Siia kogume suve jooksul põnevat vaatamist nii suvekooli soojenduseks kui niisama uudistamiseks. Kui tuumaenergia ja selle tulevik huvitavad, tule siia lehele aeg-ajalt tagasi.
Reaktori käivitus
TRIGA reaktor on treening- ja teadusreaktor, mille südamik ei ole survekestaga kaetud ning seega ei saa ka veeauru abil elektrit toota – kogu kuumus kandub üle ümbritsevasse vette. Küll aga võimaldab see näha, kuidas reaktor töötab. Videos on näha reaktori käivitus ning alumisel videol lähiplaanis ka kontrollvarrasteliikumine ja tuumas soojenenud vee liikumine üles.
Sinine valgus on Tšerenkovi kiirgus – valguse kiirusest kiiremini liikuvad elektronid tekitavad keskkonnas (vees) efekti, mis põhimõttelt sarnaneb ülehelikiirusel lendava lennuki lööklainega.
Tuumajäätmed
Tuumajäätmed on selle energialiigi puhul üks enim kõneainet pakkuv teema. Aga mitte selle pärast, et need endast tavaolukorras reaalset ohtu kujutaks, nagu sageli arvatakse, vaid ilmselt pigem seepärast, et tuumaenergeetika on ainus energeetika haru, kus seadused ja regulatsioonid nõuavad kogu kütusetsükli ohutuse jälgimist ja tõendamist. See tähendab, et uraan (või mis tahes muu tuumkütus), mis kaevandusest rikastusjaama, sealt edasi tuumaelektrijaama ja lõpuks sealt tuumjäätmete hoidlasse või ümbertöötlemisse liigub, peab olema täpselt dokumenteeritud. Niisugust tõendamise nõuet ei ole ühelgi teisel energialiigil.
Näiteks on lubatud kasutatud tuulegeneraatorite labasid tükeldada ja maha matta ilma, et tuuliku omanik peaks vastutama labadest keskkonda lekkivate toksiinide pärast, ning päikesepaneelide tootmiseks kasutatava hõbeda päritolu ei tea pärast paneeli tehasest väljumist üldjuhul keegi. Ka põlevkivituha mägesid võib näha igaüks, kes Ida-Eestis käinud, CO2 heidet aga tunnetab kogu meie planeet juba väga tõsiselt.
Keskmiselt kulub ühe inimese eluea jooksul tarbitava energiakoguse tootmiseks 0,5 kg tuumkütust, ning umbes sama palju tekib ka jäätmeid, mida tänapäeval oleks õigem nimetada juba “kasutatud tuumkütuseks”. Seda seetõttu, et valdav osa tuumajaamas “ära kasutatud” tuumkütusest on ümbertöödeldav (seda teevad näiteks Prantsusmaa ja Jaapan, kuid mitte USA – seadusandluse tõttu) ning uuesti tuumajaamas kasutatav. IV põlvkonna briider-reaktorid kasutavad kütuseks samuti “tuumajäätmeid”, mis tähendab, et tänased jäätmed võivadki olla tuleviku tuumajaamade kütuseks.
Tuumkütuse kasutamise käigus tekib selles erinevaid aineid, mis pidurdavad tuumalõhestusprotsessi ning tuumkütus kaotab osa oma efektiivsusest. Kui tuumkütus muutub liiga ebaefektiivseks, tuleb see välja vahetada uue vastu. Kasutatud tuumkütus jääb esialgu reaktoribasseini “jahtuma” ning hiljem klaasistatakse boorsilikaatklaasis, pannakse kontenierisse ja hoiustatakse vastavas hoidlas. Sõltuvalt sellest, kas kasutatud tuumkütust on plaanis hiljem kasutada või mitte, saab valida kas maapinnalähedase või süvahoidla vahel. Mitmesaja meetri sügavusel graniitkivimis on kasutatud tuumkütus inimesele ja keskkonnale ohutu, kuni selle radioaktiivsustase saavutab loodusliku fooni.
Keskmiselt ühe inimelu jooksul tarbitava tuumaelektri tootmise kõrgradioaktiivsed jäätmed boorsilikaat-klaaskettas.
Kasutatud tuumkütuse konteinerid kaasaegses hoidlas Kanadas Ontarios.
Onkalo süvahoidla Soomes.
Väikesed moodulreaktorid - tuumaenergia tulevik
Tuumajaamad on aastakümnete jooksul olnud inimkonnale võimsaks abimeheks heitmevaba elektri tootmisel. Kuna tuumajaama ehitus on siiski mõnevõrra keerulisem kui näiteks söejaama ehitus, on neid seni ehitatud põhimõttel “mida suurem, seda parem”. Tüüpiline reaktor on umbes ühe gigavatise elektrilise võimsusega ning tihti on ühes tuumajaamas mitu reaktorit. Maailm aga on aastakümnete jooksul palju muutunud, ning nii on muutunud ka majandus ja energeetikasektor.
Suured tuumajaamad on tänapäevastes tingimustes osutunud liiga kulukateks ja nende ehitusaeg on energiavajaduse kasvu kiirust arvestades liiga pikk. Ühtlasi on ohutusnõuded aastate jooksul üha karmistunud, mis tähendab, et juba planeerimis- või ehitusjärgus suurele tuumajaam tuleb “käigu pealt” viia nõuetega vastavusse, mis vanemate reaktoritüüpide puhul on omakorda kulukas ja aeganõudev.
Seepõrast on paljudes riikides alanud töö väikeste moodulreaktorite disainimiseks ja tootmiseks. Mõiste “moodulreaktor” tähendab, et selle komponendid valmistatakse ja pannakse kokku tehases, mitte ehitusplatsil – täpselt nagu moodulmaja puhul. Sõna “väike” aga tähistab seda, et niisuguste rekatorite elektriline võimsus ei ületa 300 MW.
Väikeste moodulreaktoritega tuumajaamu on lihtsam ja kiirem ehitada, need koosnevad standardiseeritud komponentidest ning on seetõttu ka lihtsamad ja odavamad hooldada. Kuna reaktor disainitakse kohe kõiki kaasaegseid ohutusnõudeid arvestavalt, on väga palju tähelepanu pööratud ohutusele, seal hulgas eriti passiivohutusele, mis välistab inimlikust eksitusest või pahatahtlikkusest tingitud õnnetused ja tõrked reaktori töös. Selliste ohutusparameetritega reaktor ei vaja suurt ohutusala, mis suurte jaamade puhul võib ulatuda kümnete kilomeetrite kaugusele. Lisaks sellele saab tuumajaam alustada elektri tootmist juba esimese reaktori käivitudes, hakates sedasi tagasi teenima esialgset investeeringut, ning vajadusel võib reaktoreid lisada hiljem juurde.
Fermi Energia on Eestis kasutusele võtu hindamiseks välja valinud viie tootja reaktorid – General Electric/Hitachi, Moltex Energy, NuScale, Terrestrial Energy ja Ultra Safe Nuclear Corporation. Enne sobivaima reaktoritehnoloogia valimist aga tuleb leida jaamale sobiv koht, kujundada seadusandlus, hinnata vajalikke ohutusnõudeid, arvutada kokku projekti kulud ja tulud ning koolitada eksperdid.
Kiirgus ja oht inimesele
Kiirguse mõju organismile kirjeldab paremini ekvivalentdoos, mille ühik on siivert (Sv). Kui mõõdetakse kiirgusdoosi, tuleb arvesse võtta ka kiirguse käes veedetud aega.
Наприклад, нормальним діапазоном природного радіаційного фону вважається 2,4 мілізіверта на рік (мЗв/рік) в середньому. Близько половини цієї дози (1,26 мЗв/рік) людина отримує від вдихуваного повітря, 0,29 мЗв/рік - від їжі, 0,48 мЗв/рік - від землі і 0,39 мЗв/рік - від космічного випромінювання. Якщо до цього додати розраховану середню дозу від рентгенівського випромінювання, комп'ютерної томографії (основне джерело антропогенної радіації - медицина, в середньому 0,6 мЗв/рік), ядерних аварій та ядерних випробувань, то загальна середня доза для пересічної людини становить 3,01 мЗв/рік. У перерахунку на години це становить 0,00034 мЗв/год або 0,34 мікрозіверта на годину (мкЗв/год).
Meid ümbritsev kiirgusfoon erineb piirkonniti väga palju – näiteks Brasiilias, populaarses Guarapari rannas 90 μSv/h (mikrosiivertit tunnis), Tšernobõli tuumareaktori sarkofaagi kõrval on see aga більш ніж у 100 разів нижче – 0,81 μSv/h. Võrdluseks, Soome keskmine looduslik kiirgusfoon on 0,9 μSv/h, Eestis 0,8 μSv/h. 10 km kõrgusel lendavas lennukis on kiirgusfoon umbes 5 μSv/h.
Таким чином, нормальним можна вважати рівень радіаційного фону близько 0,1-1 мкЗв/год на рівні землі, до якого додаються дози опромінення від авіаперельотів, медичних досліджень та інших видів людської діяльності, до 10 мкЗв/год у короткостроковій перспективі.
Kõrgema radioaktiivsusega kiirgusallikad, nagu näiteks röntgenaparaadid, annavad lühikese aja jooksul suurema kiirgusdoosi – nii võib ühe kompuutertomograafia ülesvõtte käigus saada inimene 10-30 mSv doosi, või akumuleerida 80 mSv doosi 6 kuu jooksul rahvusvahelises kosmosejaamas.
Однак дози, які становлять ризик для здоров'я, набагато вищі і значною мірою залежать від тривалості опромінення. Наприклад, мінімальна доза, яка, як було доведено, збільшує ймовірність розвитку раку, становить 100 мЗв/рік, або 100 000 мкЗв/рік, але в радіотерапії, наприклад, для лікування раку використовуються дуже локалізовані дози, що перевищують 2000 мЗв, або 2 000 000 мкЗв/рік. Якби людина годинами піддавалася такому опроміненню, смерть була б дуже ймовірною.
Таким чином, ядерні матеріали становлять ризик для здоров'я, особливо коли вони знаходяться в безпосередній близькості протягом тривалого часу.
Kliki kõrvalolevatel graafikutel ja vaata täisekraanil.
