Tuumaenergia on see, mis tuleneb aatomite tuumadesse salvestatud energia vabastamisest. Seda tuntakse ka kui aatomienergiat.
Selle teisiti mõistmiseks alustame sellest, et on olemas jõud, mis hoiab neutroneid ja prootoneid seotuna iga aatomi tuumas. Selle jõu saab vabastada tuumaenergia kujul (tuumareaktsioonide kaudu, mida üksikasjalikumalt kirjeldame hiljem).
Tuumareaktsiooni tekitamiseks on vaja keemilisi elemente, mida nimetatakse radioisotoopideks. Tuntuim on uraan, kuid meil on ka tooriumi, plutooniumi, strontsiumi või polooniumi. Radioisotoopid on elemendi ebastabiilne vorm, mis eraldab kiirgust lagunedes ja muutub seeläbi stabiilsemaks.
Pole ühtegi energialiiki, mis tekitaks rohkem vaidlusi kui tuumaenergia, eelkõige sellega seotud õnnetuste tõttu. Siiski on oluline mõista, kuidas see töötab, sest nii saame aru, miks erinevad riigid nagu Prantsusmaa, Ameerika Ühendriigid ja Jaapan tuumajaamu hooldavad.
Tuumareaktsioonid
Põhiliselt on kaks tuumareaktsiooni:
- Tuumasüntees: See vabaneb siis, kui kerged aatomituumad omavahel ühenduvad ja tekitavad sel viisil stabiilsema ja raskema tuuma. Seda tüüpi protsesside näide on looduslikult täheldatav tähtedes nagu päike.
- Tuumafisioon: See juhtub siis, kui raske tuum, millel neutronid toimivad, eraldub kaheks või enamaks väikeseks tuumaks, vabastades mitte ainult energiat (ja muid kõrvalsaadusi, näiteks footoneid), vaid ka neutroneid. Need omakorda võivad uute raskete tuumadega kokku puutudes tekitada rohkem lõhustumisi, tekitades ahelreaktsiooni.
Tuumaenergia eelised ja puudused
Tuumaenergia peamised eelised on järgmised:
- See annab elektrit prognoositava hinnaga, erinevalt teistest energialiikidest, näiteks naftast, mis sõltub rahvusvahelistest hindadest.
- See on puhta energia liik, kuna see ei tekita reostust, nagu näiteks söe põletamisel.
- See on energia, mida saab kasutada erinevalt. Tavaliselt on see ette nähtud elektri tootmiseks, kuid see võib toota ka soojus- või mehaanilist energiat, mida saab kasutada näiteks transpordiks.
- See võimaldab vähendada sõltuvust fossiilkütustest ja muudest saastavatest energiaallikatest.
Tuumaelektril on aga ka puudusi:
- Investeering tuumajaama ehitamiseks on väga suur, võrreldes näiteks fossiilkütuse jaama investeeringutega.
- Tuumaelektrijaamad toodavad energiat pidevalt tänu eelnevalt selgitatud tuuma lõhustumise ahelreaktsioonile ja selle peatamine on väga kulukas.
- See on väga vastuoluline energialiik, sest varem on see olnud seotud tõsiste tagajärgedega õnnetustega, näiteks Tšernobõliga.
- Ehkki see reostust ei tekita, kasutab ta sisendina taastumatuid ressursse, näiteks uraani.
- Tekib radioaktiivseid jäätmeid. Seda kui tuuma lõhustumise saadust. Nimetatud jäätmed tuleb seejärel maha matta, kuid kõrvaldamise käigus võib keskkond saastuda. See omakorda võib kahjustada looma- või taimeliike, aga ka inimeste tervist (kas lühemas või pikas perspektiivis).
Tuumaenergia näited
Mõned näited tuumaenergiast on:
- Tuumaelektrijaamad, mis toodavad elektrit tuuma lõhustumise protsessis.
- Tuumaenergiat kasutatakse meditsiinis näiteks vähipatsientide kiiritusraviks.
- Süsinik-14, mida arheoloogid kasutavad fossiili või muu orgaanilise aine vanuse määramiseks, sisaldab radioaktiivset isotoopi.