Tuumaenergia ja selle kasutamine.Radioaktiivsue kahjulikkus. (0)

Tuumaenergia ja selle
kasutamine
Radioaktiivsus ja selle
kahjulikkus
Tuumaenergia ja selle kasutamine
Iga päev puutume kokku energeetikaga: lampi põlema pannes või autoga sõites vajame energiat, kütust.
Eesti Energeetika baseerub põlevkivi soojuselektrijaamadel ja sisseveetaval gaasil ning vedelküttel. Kuid selline energia tootmise viis pole kaugeltki ainuke. Tuntud on tuumaenergia ja maailmas aina tõuseb selle populaarsus. See on tõestatud tehnoloogia , mis annab suure panuse maailma elektrivarustuses. Spetsialistid on kindlaks teinud et tuumaenergia on ainus tõeline elektriallikas inimkonna jaoks, mis ei põhjusta kasvuhooneefekti, happevihmu jm. Tuumfüüsika on raske ja keeruline ning selletõttu pole inimkond seda veel täielikult avastanud. Ikka veel tehakse tuumaenergias uusi avastusi ja saadakse aegajalt midagi uut teada.
Tuumaenergia ajalugu:
*1789.a avastas Martin Heinrich Klaporoth aine, mille ta nimetas uraaniks. Tegelikult oli saadud aine uraandioksiid, mitte puhas uraan
* 1841 .a sai Eugen Peligot esmakordselt metallist uraani
*1896 tegi Henri Becquerel avastuse, et uraan kiirgab mingisuguseid nähtamatuid kiiri . Ta nimenat selle kiirguse uraankiirteks
*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
*1898a. Avastas abielupaar Curie veel ühe radioaktiivse elemendi polooniumi ja raadiumi
*1911a. avastas E. Rutherford oma katsete käigus aatomituuma
*1939a. avastasid Otto Hahn ja Fritz Strassmann er uraani isotoobi 235 tmm lõhustub aeglaste neutronite mõjul, kiirates välja energiat ja veel 2-3 neutronit, mis on omakorda võimelised teisi uraanituumi lõhustama, tekitades nii ahelreaktsiooni. See avastus avaski tee tuumaenergia kasutamisele, mida hakati ka kiiresti realiseerima.
Esimene tuumapomm lõhati 16.juulil USA-s New Mexico kõrbes. 6. augustil 1945 visati pomm Hiroshimale ja 3 päeva hiljem Nagasakile. Üks viimaseid suuremaid tuumakatastroofe oli 1986.a. Ukrainas Tšernobõli tuumaelektrijaamas.
Võib julgelt öelda, et mitte kunagi ei ole mingisugused teaduslikud avastused etendanud kogu inimkonna jaoks nii suurt osa kui avastused tuumafüüsika valdkonnas.
Tuumaenergiast.
Tuumaenergia ehk aatomienergia on füüsika seisukohast aatomituuma moodustavate elementaarosakeste süsteemi seoseenergia, mis võib tuumareaktsioonides vabaneda. Energeetika seisukohast on see elektrienergia , mida saadakse tänu tuumareaktsioonidele tuumaelektrijaamades. Sisuliselt on tegemist aatomituuma siseenergiaga, mis vabaneb kas raskete tuumade lõhustumisel või kergete tuumade ühinemisel.
Tuumaenergia tekkimine
Tuuma energeetika põhineb tuumaenergia muundamisel teisteks energialiikideks. Tuumaelektrijaamades kasutatakse ära tuumade lõhustumise tagajärjel vabanev energia. Reaktoris luuakse tuumaenergia tootmiseks kontrollitud ahelreaktsioon , kus energia vabaneb soojusena. Viimast rakendatakse vee kuumutamiseks ja auru tekitamiseks, auru abil pannakse tööle elektrienergia tootmiseks kasutatavad turbogeneraatorid.
Kontrollitud ahelreaktsiooni käigus pommitatakse suure massiarvuga tuumi aeglustatud neutronitega, protsessi tulemusel liitub neutron tuumaga põhjustades viimase ergastatud oleku.. Tuumajõudude  tõttu lõhustub ergastunud tuum kaheks erineva massiga osaks (kildtuumaks), põhjustades nii kahe uue isotoobi tekke. Lisaks isotoopide tekkele eraldub lõhustumisel alati ka neutroneid ning gamma -kiirgust. Analoogiliselt lõhustub näiteks reaktorites kütusena kasutatav U-235 kaheks väiksema massiarvuga isotoobiks ning sellise protsessi käigus vabaneb suur kogus energiat.
Tuumaenergia eelised:
1) Majanduslikust seisukohast on tuumaenergia praegusel ajal umbes võrdne kivisöega. Õli
ja gaasi hind tulevikus tõenäoliselt tõuseb, samas uraan jääb odavaks.
2) Kontsentreeritud energiaallikas, vajab vähe maad ja materjaliladusid
3) Energiasõltumatus on väga tähtis faktor. Mitte kõik maad ei oma rikkalikke energiaallikaid ja järelikult on suure tähtsusega sõltumatus ja enesekindlus , mida tuumaenergia pakub rahvusvaheliste kriiside ajal.
4) Väga oluline faktor tuumaenergia tulevikul on loomulikult keskkond. Võib juhtuda, et isegi roheline liikumine muudab oma suhtumist tuumaenergiasse, kui nad näevad, et see on viimane reaalne energiasaamise võimalus. Mitte tuumajaamad, vaid fossiilsed kütused on põhjustanud happevihmu, kliimamuutusi ja hävitanud metsi.
5) Üks peamine baasenergia ressurss, ei sõltu ööpäeva-ja kuutsüklitest ega aastaaegadest
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 rikastusprotsent jääb tavaliselt alla 10%, pigem 5% lähedale; näiteks relvatööstuses kasutamiseks on uraani vajalik rikastusprotsent oluliselt kõrgem, ulatudes 90%-ni.
Uraan
Uraan on keemiline element järjenumbriga 92. Uraani aatomkaal on 238,0289 g/mol. Aatomi energiatasemetel on elektrone alates sisemisest 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2. Välimuselt on uraan hõbevalge metall . Uraan kuulub aktinoidide rühma. Loodusliku uraani tihedus normaaltingimustel on 19,05 g/cm3. Mitteloodusliku isotoopkoostisega uraanil on tavaliselt teistsugune tihedus. Uraani sulamistemperatuur on 1132 ja keemistemperatuur 1797 Celsiuse kraadi. Kõik uraani isotoobid on radioaktiivsed. Uraan-235 aatomi tuum lõhustub, kui seda tabab aeglane neutron. Sealjuures eraldub uusi neutroneid, mis võib tekitada ahelreaktsiooni. Ta on ainus looduses olulises koguses leiduv isotoop, millel on see omadus; sellel põhineb ka tema kasutamine. Uraanist algab radioaktiivse lagunemise rida - uraani rida.
Uraan
Tuumaelektrijaam
Tuumaelektrijaamades on võimalik toota elektrienergiat suures koguses, ökonoomselt ja õhusaastevabalt. Uuringud näitavad, et tuumaenergiast saadud elekter on söest toodetust isegi odavam. Tänapäeval annavad tuumaelektrijaamad 17% kogu elektrienergiast, peaaegu sama palju kui hüdroelektrijaamad.
Tuumaelektrijaamas kasutatakse kütusena uraani, mille varusid arvatakse jätkuvat umbes viiekümneks aastaks. Rikkalikumad uraanileiukohad on Kanadas, USA-s ja LAV-s.
Kolm suurriiki – USA, Prantsusmaa ja Jaapan toodavad ⅔ maailma tuumaenergiast.
Tuumaelektrijaamades ei teki fosfori-, lämmastiku- ega süsihappegaasisaastet. Suurim probleem on avariioht ja radioaktiivsed jäätmed. Õnnetus Three Mile Islandi tuumaelektrijaamas USA-s 1979. aastal sundis läänemaailma tegema tõsiseid korrektuure tuumajaamade ohutuse tagamisel. Endise idaploki maades jõuti selleni alles pärast Tšernobõli katastroofi Ukrainas 1986. aastal.
Tõsine probleem on tuumajäätmete kahjutustamine. Kuigi teiste kütustega võrreldes on jäätmekogused väikesed, pole keegi huvitatud nende matmisest oma lähiümbrusesse. Sügavale kaljusse või merepõhja kapseldatuina peidavad nad endas ohtu kümneid tuhandeid aastaid enne kui lõplikult lagunevad.
Z_Z"^r__1)Q61+_3_!/4$7!_"__^²Jm__/!_C___C1+V_JL___c7