2. Lämpöä ydinreaktiosta

Tutustu ydinvoimaan

Aurinko on tärkein lämmönlähteemme. Se ei kuitenkaan pala, vaan lämpö on peräisin ydinreaktiosta. Sillä tavalla toimivat kaikki tähdet, jollainen Aurinkokin on. Auringon ydinreaktiota kutsutaan yhdistymiseksi eli fuusioksi.

Fuusioreaktiossa kevyet vetyatomit yhdistyvät, jolloin muodostuu raskaampi heliumatomi. Samalla vapautuu energiaa. Yhdistyminen muuntaa kemiallista energiaa lämpöenergiaksi.



Auringossa tapahtuu fuusioreaktioita.

Ihminen käyttää ydinreaktiota hyväkseen ydinvoimalassa. Se tuottaa valtavasti lämpöä pienellä määrällä raaka-ainetta. Lämpö muunnetaan voimalassa sähköksi.

Ydinvoimalan ydinreaktio on kuitenkin päinvastainen kuin Auringossa. Sitä kutsutaan erottamiseksi eli fissioksi. Fissiossa ketjureaktio hajottaa raskaita uraaniatomeja kevyemmiksi atomeiksi. Prosessissa kemiallinen energia muuttuu lämpöenergiaksi.



Ydinvoimalan reaktorissa syntyy lämpöä uraanin hajoamisessa.

Ydinvoimalan raaka-aine on uraania. Uraani on metalli, jota saadaan uraanimalmista. Kuvassa on autunite-nimistä uraanimalmia, joka on kaivettu Yhdysvalloissa.

Uraanimalmia louhitaan maaperästä. Malmiksi kutsutaan kiveä, jossa on niin paljon metallia, että sen louhinta on kannattavaa. Eniten uraania tuottavat Kanada ja Australia. Suomesta ei ole löytynyt kannattavaa uraanimalmiesiintymää.



Uraania kaivetaan kallioperästä. 


Vasemmalla on uraaninappuloita, keskellä nappiloista koottavia uraanisauvoja ja oikealla sauvoista koottava uraanielementti. Uraani toimitetaan ydinvoimalaan elementteinä.


Uraani on syntynyt suuren tähden räjähdyksessä eli supernovassa. Räjähdyksen jätteistä syntyi oma aurinkokuntamme. Maapallommekin on siis avaruuden kierrätysmateriaalia.

Aurinkovoima

Aurinkouuni kerää Auringon lämpösäteilyn ja keskittää sen kattilaan. Aurinkouunilla voi valmistaa ruokaa. Sellaisen voi itsekin rakentaa. Edullinen aurinkouuni syntyy alumiinipinnoitteisesta pahvista ja mustasta kattilasta.



Aurinkouuni kerää Auringon lämpösäteilyn ja keskittää sen kattilaan. 

Kovera peili kokoaa auringonsäteet keskipisteessä olevaan kattilaan.

Oikealla olevan kuvan aurinkouuni on kuvattu Himalajan vuoristossa.

Suuri aurinkouuni voi toimia voimalana. Auringon lämpösäteily keskitetään suureen vesiastiaan. Kuumentuessaan vesi muuttuu höyryksi. Höyrynpaine pyörittää siipipyöriä, ja pyörivä liike voidaan muuntaa sähköenergiaksi.

Aurinkouunin avulla voidaan myös lämmittää taloa. Lämmitysputket keräävät katon aurinkokeräimissä Auringon lämpösäteilyä ja siirtävät sen talon sisälle. Näin voidaan lämmittää myös suihkun käyttövesi.



Vasemmalla: suuri aurinkouuni, joka tuottaa sähköä. Oikealla: Lämmitysputket keräävät katon aurinkokeräimissä Auringon lämpösäteilyä ja siirtävät sen talon sisälle.

Myös maahan, veteen tai ilmaan varastoitunutta Auringon lämpöä voidaan siirtää asuntoon. Se onnistuu lämpöpumpun avulla. Lämpöpumppu toimii kuten jääkaappi, joka siirtää lämpöä kaapin sisältä sen ulkopuolelle.


Lämpöpumppu.



Auringosta vapautuu suuria määriä energiaa.

Tiivistelmä

  • Auringon lämpö syntyy aineiden yhdistymisestä eli fuusiosta.
  • Ydinvoimalan lämpö syntyy aineiden hajoamisesta eli fissiosta.
  • Auringon lämpösäteilyä voidaan hyödyntää aurinkokeräimissä ja -uuneissa.