Ydinenergia nyt ja tulevaisuudessa

Huh, onpa kuuma! Minun pitää päästä pian varjoon, tai muutun höyryksi. Mmm. Hei muuten, mistä se kaikki tulee? Tarkoitan, kuinka aurinko pystyy tekemään niin paljon lämpöä ja valoa?

Sitä kutsutaan fuusioksi. Atomiytimet murskautuvat yhteen ja luovuttavat energiaa. Ahaa! Kuten ydinvoimalaitoksessa, siis. Ei, siinä tapahtuu fissio.

Se on täysin eri asia. Miten niin "eri asia"? No. Tuota... Hmm, kuvittele näiden mandariinien olevan protoneja, ja kiivien olevan neutroneja.

Aurinko koostuu enimmäkseen vedyn ja heliumin alkuaineista. Ne ovat kaikista atomeista pienimpiä ja kevyimpiä. Auringossa siis tapahtuu niin, että valoatomiytimet törmäilevät toisiinsa ja luovat raskaampia atomeja, joilla on suuremmat ytimet. Vety-ytimet luovat heliumytimiä. Mutta silloin tapahtuu jotain kiinnostavaa.

Jos punnitaan kaksi vety-ydintä, jotka yhdistyvät keskenään, ja sitten punnitaan helium-ydin, joka siitä syntyy, painot eivät aivan täsmää. Heliumydin painaa aavistuksen vähemmän. Kadonnut paino on muuttunut energiaksi - lämmöksi, valoksi ja säteilyksi, joka aiheuttaa auringonpolttamia. Joten, kun kaksi ydintä sitoutuvat yhteen ja muodostavat suuremman ytimen vapauttaen samalla energiaa, sitä kutsutaan fuusioksi. Ydinvoimalaitoksessa puolestaan käytetään erittäin painavia atomeja, yleensä uraania.

Kun uraaniytimeen osuu neutroni, uraaniydin halkeaa, ja syntyy kaksi kevyempää ydintä sekä vapaita neutroneja. Ja sama asia tapahtuu fuusion aikana. Jos punnitaan ne neutronit ja ytimet, jotka muodostuivat halkeamisen aikana - ja verrataan painoa suureen uraani- ytimeen, joka meillä oli aluksi - huomataan, että osa massasta puuttuu. Puuttuvasta massasta on tullut energiaa - liike-energiaa kahdessa uudessa ytimessä ja vapaissa neutroneissa. Tuo energia muuttuu sitten lämmöksi, jota puolestaan käytetään sähkön tuottamiseen.

Fissio tarkoittaa sitä, kun atomit halkeavat. Mutta hei! Miksi ydinvoimalaitoksissa käytetään nimenomaan fissiota? Sehän on vaarallista ja hankalaa. Miksei käytetä fuusiota sen sijaan?

Niin... Keksi ratkaisu siihen ja saat Nobelin palkinnon. Lupaan! Miksi? No, fuusioenergialla on monia, mahtavia hyötyjä verrattuna fissioenergiaan.

Polttoainetta voidaan tehdä tavallisesta merivedestä ja litium-metallista, joka on aika yleinen alkuaine. Alle yksi gramma polttoainetta on tarpeeksi kattamaan yhden ihmisen energiankäyttö koko vuodeksi! Eikä se aiheuta valtavaa radioaktiivista jätekasaa eikä ketjureaktiota, josta voisi tulla vaarallinen. Mutta jos se on niin hyvä, miksei ole olemassa fuusiovoimaloita? Siksi koska tarvitaan korkea paine ja viidentoista miljoonan celsiusasteen lämpötila, että se toimisi.

Kuten auringossa. Osa tiedemiehistä työskentelee kovasti kehittääkseen fuusiovoimaloita maapallolle. Joidenkin mielestä pitäisi yrittää tehdä nykyisistä fissiovoimaloista paremmin toimivia. Siinä tapauksessa polttoaineesta saataisiin sata kertaa enemmän energiaa kuin nykyisellä teknologialla, ja toivottavasti jatkossa ei enää ole ongelmaa vaarallisen jätteen pitkäaikaisesta sälyttämisestä. Aivan, siis sitten fissiovoimalat eivät olisi niin paha juttu?

Jos niistä tulisi aina vain parempia... Mutta entä fuusio! Kuvittele, miten saisit koko elämäsi energiantarpeet muutamasta vesipisarasta. Joo, ja samalla voittaisin Nobelin palkinnon.