Veikko vastaa

Hei.

Lyhyt ja ytimekäs alku sopii tämänkertaiseen tarinaamme.

Japanin ydinkatastrofi on luonnollisesti askarruttanut mieliä täällä kaukana Euroopan perukoillakin.

Eero Huntus kysyy, onko tosiaan niin, ettei ydinreaktorin ketjureaktiota voida pysäyttää, ennen kuin polttoaine loppuu.

Palstatilaa on vähän, mutta selitetäänpäs tässä ja nyt ydinvoimalan toimintaperiaate.

Kuvitellaan, että lattialle on levitetty kymmeniä hiirenloukkuja, joista jokaisen päälle on asetettu pingispallo. Yksi loukku laukaistaan, ja sen päällä ollut pallo pomppaa ilmaan.

Jos loukkuja on lattialla sopivan tiheästi, mutta ei liian tiheästi, putoava pallo laukaisee seuraavan loukun, josta pomppaava pallo taas seuraavan, ja niin edelleen. Koko ajan ilmassa on yksi tai kaksi palloa.

Näin toimii ydinvoimala.

Seuraavaksi kuvitellaan, että loukut laitetaan vierekkäin yhden neliömetrin alueelle, ja niiden päälle laitetaan vielä pahvilaatikko ylösalaisin.

Kun nyt yksi loukku laukaistaan, pomppaava pallo laukaisee seuraavan, se taas seuraavan ennen kuin edellinen pallo on asettunut paikoilleen. Hyvin pian koko pahvilaatikon sisus on täynnä sinne tänne sinkoilevia palloja, kunnes kaikki loukut ovat lauenneet.

Näin räjähti ydinpommi.

Ydinfysiikassa ei käytetä hiirenloukkuja. Pingispallon sijaan ydinvoimalan sisuksissa sinkoilevat atomin palaset, neutronit. Sinkoava neutroni osuu atomiin ja hajottaa sen niin, että siitä irtoaa uusi neutroni, joka hajoittaa seuraavan ja niin edelleen.

Näissä törmäyksissä osa atomin massasta muuttuu energiaksi. Energian määrän kertoo suhteellisuusteorian mukaisesti kaava E=mc2, eli massa kertaa valon nopeus kertaa valon nopeus. Valo etenee aika haipakkaa, joten energian määrä on huikea.

Atomivoimalan polttoaineessa atomeja on sopivan harvassa, ja reaktio etenee hallitusti; ydinpommissa käytetään tiivistettyä eli rikastettua ainetta, jossa halkeavia atomeja on tiheässä (vrt. pahvilaatikko yllä).

Ydinvoimalan ketjureaktio pysähtyy välittömästi, kun lentelevien neutronien tielle asetetaan hidastavaa ainetta - vettä tai grafiittisia säätösauvoja.

Ongelman ydin on siinä, että se osa polttoaineesta, jonka atomit ovat särkyneet törmäyksessä, on muuttunut radioaktiiviseksi.

Nämä atomit lähettävät ympäristöönsä joko pieniä hiukkasia tai voimakasta sähkömagneettista säteilyä. Prosessi tuottaa energiaa eli lämpöä.

Heti ketjureaktion pysäyttämisen jälkeen radioaktiivisuuden tuottama jälkilämpö on noin seitsemän prosenttia voimalan koko tehosta. Ei kuulosta paljolta, mutta se on hurja määrä, kun lähtöarvo lasketaan gigawateissa. Sen tuottaman lämmön jäähdyttämiseen tarvitaan valtava määrä vettä.

Jos jäähdytys ei toimi, käytetty polttoaine kuumenee, kunnes se sulattaa itsensä kaikkien mahdollisten ja mahdottomien seinien läpi.

Jälkilämmön syntymistä ei voi pysäyttää. Se jatkuu niin kauan, kunnes kaikki atomit ovat menettäneet radioaktiivisuutensa.

Osa käytetystä polttoaineesta puolittaa radioaktiivisuutensa muutamassa tunnissa, osalla puoliintumisaika lasketaan vuosisadoissa. Jäähdytystä tarvitaan kuukausien, jopa vuosien ajan.

Ydinvoiman ongelma on siis, että nimenomaan käytetty polttoaine on vaarallista, ja tuoreeltaan voimalasta otettuna vielä erittäin huonosti paketissa pysyvää.

Voit lähettää Veikolle kysymyksiä tai palautetta sähköpostilla osoitteeseen: veikko.virtanen@savonsanomat.fi tai postitse osoitteeseen Savon Sanomat Päivyri/ Veikko Virtanen PL 68 70101 Kuopio.

Mitä tunnetta artikkeli sinussa herättää? Ilmaisemalla tunteesi näet toisten reaktiot.