Fissio
Fissiossa
vapautuu ydinenergiaa, kun raskaat ytimet halkeavat keskiraskaiksi ytimiksi. Ydinvoimalaitosten
energiantuotanto perustuu fissioon. Fissioreaktio voidaan saada aikaan
pommittamalla raskaita ytimiä neutroneilla. Varauksettomat neutronit pääsevät
helposti vuorovaikutukseen ytimen kanssa, jolloin ydin voi siepata neutronin ja
sieppaajanuklidi muuttuu saman alkuaineen eri isotoopiksi. Syntynyt ydin voi
hajota radioaktiivisesti esim lähettämällä beetamiinushiukkasen. Uusi ydin voi
myös jäädä värähtelevään tilaan, mikä voi johtaa ytimen halkeamiseen kahdeksi
keskiraskaaksi ytimeksi.
Sellaisia
neutroneja, joiden nopeus vastaa lämpöliikkeessä olevien hiukkasten nopeutta,
kutsutaan hitaiksi eli termisiksi neutroneiksi. Nopeat neutronit eivät yleensä
aiheuta uraaniytimen halkeamista. Reaktioyhtälössä väliydin merkitään
hakasulkeisiin.
Fuusio
Fuusiossa
kaksi kevyttä ydintä liittyvät yhteen yhdeksi ytimeksi. Auringon ja muiden
tähtien energia on peräisin niiden sisuksissa tapahtuvista fuusioista. Helpoimmin
fuusioituvia ytimiä ovat vedyn raskaat isotoopit deuterium ja tritium.
Jotta
nykytekniikalla saataisiin aikaan toimiva fuusioreaktori, pitäisi
fuusioreaktorissa ytimistä ja vapaista elektroneista koostuvan plasman
lämpötilan olla noin 108 K, jotta ytimillä olisi fuusion
aikaansaamiseksi riittävän suuri lämpöliikkeen liike-energia.
Lisäksi
plasman tiheyden pitäisi olla suuri, jotta fuusioitumista tapahtuisi energian
tuottamisen kannalta riittävästi. Plasman pitäisi myös pysyä irti reaktorin
seinämistä. Nykytekniikalla plasmaa ei pystytä hallitsemaan näin korkeissa
lämpötiloissa niin, että fuusio tuottaisi taloudellisesti kannattavaa energiaa.
Toimivan
fuusioreaktorin etuja olisivat suuri energiantuotto, polttoaineen riittävyys
(luonnon veden deuterium) ja edullisuus sekä se, ettei synny radioaktiivista
polttoainejätettä.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti