ULKOMAAN UUTISET
Tänään on lauantai, 19. huhtikuuta 2014. Sivu on ladattu klo 22:35

Ydinvoiman sijaan uusiutuvia energianlähteitä

Tällä artikkelilla herättelen kansalaisten ja myös ympäristöministeriön huomiota ydinvoimaloiden vaarallisuuteen ympäristölle. Tarkoituksena on kannustaa käyttämään ydinenergian asemasta uusiutuvan energian muotoja ja pyrkiä siihen, että ydinvoimaloiden käytöstä luovuttaisiin asteittain kokonaan.

Toimittaja: Markku Juutinen
7.8.2012, Verkkomedia.org

 

Ydinvoiman sijaan uusiutuvia energianlähteitä

Tämän kirjoituksen lopussa on liite (liite 1.), jossa käsitellään yleisesti atomi- ja ydinfysiikkaa. Alla oleva juttu ei sinänsä vaadi liitteen opiskelua, mutta halutessaan sen voi lukea tai jättää väliin.

Ydinvoiman varjopuolena ovat erilaiset katastrofaaliset onnettomuudet ja niiden mahdollisuudet. Ydinonnettomuudet ovat siis yleensä vakavia ja hyvin pitkäkestoisia. Niiden vaikutukset voivat ulottua satoja vuosia eteenpäin ja raunioittaa koko lähiympäristön asuinkelvottomaksi. Lisäksi ydinvoimalat tuottavat radioaktiivista jätettä, jonka käsittely ei ole ensinkään ongelmatonta.

 

Ydinvoimaloiden riskit

Varmaankin on totta, ettei ydinlaitosten tähänastinen turvallisuus ole ollut aukottomasti dokumentoitua, vaan asioihin kytkeytyy salamyhkäisyyttä. Asioiden peittely liittyy osittain taloudellisiin etuihin. Lieneekö siten paikallaan sanoa, että ydinlaitosten turvallisuus on liikesalaisuus.

Ydinvoimalaonnettomuuksia ja mukaan lukien reaktorionnettomuuksia on tapahtunut maailmalla 1950-luvulta lähtien ainakin 23, joista osa on vaatinut ihmishenkiä ja aiheuttanut vakavia sairauksia sekä negatiivisia muutoksia perimään.

Näistä onnettomuuksista voidaan mainita muutamia esimerkkejä: Windscalen ja Harriburgin reaktorionnettomuudet, Tshernobylin ydinvoimalaonnettomuus jne. Maininnan arvoisia ovat myös Olkiluoto 2:n kytkinlaitosrakennuksen tulipalo vuonna 1991 sekä Loviisa 2:n sekundääripiirin syöttövesiputken rikkoutuminen vuonna 1993, joka aiheutui eroosiokorroosiosta johtuneesta syöpymisestä (INES 2).3

Tuoreessa muistissa on myös 2011 tapahtunut Japanin ydinonnettomuus, josta ei ole saatu riittävästi asianmukaista tietoa julkisuuteen.

Hiukan lisäselvityksiä mainituista onnettomuuksista: Luultavasti ydinvoiman historian ensimmäinen vakava reaktorionnettomuus tapahtui Isossa-Britanniassa vuonna 1957. Tuolloin Windscaleen sotilaskäyttöön rakennettu plutoniumin tuotantolaitoksen reaktori syttyi palamaan ja radioaktiivisia aineita levisi ympäristöön.

Finlexin tiedoston mukaan luvussa (1.1.2.) ilmoitetaan seuraavaa: Erityisen impulssin vakavien ydinvoimaonnettomuuksien tutkimiselle antoi Harrisburgin reaktorionnettomuus vuonna 1979. 

Mutta myös Tshernobylin ydinturma vuonna 1986 vauhditti toimenpiteitä vakavien onnettomuuksien huomioon ottamiseksi. Harrisburgin onnettomuudessa laitoksen suojarakennus säästyi ehjänä eikä ympäristöön levinnyt merkittäviä määriä radioaktiivisia aineita.

Siitä, että ympäristöön ei olisi levinnyt huomattavia määriä radioaktiivisia aineita Harrisburgin tapauksessa, ei tosin voida varmuudella uskoa, sillä viranomaiset noudattavat usein vallassa olevan eliitin linjaa. Tshernobylin reaktorin täydellinen tuhoutuminen Neuvostoliitossa 1986 osoitti, millaisiin ulottuvuuksiin ydinvoimalaitosonnettomuuden teho voi pahimmillaan laajeta.

 

Fukushiman päästö vastaa 168 Hiroshiman pommia

Japanin hallituksen arvioinnin mukaan (25.8.2011) tultiin siihen johtopäätökseen, että Fukushiman ydinvoimalasta on vuotanut ympäristöön radioaktiivista cesium-137:ää, joka säteilymäärältään vastaa 168:aa Hiroshiman ydinpommia.

Samalla ydinkriisissä on herännyt pelko siitä, että ydinkatastrofi voi tuhota koko maan. Fukushiman säteilyä on varmasti levinnyt jo laajemminkin maapallolla. Onneksi jodin (131) isotoopit ovat kohtalaisen lyhytikäisiä. Jodi-131:n puoliintumisaika on 8,02 d (Maol 1992). Mutta cesium-137:n isotoopin puoliintumisaika on vastaavasti 30,17 vuotta (Maol 1992).

 

Jäteongelma ratkaisematta

En puutu tässä yhteydessä ydinjätteen loppusijoitukseen suuremmalti, mutta tulee huomata, että ydinvoimatuotannossa syntyy runsasaktiivisia jätteitä, joiden loppusijoitusta tiettävästi ei ole vielä missään tyydyttävästi ratkaistu.

Niinpä täytyy keksiä menetelmiä, joilla voitaisiin muuntaa ydinjätteet vaarattomiksi tai ainakin vaarattomammaksi. Tällainen metodi voisi olla esimerkiksi transmutaatio tekniikalla, jonka avulla ja mainitun tekniikan kehittyessä ehkä pystyttäisiin tiettyjen loppusijoitettavien radionuklidien elinikää lyhentämään tuntuvasti.

Täytyy ajatella, että esim. ydinenergian valmistamisessa käytettävä uraanin isotooppi 235U puoliintuu noin 700 miljoonassa vuodessa.

Transmutaatiolla lyhyesti sanottuna tarkoitetaan alkuaineen muuttumista toiseksi alkuaineeksi ydinreaktioiden tuloksena. Aine voi muuttua luonnon tilassaan tai synteettisesti eli keinotekoisesti. Luonnollista transmutaatiota tapahtuu maapallolla hyvin verkkaisesti luonnossa esiintyvien radioaktiivisten aineiden asteittaisessa hajoamisessa stabiileiksi isotoopeiksi. [Isotoopit ovat atomeja, joissa on sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja.] 

Transmutaatiomenetelmien soveltuvuutta runsasaktiivisia jätteiden eliminoimisessa pitäisi ehdottomasti tutkia. Biologiseksi transmutaatioksi nimitetään hypoteettista ilmiötä, jossa aine saadaan muuttumaan toiseksi, elävän organismin biologisissa prosesseissa. Vahvaa tieteellistä todistusaineistoa biologisesta transmutaatiosta ei luultavasti ole toistaiseksi saatu.

Kuitenkin vuonna 2003 venäläiset tutkijat vakuuttivat modifioineensa ydinjätettä ei-radioaktiivisiksi alkuaineiksi mikrobiologisten viljelmien avulla.

Ydinsaasteuhkana voivat olla muutkin tekijät kuin suoranaiset ydinvoimalaonnettomuudet tai ydinvoimaloihin kohdistuneet luonnonkatastrofit tai sotilaalliset iskut. Näitä uhkia tai paremminkin vaaratilanteita aiheutuu esimerkiksi seuraavissa tapauksissa.

 

Projekteissa voi sattua virheitä

Niinpä Olkiluodon työmaallakin vuonna 1975 oli ollut vastoinkäymisiä. Siellä oli huomattu merkittäviä puutteita muottilaudoituksen purkutöiden aikana. ARO ja Asea-Atom olivat todenneet valuvikoja OL1:n betonipinnoissa (Bjorklund, Westerholm ja Bonsdorff 1994).

Ydinvoimaloiden rakenteelliset puutteellisuudet voivat aiheuttaa ydinlaitokseen liittyvää ionisoivaa säteilyä. Se on suurienergistä säteilyä, jonka ansiosta voidaan muuttaa atomien sähkövarauksia, toisin sanoen ionisoimaan niitä. Ionisoitumisessa atomi menettää elektronin elektronikuoreltaan. Ionisoiva säteily voi olla esim. hiukkassäteilyä, esimerkiksi elektroneja, tai sähkömagneettista säteilyä, kuten röntgensäteilyä.

Oman erikoisen lajinsa ydinlaitosten uhkatekijöistä muodostaa ydinjätteen kierrätys. On hyvin tunnettua, että virallinen Suomi yrittää olla diplomaattisesti suorastaan mielistelevässä suhteessa Amerikan Yhdysvaltoihin. Siten voimme ajatella teoreettista mahdollisuutta, että Suomen ydinvoimaloissa tuotettaisiin plutoniumia (Pu-239) ja myytäisiin sitä USA:n, jossa se ajautuisi esimerkiksi ydinaseteollisuuteen?

Tällöin olisi kyse hirvittävästä valtioterrorismin tukemisesta.

 

Vaihtoehdot

Tässä muutamia vaihtoehtoisia energiamuodon lähteitä: käytetään vähän tai ei lainkaan saastuttavia, uusiutuvia energiamuotoja sähkön hankinnalle. Tähän luokkaan sisältyy esimerkiksi maalämpö, tuulivoima, aurinkoenergia, auringonenergian kerääminen polttolinssin kautta, biomassan poltto, biokaasu ja vesivoima ja joskus myös jätteiden poltto. 

 

Toimittajan kommentti: "Ydinvoiman vastustaminen"

Fukushiman ydinvoimala onnettomuuksien jälkeen tulisi Suomessa harkita uudelleen jo aiemmin päätetyt ydinvoimaratkaisut. Pitää vaatia, että myös Suomessa mahdollisten ydinlaitosonnettomuuksien korvausvastuuasia järjestetään siten, että korvausvastuu on tuntuvan suuri.

Ydinjätteiden maahan säilöminen ei ole turvallista jo sen tähden, että siihen liittyvä tekniikan kokemus ja tuntemus on varsin nuorta. Ydinjätteen käsittelyyn täytyy löytää uusia ja turvallisempia ratkaisuja.

Boikotoidaan ydinvoimaloita ja uusien ydinvoimaloiden hankintasuunnitelmia esimerkiksi seuraavasti: ei osteta tuotteita yrityksiltä, jotka tukevat ydinvoimaloita ja niiden rakentamista. Syytä on järjestää erittäin huomiota herättäviä ja mittavia mielenosoituksia ydinvoimalan rakentamista vastaan; on vaadittava kansanäänestys ydinvoimalan rakentamisesta jne.

Mikäli mahdollista, niin kaikista turvallisinta on ydinvoimaloista luopuminen, ja missään tapauksessa ei tule rakentaa lisää mainitun kaltaisia energian lähteitä.

 

Lähteet:

  1. Tulipalo plutoniumin tuotantolaitoksessa

  2. FINLEX
  3. STUK
  4. EKOFOKUS
  5. http://chemistry.about.com/cs/generalchemistry/a/aa050601a.htm
  6. Transmutaatiosta Wikipediassa

 

Maol taulukot (1992). 99 s.

Bjorklund, Nils G., Wolter Westerholm, Magnus von Bonsdorff (1994).  Ydinsähköä, Teollisuuden Voima Oy 1969-1994. Teollisuuden Voima.

Kirjallisuutta ja tiedostoja

Hovi, Mikko (1989). Fysiikkaa insinöörioppilaille. Osa IV Mekaanisesta ja sähkömagneettisesta aaltoliikkeestä sekä atomi- ja ydinfysiikasta. Tampere: Tammertekniikka Ky

Kenneth S. Krane (1987). Introductory Nuclear Physics John Wiley & Sons

2.  ATOMI- JA YDINFYSIIKKAA

Biological transmutations, revised and edited by Herbert & Elizabeth Rosenauer,

London, Crosby Lockwood 1972 (reprinted by Beekman, New York, in 1998) - See details at Amazon.

 

***

LIITE 1.

 

Yleistä tietoa atomi- ja ydinfysiikasta

Koska kirjoitus käsittelee myös ydinreaktoreita, on siitä syystä paikallaan hiukan kuvailla esimerkiksi fissioreaktioon ja muuhun atomi- ja ydinfysiikkaan liittyviä tavallisia ilmiöitä, yleisten alan opiskelumateriaalien valossa.

Ensinnäkin mainittakoon, että sitoutuva energia lasketaan kaavalla Q = Δmc2: Valonnopeuden neliötä (c2) ei kuitenkaan laskuissa tarvitse käyttää, sillä se sisältyy energian suureeseen 931,5 MeV. 

(Sillä E = mc2 = 1,6605402 · 10-27 kg · (2,9979·108 m/s)2 = 1,4924·10-10 J. Koska 1 eV = 1,6022 · 10-19 J, voidaan energia ilmaista elektronivoltteina muodossa: E=1,4924·10-10*  (1/1,6022 · 10-19  eV) = 931,5MeV.)

Fissio on ydinfysiikassa tunnettu reaktio. Tässä ilmiössä raskaan atomin ydin hajoaa ainakin kahdeksi pienemmäksi ytimeksi, jolloin myös vapautuu energiaa. Fissioreaktio on sukua fuusioreaktiolle, jossa taas kevyet atomien ytimet yhdistetään raskaammaksi.

Fissiolle tuskin löytyy yhtä ainutta, yksiselitteistä reaktioyhtälöä, vaan se voi tapahtua usealla tavalla. Neutronin osuessa U-235-ytimeen, se voi fissoitua esimerkiksi seuraavasti: 23592U + 10n ⇒ 9236Kr + 14156Ba + 3 10n. Uraanin fissiossa vapautuu energiaa, joka on suuruudeltaan noin 200 MeV. Tämä energia määrä sisältää ytimen halkeamisessa syntyneen energian.

Raskaan ytimen hajotessa (fissio) kahdeksi keskiraskaaksi ytimeksi sidososuus kasvaa. Eli nukleonit ovat lujemmin sitoutuneet kuin ennen fissiota. Toisin sanoen sidosten vahvistuessa vapautuu energiaa. Purkamisenergia tunnetaan termillä ytimen sidosenergia, ja reaktiossa vapautunut energia on yhtä suuri kuin reaktiotuotteiden ja uraaniytimen sidosenergioiden erotus.

Massavaje: Δm = mlähtöydinten massat – mReaktiotuotteiden massat.  Massavajeella tarkoitetaan lähtöydinten massojen ja reaktiotuote eli tulosydinten massojen erotusta.

Esimerkiksi uraanin-isotoopin massavajeen laskeminen: Δm =m (23592U) +m (10n) ⇒m (2410Ne) +m( 21082Pb) – 2n (10n)Δm = (235,0439225u + 1,0086650u) – 23,993613 – 209,984163u – 2*1,0086650u = 0,057485u ≈ 0,0575u.

Massavajeesta saadaan laskettua reaktioenergia eli reaktiossa vapautuvan energian (Q) määrän kaavalla: Q = Δmc2. Lasketaan uraanin-isotoopin reaktioenergia: Q = Δmc2 ⬄0,0575u *931,5 MeV/u ≈ 53,5MeV. 

Mutta sidosenergia saadaan laskettua, kun ytimen protonien ja neutronien ynnätystä massan summasta, vähennetään ytimen massa. Uraaniytimellä massaero pitäisi olla seuraava:

mprotoni + mneutroni – atomimassa(92*1.00782503207u + 143*1.00866491574u) - 235.043929918u = 1.91505598326u. Tästä saadaan (Eb = Δmc2) energiaksi noin 1784 MeV.

Sidososuus b, puolestaan ilmaisee sidosenergian nukleonia kohti.  Tämä on atomiytimen pysyvyyden eli stabiliteetin mitta.

Sidososuuden kaava: b = Eb/A. Esimerkiksi sidososuus uraanin tapauksessa: b = Eb/A ⬄1784/235 ≈ 7,60 MeV.

Ohimennen mainittakoon, että A. Einsteinin suhteellisuusteoriat perustuvat ristiriitaisuuksiin ja osittaisiin silmänkääntötemppuihin ja kvanttiteoria tyytyy loogisesti ristiriitaiseen aalto-hiukkas-dualismiin: eetterin ongelmaa ei ole vielä ratkaistu. Mutta tästä lisää toisessa artikkelissa.

 

Kirjallisuutta ja tiedostoja

Hovi, Mikko (1989). Fysiikkaa insinöörioppilaille. Osa IV Mekaanisesta ja sähkömagneettisesta aaltoliikkeestä sekä atomi- ja ydinfysiikasta. Tampere: Tammertekniikka Ky

Kenneth S. Krane (1987). Introductory Nuclear Physics John Wiley & Sons

Toimitus @ 7.8.2012 16:39