Fissioreaktio ja reaktorin jälkilämpö

Fissioreaktio tapahtuu neutronin osuessa uraaniytimeen, joka halkeaa kahdeksi kevyemmäksi ytimeksi. Samalla vapautuu muutama uusi neutroni ja suuri määrä energiaa. Ytimen halkeamisessa syntyvät neutronit voivat puolestaan aiheuttaa uusia fissioita, mikä mahdollistaa ketjureaktion syntymisen.

Halkeamisen tuloksena syntyvien ytimien ja neutronien saama liike-energia muuntuu lämpöenergiaksi niiden törmätessä toisiin atomeihin.

Fissioreaktiossa syntyvät aineet (fissiotuotteet) ovat radioaktiivisia eli ne hajoavat toisiksi alkuaineiksi. Hajoamisen yhteydessä ytimet lähettävät säteilyä. Radioaktiivisia aineita syntyy myös fissiossa vapautuvien neutronien törmätessä reaktorin rakennemateriaaleissa tai jäähdytysvedessä olevien aineiden atomien ytimiin. Tällöin ytimen sanotaan aktivoituvan.

Normaalitilanteessa fissiotuotteet pysyvät kaasutiiviiseen suojakuoreen suljettujen polttoainesauvojen sisällä. Pieniä määriä fissiotuotteita voi vapautua polttoainesauvoja jäähdyttävään veteen joko polttoainesauvojen suojakuoren vuotaessa tai polttoaineen ulkopinnalla mikroskooppisena epäpuh-tautena olevien uraaniytimien haljetessa. Reaktorin jäähdytyskierrossa olevien radioaktiivisten aineiden määrä on alle sadastuhannesosa reaktorissa olevan polttoaineen sisältämien fissiotuotteiden aktiivisuudesta.

Reaktorin jälkilämpöteho

Radioaktiivisten fissiotuotteiden säteily aiheuttaa polttoaineessa ns. jälkilämmön muodostumista. Kun reaktori sammutetaan, loppuu lämmöntuotto uraanin fissioreaktioissa hyvin nopeasti, mutta fissiotuotteiden hajotessa syntyvä säteily lämmittää polttoainetta pitkään.

Jälkilämmön teho pienenee ajan kuluessa, kun radioaktiivisten fissiotuotteiden määrä hajoamisen seurauksena vähenee. Jälkilämmön poisto reaktorisydämestä pitää järjestää luotettavasti. Jäähdytyksen menetys johtaisi nopeasti polttoaineen sulamiseen, jolloin suuria määriä radioaktiivisia fissiotuotteita voisi vapautua suojarakennukseen ja pahimmassa tapauksessa myös ympäristöön.

Jaa tämä sivu

Yhteyshenkilö

Yhteyshenkilö