiatoodangus on umbes 18%.
Mis on tuumaenergia?
Tuumaenergia ehk aatomienergia on füüsika seisukohast aatomituuma moodustavate elementaarosakeste süsteemi seoseenergia, mis võib tuumareaktsioonides vabaneda.
Tuumaenergia ajalugu
Tuumaenergia ajalugu on lühike. 1789. a avastas Martin Heinrich Klaproth aine, mille ta nimetas uraaniks. Tegelikult oli saadud aine aga uraandioksiid, mitte puhas uraan. Klaproth suri 1817.a ega saanudki oma eksitusest teada. Metallist uraani sai esmakordselt alles Eugen Peligot aastal 1841.
Aastal 1896 avastas Henri Becquerel , et uraan kiirgab mingisuguseid nähtamatuid kiiri, mis läbivad musta paberit ja põhjustavad fotoplaadi tumenemise. Ta nimetas neid uraanikiirteks. Umbes samal ajal avastasid Marie ja Pierre Curie, et nn ''uraanikiired'' on omased ka mõnedele teistele ainetele (nt tooriumile) ja nad nimetasid need kiired ümber radioaktiivseks kiirguseks. 1898 . aasta keskel avastas abielupaar Curie veel ühe radioaktiivse elemendi poloonoiumi ja viis kuud hiljem raadiumi. Aatomituuma avastas oma katsete käigus E.Rutherfor 1911. aastal . Uraanituumast energiasaamise alguseks oli aga Otto Hahni ja Fritz Strassmanni avastus aastal 1939, mis näitas, et uraani isotoobi 235 tuum lõhustub aeglaste neutronite mõjul, kiirates välja energiat ja veel 2-3 neutronit, mis omakorda võimelised teisi uraanituumi lõhustuma, tekitades nii ahelreaktsiooni. See avastus avaski tee tuumaenergia kasutamisele, mida hakati ka kiiresti realiseerima.
Tuumarelvad
Tuumarelvaad on tuumasisese energia kasutamise põhimõttel loodud relv . Tähtsad koostisosad on tuumaleangud ning nende paigutamiseks või kohaletoimetamisekskasutatavad vahendid koos juhtimisseadmetega. Peamised mõjutegurid on löölaine, valguskiirgus ja radioaktiivkiirgus. Tuumarelvad on võimsamad massihävitusrelvad: peale erakordselt tugeva füüsilise toime on tal ka suur moraalne ja psüühiline mõju.
1963. a sõlmisid NSVL , Suurbritannia ja USA lepingu tuumakatsetuste keelustamiseks atmosfääris, kosmoses ja vee all(jäi võimalikuks ainult maa- alusteks katsetusteks). 1990. aastaks oli sellega liitunud juba 113 riiki (kuid mitte tuumarelvi omavad Hiina ja Prantsusmaa).
Tuumaelektrijaam
Tuumaelektrijaam e. Tuumajaam on elektrijaam , kus elektrienergiat saadakse aatmotuuma lõhustumisest. Esimesed elektrienergia tootmised tuumareaktori abil toimusid 20. detsembril 1951 Usa-s Idahos. Maailmas olevate tuumaelektrijaamade arv kasvab pidevalt. 2005. aasta seisuga oli maailma tuumaelektrijaamades 443 tegutsevat reaktorit, mis kokku tootsid 18% maailma elektrienergiast. Kõige rohkem on reaktoreid Usa-s, Prantsusmaal, Jaapanis ja Venemaal.
Tuumakütuse jäägid on radioaktiivsed, mis kõigile elusorganismidele väga ohtlikud. Nende lagunemiseks kulub sadu tuhandeid aastaid, seetõttu tuleb kütusejääkide ladustamisel arvestada nende ohutu hoidmiskohaga erakordselt pikaks ajaks. Õnnetuste puhul tuumaelektrijaamades võivad radioaktiivselt reostuda väga suured alad, nagu näiteks juhtus Tšernobõli tuumaelektrijaamas toimunud õnnetuse tagajärjel. Tuumakütus ei kuulu taastuvate kütuste hulka.
Tuumaelektrijaamad maailmas.
Radioaktiivsus ja selle kahjulikkus
Radioaktiivsus, nukliidi võime iseeneslikult muunduda teiseks nukliidiks. Niisugust muundumist nimet. Radioaktiivlagunemiseks ja sellega kaasnevat elementaarosakeste või aatomituumade voogu radioaktiivsuseks. Eristatakse looduslikku radioaktiivsust ja tehis radioaktiivsust(tuumareaktsioonide toimel tekkinud), põhimõttelist erinevust neil ei ole, sest nukliidi omadused ei olene tema tekkimise viisist.
Peamised radioaktiivlagunemise liigid on alfa- ja beetalagunemine, spontaanne lõhustumine, prootonradioaktiivsus ja kaheprootoniline radioaktiivsus.
Kiirguse mõju elusorganismidele
Mistahes kiirguste osakesed või kvandid kannavad edasi energiat, võimet teha tööd, seega ka võimet midagi lõhkuda. Elusaine molekulide aatmoite vahelised keemilised sidemed on nõrgad ja nende lõhkumine on kerge. Kiirguste mõjul toimuvad elusorganismis väga mitmesugused muutused, ja enamasti ikka halvemuse suunas. Kiirgus ioniseerib osa biomolekulidesse kuuluvatest aatomitest ja lõhub molekule endid. Seega saab häiritud kogu looduse poolt peenelt välja häälestatud elusaine mehhanism . Esmajoones kahjustuvad koed, kus toimub uute rakkude teke. On võimalikud varjatud muutused sugurakkude geneetilises aparaadis, mis avalduvad alles järglaste juures, ja enamasti ebasoodsal viisil.
Tšernobõlis kiirutuse ohvriks langesid väga paljud naised, mehed ja lapsed
Kasutatud kirjandus:
EE 7 kd. Tallinn: Eesti Entsüklopeediakirjastus, 1994, lk 664 s.v radioaktiivsus.
EE 9 kd Tallinn: Eesti Entsüklopeediakirjastus, 1996, lk 642, 646 s.v. Tuumaelektrijaam, tuumarelv.
Füüsika IX klassile Soojusõpetus, Aatom ja Universum Tallinn: Koolibri, 2000, lk 75-87
http://et.wikipedia.org/wiki/Tuumaenergia
http://www.miksike.ee/documents/main/referaadid/tuum.pdf
http://et.wikipedia.org/wiki/Tuumajaa m
Pildid:
http://www.ekspress.ee/thumbs/2008/12/24/l2_t101850_474px_nagasakibombjpg.jpg
http://www.insc.anl.gov/pwrmaps/map/world_map.png
http://www.magnetamerica.com/images/symbols/M-MS-RADIO.jpg
http://www.worstpolluted.org/files/FileUpload/pics/2007-reports/site10i5x.jpg
Tallinna Nõmme Gümnaasium
Tuumaenergia ja selle kasutamine.
Radioaktiivsus ja selle kahjulikus .
Referaat

Alfred -Reinhard Vuks
9a klass
Tallinn 2009