pdf-muodossa. - Tampereen ammattikorkeakoulu
pdf-muodossa. - Tampereen ammattikorkeakoulu
pdf-muodossa. - Tampereen ammattikorkeakoulu
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
95<br />
Kuva 1. Fuusio reaktio Deuterium / Tritium (European<br />
nuclear society)<br />
Maailmankaikkeuden muodostumisessa fuusio<br />
on yksi tärkeimmistä mekanismeista. Maapallomme<br />
auringon säteilemä lämpö maanpinnalle<br />
tulee auringossa tapahtuvasta fuusioreaktiosta.<br />
Auringon sisällä lämpötila on n. 15<br />
mil o C, koska fuusioreaktio vaatii erittäin korkean<br />
lämpötilan.<br />
Fuusioreaktorissa yritetään toistaa sama ilmiö<br />
maan päällä, kuin mitä auringossa tapahtuu.<br />
Maan vetovoimasta ja atomien välisistä<br />
sidosvoimista johtuen maanpinnalla tarvitaan<br />
lämpötilaksi vähintään 150 mil o C. Reaktorissa<br />
Deuterium ja Tritium ovat ionisoituneina<br />
plasman <strong>muodossa</strong>. Kuuma plasma on sähköä<br />
johtavaa, ja se pidetään irti reaktoriastian seinämistä<br />
voimakkaiden magneettien avulla, ja<br />
reaktoriastian sisällä on tyhjiö.<br />
Fuusioreaktorissa syntyvillä reaktiotuotteilla<br />
He:lla ja neutronilla on valtava liikeenergia.<br />
He pysyy plasmassa magneettikentän<br />
ansiosta ja ydin törmää plasman muihin<br />
hiukkasiin luovuttaen liike-energiansa ja auttaa<br />
ylläpitämään plasman lämpötilaa. Neutroni<br />
puolestaan karkaa plasmasta ja törmää reaktoriastian<br />
seinämään. Sen liike-energia muuttuu<br />
törmäyksessä lämmöksi aiheuttaen pintamateriaalien<br />
lämpenemistä. Korkein lämpökuorma<br />
kohdistuu reaktorin alaosaan ja on n. 10 MW/<br />
m 2 . Reaktoriastian seinämiä jäähdytetään vedellä<br />
ja tällä lämmöllä lämmitetään edelleen<br />
vettä, josta saadaan höyryä. Höyryllä pyöritetään<br />
puolestaan turbiineja, jotka tuottavat sähköä.<br />
Näin ollen fuusioreaktori on eräänlainen<br />
lämmönkehitin.<br />
Fuusioydinvoiman ja fissioydinvoiman<br />
eroja voidaan tarkastella taulukon 4 mukaisesti.<br />
Taulukko 4. Fuusio- ja fissioydinvoiman eroja<br />
Fuusioydinvoima<br />
Deuteriumia ja tritiumia riittää useiksi sadoiksi<br />
vuosiksi<br />
Ei aiheuta CO2 -päästöjä<br />
Ei mahdollisuutta reaktorin ytimen sulamiseen<br />
Reaktio ei voi karata hallinnasta<br />
Ei tarvetta kuljettaa radioaktiivisia materiaaleja<br />
Ei aiheuta pitkäkestoista radioaktiivista jätettä (< 100 v)<br />
Reaktorissa plasmaa n. 700 m3 ja massa n. 1,5 g<br />
Fissioydinvoima<br />
Uraanin loppuminen on näköpiirissä<br />
Ei aiheuta CO2 –päästöjä<br />
Reaktorin ydin voi sulaa<br />
Reaktio voi karata hallinnasta<br />
Vaatii radioaktiivisten materiaalien kuljetusta<br />
Aiheuttaa pitkäkestoista radioaktiivista jätettä<br />
(> 10 000 v)<br />
Reaktorissa uraania useita tonneja<br />
Fuusioydinvoimaa pidetään lähes saasteettomana,<br />
koska itse reaktiossa ei muodostu aktiivisia<br />
hiukkasia lainkaan. Aktivoituminen<br />
tapahtuu reaktoriastia seinämän materiaaleissa<br />
neutronien törmätessä niihin. Materiaalien<br />
aktivoitumista pyritään vähentämään materiaalien<br />
valinnoilla ja kehittämällä uusia kestävämpiä<br />
materiaaleja.
Change language