Valikko

Säteilyn historia ja tulevaisuus

RöntgenSäteilyn historia alkaa 1700-luvulta, jolloin uraania eristettiin ensimmäisen kerran kaivoksista löytyvästä pikivälkkeestä. Maapallon uraani on peräisin miljardien vuosien takaisesta supernovaräjähdyksestä. Kuolleiden tähtien sirpaleet hajoavat hitaasti maapallon kallioperässä tuottaen mm. radon-kaasua.

1800-luvulla edistyttiin kovaa vauhtia radioaktiivisten aineiden tutkimuksissa. Muun muassa uraanin käyttö alkoi nykyisillä tavoilla. Wilhelm Röntgen havaitsi uudenlaiset X-säteet (X-rays), joka tänä päivänä tunnetaan röntgensäteilynä. Hän ei ollut ensimmäinen säteilyn havaitsija, mutta mm. Sir William Crookes lähetti valokuvauslevyt takaisin tehtaalle, koska luuli niitä valmistusvikaisiksi. Varhaisten röntgenputkien toimintaa ei hallittu eikä säteilyn haittavaikutuksia tunnettu.

Marie CurieHenri Becquerel havaitsi vahingossa uraanin radioaktiivisuuden vuonna 1896, kun valokuvauslevylle ilmestyi mustia pilkkuja pilviselläkin säällä. Valokuvauslevy siis valottui ilman auringon valoa. Tälle uudelle fysikaaliselle ilmiölle nimen antoivat kuitenkin Marie ja Pierre Curie, näin aineen ominaisuudesta tuli radioaktiivisuus ja ilmiöstä radioaktiivinen säteily. 1897 Marie Curie osoitti, että myös torium-alkuaineella oli sama ominaisuus kuin uraanilla. Marie Curie eristi myös uuden radioaktiivisen aineen, jonka hän nimesi synnyinmaansa Puolan mukaan poloniumiksi. Poloniumin jälkeen löydettiin vielä uraania miljoona kertaa radioaktiivisempi aika radium.

Ernst Rutherford huomasi vuonna 1899, että radiumin reaktiotuotteissa on kahdenlaisia komponentteja, joista toisen säteet pysähtyvät paperiin ja toinen oli selkeästi läpitunkevampi. Hän löysi näin alfa- ja beetasäteilyn. Rutherfordille beetasäteily oli mystinen tapahtuma, sillä neutroneiden olemassa oloa ei vielä tiedetty. Neutronit löydettiin vasta 1932.

1900-luvulla röntgensäteily otettiin lääketieteen käyttöön. Iso-Britannian armeija käytti röntgensäteitä haavoittuneiden sotilaiden sirpaleiden ja luotien paikantamiseen. Uusia radioaktiivisia aineita löydettiin lisää ja vuonna 1912 niitä tunnettiin jo 30. Atomitutkimus edistyi ja vuonna 1913 tanskalainen Niels Bohr julkaisi oman versionsa atomimallista.

Bohrin atomimalliUraanin käyttö teollisena raaka-aineena lisääntyi, kun uraanin fissio (uraaniytimen hajoaminen kahdeksi kevyemmäksi ytimeksi) kehitettiin vuonna 1938. Fission kehittäminen johti nopeasti ensimmäisen ydinreaktorin valmistumiseen, kun 1942 maailman ensimmäinen ydinreaktori aloitti toimintansa Yhdysvalloissa. Sähköä ydinreaktorilla tuotettiin ensimmäisen kerran koeolosuhteissa vuonna 1951. Sähkö riitti neljän hehkulampun sytyttämiseen. Kaupallinen sähköntuotanto aloitettiin kolme vuotta myöhemmin Neuvostoliitossa, jossa avattiin ensimmäinen ydinvoimalaitos Obniskiin.

Ydinvoimalaitos

Suomen ensimmäinen ydinvoimalaitos valmistui vuonna 1977 Loviisaan. Nykyisten kaltaisiin reaktoreihin riittää uraania polttoaineeksi vielä noin 300 vuoden ajan. Nykyiset reaktorit hyödyntävät noin prosentin uraanin sisältämästä energiasta.

Fuusioreaktoreiden 1970-luvulla alkanut kehitystyö jatkuu edelleen. Fuusioreaktoreiden polttoaineena käytetään deuteriumia sekä litiumista valmistettavaa tritiumia. Näiden alkuaineiden ydinten yhdistyminen tuottaa energiaa. Suomi on mukana kansainvälisessä ITER-projektissa, jonka tarkoituksena on osoittaa, että fuusioenergian kaupallinen tuotanto on mahdollista.