Avaa päävalikko

Muutokset

277 merkkiä poistettu ,  10 kuukautta sitten
→‎Ydinpolttoainekierto: Lisäsin lähteen ja poistin lähteettömiä väitteitä
{{pääartikkeli|[[Ydinvoima Suomessa]]}}
 
Suomessa on neljä kaupallista ydinreaktoria. Vuonna 2017 ne tuottivat 17 prosenttia Suomen [[primäärienergia]]sta<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://www.stat.fi/til/ehk/2017/ehk_2017_2018-12-11_kuv_001_fi.html|nimeke=Energian hankinta ja kulutus|julkaisu=Suomen virallinen tilasto|ajankohta=11.12.2018|julkaisija=Tilastokeskus|selite=Liitekuvio 1. Energian kokonaiskulutus 2017|viitattu=2019-01-04}}</ref> ja 33&nbsp;prosenttia Suomen sähköntuotannosta<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://www.stat.fi/til/salatuo/2017/salatuo_2017_2018-11-01_kuv_001_fi.html|nimeke=Sähkön ja lämmön tuotanto|julkaisu=Suomen virallinen tilasto|ajankohta=1.11.2018|julkaisija=Tilastokeskus|selite=Liitekuvio 1. Sähkön tuotanto energialähteittäin 2017|viitattu=2019-01-04}}</ref>. Suomessa ydinvoimaloiden [[käyttöaste]] on yleensä ollut yli 90&nbsp;prosenttia, mikä on parempi kuin maailman keskiarvo.<ref name=":9">{{Verkkoviite|osoite=https://energia.fi/files/277/ht_ydinvoimasta.pdf|nimeke=Hyvä tietää ydinvoimasta|tekijä=|ajankohta=2009|julkaisija=Energiateollisuus ry|viitattu=27.1.2019}}</ref>
 
[[Espoo]]n [[Otaniemi|Otaniemessä]] on pieni [[Tutkimusreaktori#Otaniemen tutkimusreaktori FiR 1|Triga-tutkimusreaktori]], joka käynnistettiin 1962. Reaktorin tuottamaa säteilyä käytettiin tutkimuksen lisäksi aivokasvainten [[BNCT|boorineutronikaappaushoitoon]]. Hoitotoiminta päättyi 2012, ja reaktori suljettiin lopullisesti 2015. Reaktorin omistaja [[VTT]] aikoo purkaa sen.<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://tem.fi/documents/1410877/2429226/VTT+FiR+1+k%C3%A4yt%C3%B6st%C3%A4poiston+hakemus+2017+TEM|nimeke=VTT:n FiR 1 -tutkimusreaktorin käytöstäpoisto|tekijä=|julkaisu=Lupahakemus|ajankohta=2017|julkaisija=Teknologian tutkimuskeskus VTT|viitattu=26.1.2019}}</ref>
 
== Ydinpolttoainekierto ==
[[File:OL3 YearlyAmountOfNuclearWaste.svg|thumb|[[Olkiluodon ydinvoimalaitos|Olkiluoto 3]], kuluttaa käydessään 32 tonnia puhdasta uraanioksidia polttoaineena vuodessa eli kuvassa havainnollistetun suorakulmaisen särmiön verran.]]
[[Tiedosto:Nuclear fuel pellets.jpeg|thumb|Polttoainesauva ja polttoainenappeja]]
 
{{pääartikkeli|[[Ydinpolttoainekierto]]}}
 
Ydinvoimalaitokset käyttävät tavallisesti polttoaineenaan uraanioksidia, jossa on 3–5 prosenttia [[fissiili]]ä uraani-235:ttä. Polttoaineena voidaan käyttää taimyös plutonium-239:ää, mikälijota kyseessäsyntyy onydinreaktorin toimiessa ja joka voidaan kierrättää kierrätettyuudeksi polttoainepolttoaineeksi. Ydinpolttoaineen energiatiheys on erittäin suuri, koska ydinvoimaloiden energiantuotanto perustuu fissioreaktioon eikä [[hapetus|hapettamiseen]], kuten polttolaitoksissa. TätäMaailman voidaan havainnollistaa esimerkiksi tavanomaisen auton koko eliniän energiankulutuksella, joka vastaa noin sokeripalan kokoista määrää ydinpolttoainetta. Maailmankaikkien reaktoreiden nykyisin vuodessa kuluttama ydinpolttoaineuraani – noin 70&nbsp;000 tonnia – mahtuisi kuutioon, jonka särmät ovat 15 metriä pitkät.<ref Laskennallisestiname=":9" siis koko maailman nykyinen sähkönkulutus voitaisiin kattaa 400&nbsp;000 uraanitonnilla vuodessa, mikä mahtuisi kuutioon, jonka särmät ovat 30 metriä pitkät./>
 
Ydinpolttoaineen valmistus alkaa [[uraanikaivos|uraanikaivokselta]]. Tyypillinen 1000tuhannen MW:nmegawatin ydinvoimalaitos kuluttaa vuodessa polttoainetta noin kolmen kuutiometrin verran, minkä polttoaineen valmistusta varten kaivetaan noin 50&nbsp;000 tonnia<ref>Slavchev, B.:Methods Development for Determination of Transuranic Radionuclides in Low Activity Waste and their Application in Intercomparison Exercise, ''4th International Scientific Conference on Water Observation and Information System for Decision Support'', Ohrid, Makedonia, 2010.</ref> uraanimalmia. Vastaavan kokoinen hiilivoimala kuluttaa jo pelkkää hiiltä yli kolme miljoonaa tonnia vuodessa<ref>How Stuff Works: ''[http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/question481.htm How much coal is required to run a 100-watt light bulb 24 hours a day for a year?]'', Discovery Channel, 2000</ref>, ja tavallisesti hiilikaivoksissa kutakin hiilitonnia kohti on täytynyt kaivaa yli kymmenen kertaa suurempi määrä kiveä<ref>U.S. National Research Council: ''Surface mining: soil, coal, and society : a report''. National Academy Press, Washington D.C., 1981. ISBN 0-309-03140-0</ref>. Näin ollen samansuuruisen energiamäärän tuottamiseen hiilellä tarvitaan kaikkiaan yli 500-kertainen määrä kaivostoimintaa.
 
Koska luonnonuraanista vain 0,7&nbsp;prosenttia on uraanin fissiiliä isotooppia U-235, täytyy luonnonuraani väkevöidä [[Kevytvesireaktori|kevytvesireaktoreissa]] tarvittavaan suurempaan pitoisuuteen erillisissä väkevöintilaitoksissa. Polttoaineen valmistuksessa uraanioksidi puristetaan ja sintrataan keraamisiksi, tavallisesti sylinterinmuotoisiksi, napeiksi, jotkajoiden ovatpituus tilavuudeltaanja yleensähalkaisija alleovat kuutiosenttimetrinnoin kokoisia1&nbsp;cm. Napit ovat kovia, kiinteitä ja materiaali vaikeasti liukenevaa. Kukin nappi riittää noin 10&nbsp;000 kilowattitunnin sähkön tuottamiseen{{Lähde||27.1.2019|vuosi=}}. Uraaninapit pinotaan sauvamaiseksi rakenteeksisauvoiksi ohutseinämäisienohutseinämäisten [[zirkonium]]putkien sisälle. Putket hitsataan päistään umpinaisiksi ja kootaan nipuiksi. Nämä niput laitetaan reaktoriin, jossa vesi kulkee sauvojen välissä ja lämpenee ydinreaktioiden tapahtuessa nippujen sisällä.<ref name=":9" /> Ydinpolttoainetta valmistetaan kaupallisessa mittakaavassa Argentiinassa, Belgiassa, Brasiliassa, Kanadassa, Kiinassa, Ranskassa, Saksassa, Intiassa, Japanissa, Kazakhstanissa, Etelä-Koreassa, Pakistanissa, Romaniassa, Venäjällä, Espanjassa, Ruotsissa, Englannissa ja Yhdysvalloissa<ref>European Commission Nuclear Observatory: [http://ec.europa.eu/euratom/observatory_segments.html Nuclear Fuel Cycle – Front-end], Euratom, 2010.</ref>.
 
[[Tiedosto:Nuclear fuel element.jpg|500px|thumb|left|Rahtilaiva NS Savannahin ydinpolttoainenippu, joka koostuu 164 polttoainesauvasta (nippu lyhennetty keskeltä kuvaan).]]
{{clear|left}}
 
Käytettäessä ydinpolttoaineenYdinpolttoaineen olomuoto ei muutu käytön aikana, vaan käytetty polttoaine pysyy kokonaisuudessaan voimalaitoksessareaktorissa polttoaineen polttoainevaihtojenvaihtojen välillä. Käyttämätön, kapseloitu ydinpolttoaine ei säteile merkittävästi, eikä sen lyhytaikainen käsittely vaadi erityisiä suojatoimia. Vasta kun käytettyKäytetty ydinpolttoaine poistetaansen reaktorista, sesijaan säteilee voimakkaasti ympäristöönsä ja aiheuttaa vaaran lähellä oleskeleville, jos [[säteilysuojelu]]sta ei huolehdita.<ref Käytetynname=":9" polttoaineen/> Käytettyä säilytyspolttoainetta säilytetään ja käsittely tapahtuukäsitellään vesialtaassa, joka vaimentaa säteilyn miltei täysin. Polttoainenippuja on säilytettävä vesialtaissa useita vuosia, ennen kuin ne voidaan siirtää muualle jatkokäsittelyyn. Käytetty ydinpolttoaine on mahdollista kierrättää 95-prosenttisesti [[jälleenkäsittely]]n avulla, jolloin vain noin 5&nbsp;prosenttia polttoaineesta jää jätteeksi. Suomalaisten ydinvoimaloiden polttoaineen jälleenkäsittelyäpolttoainetta ei kuitenkaan tehdäjälleenkäsitellä, koska ydinenergialaki kieltää käytetyn ydinpolttoaineen maastaviennin ja maahantuonnin<ref Name="Laki">Eduskunta: Ydinenergialaki 11.12.1987/990</ref>. Jos jälleenkäsittelyä ei tehdä, käytetty ydinpolttoaine on [[ydinjäte]]ttä.<ref>Hore-Lacey, Ian: ''Nuclear Electricity'', Melbourne, Australia, 2003, ISBN 0-9593829-8-4.</ref>
 
Käytetyn ja käyttämättömän ydinpolttoaineen kuljetuksia on käsitelty artikkelissa [[ydinpolttoainekierto]].
[[Tiedosto:CO2 Emissions from Electricity Production IPCC-fi.png|pienoiskuva|[[IPCC]]:n laskemat mediaaniarvot eri energiamuotojen koko elinkaaren aiheuttamille hiilidioksidipäästöille<ref name=":1">{{Verkkoviite|osoite=https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-iii.pdf|nimeke=Technology-specific Cost and Performance Parameters|tekijä=Thomas Bruckner et al.|julkaisu=Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change|ajankohta=2014|julkaisija=[[IPCC]]|selite=Taulukko A.III.2|viitattu=20.1.2019|kieli={{en}}}}</ref>]]
 
Ydinvoimalan toiminta ei tuota suoria hiilidioksidipäästöjä, mutta ydinvoimalan rakentaminen, uraanin tuotanto ja rikastus sekä jätehuolto aiheuttavat päästöjä. Ydinvoiman koko [[Elinkaariarviointi|elinkaaren]] [[kasvihuonekaasu]]jen päästöt ovat noin 12 grammaa [[hiilidioksidiekvivalentti]]a yhtä tuotettua kilowattituntia kohti. Tämä on Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin [[IPCC]]:n useiden eri tutkimusten perusteella laskema [[mediaani]]arvo. Ydinvoiman elinkaaren päästöt ovat samaa luokkaa kuin tuulivoimalla (11 &nbsp;g/kWh) mutta paljon pienemmät kuin hiilivoimalla (820 &nbsp;g/kWh) ja maakaasulla (490 &nbsp;g/kWh).<ref name=":1" /> IPCC luokitteleekin ydinvoiman, kuten myös [[Uusiutuva energia|uusiutuvat energiamuodot]], vähäpäästöiseksi energiaksi.<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_chapter7.pdf|nimeke=Energy Systems|tekijä=Thomas Bruckner et al.|julkaisu=Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change|ajankohta=2014|julkaisija=[[IPCC]]|selite=Sivu 516|viitattu=20.1.2019|kieli={{en}}}}</ref>
 
[[Tiedosto:CO2-Ydinvoima.png|370px|thumb|Ydinvoiman osuus sähköntuotannosta ja sähköntuotannon hiilidioksidipäästöt EU-15 -maissa. Useimmissa alhaisten päästöjen maissa ydinvoimaa käytetään merkittävästi. Itävallan alhaiset päästöt selittyvät mahdollisuudella hyödyntää Alppien huomattavia vesivoimavaroja.]]