Enn Realo, TÜ Füüsika Instituut

Tänapäeval on 30 riigis elektritootmisel käigus 439 tuumareaktorit koguvõimsusega 372 GWe. Tuumalõhustumise energia abil toodetakse 16 % kogu maailma elektrist ja selline osakaal on püsinud juba paar aastakümmet. Näiteks, 2006. aastal toodeti üle 2600 miljardi kWh. Sama suur kogus elektrienergiat toodeti tuumaenergeetika sünni ajal 1960. aastal kõikidest muudest allikatest kokku ning see ületab enam kui kolmekordselt suurriikide Saksamaa või Prantsusmaa kogu elektritoodangu.

Tuumaenergeetika-alast kogemust on inimkonnal kogunenud üle 12800 reaktor-aasta, mis avaldub reaktorite ja tuumkütuse järjest suurenevas kasutusefektiivsuses.

Ehitusjärgus on praegu üle 30 uue reaktori koguvõimsusega üle 26 GWe. Lisaks on kindlalt otsustatud või juba tellitud 94 reaktori ehitamine koguvõimsusega rohkem kui 100 GWe, mis moodustab veerandi praegu olemasolevast.

Tuumariigid

Riigiti erineb nii tuumareaktorite arv kui nende toodetud tuumaelektri osa laiades piirides. Kõige rohkem reaktoreid töötab Ameerika Ühendriikides – 104, järgnevad Prantsusmaa 59 ja Jaapan 55 reaktoriga. Samas toodab tuumaenergia suurima osana kogu oma elektrist - 78 % - Prantsusmaa; järgnevad Leedu ja Slovakkia vastavalt 69 % ja 57 % (kuni viimase ajani juhtis seda edetabelit Leedu, kuid kaotas esikoha ühe reaktori sulgemise järel). Üle kolmandiku moodustab tuumaelekter veel Belgias, Bulgaarias, Ungaris, Lõuna-Koreas, Rootsis, Šveitsis, Sloveenias ja Ukrainas, üle veerandi Jaapanis, Saksamaal ja Soomes ning umbes viiendiku USA-s.

Vaata ka maailma tuumajaamade kaarti

Reaktoritüübid

Reaktoritüüpidest domineerivad 2007. aasta alguse andmetel nii olemasolevate kui ehitatavate hulgas harilikku (nn kerget) vett aeglusti ja soojuskandjana kasutavad surveveereaktorid PWR (264 reaktorit) ja keevveereaktorid BWR (93 reaktorit). Majanduskaalutlustel on enamiku reaktorite elektrivõimsus suurusjärgus 1000 MWe. 44 töötava ja 8 ehitatava reaktoriga järgnevad surveraskeveereaktorid PHWR.

Kõik nimetatud on aeglaste neutronite toimel ²³⁵U (²³⁹Pu) baasil tuumkütuseid lõhustavad reaktorid, kus kütust kasutatakse ainult kord ja kasutatud kütust ümber ei töödelda (nn avatud tuumkütusetsükkel). Praegu töötab ainult kaks kiiretel neutronitel reaktorit, sest hoolimata uraani- ning plutooniumikütuse palju paremast kasutamisest ja väiksemast radioaktiivsete jäätmete kogusest, pole nad uraani odava hinna ja reaktori enda suurte ehituskulude tõttu veel konkurentsivõimelised.

Efektiivsus ja ohutus

Jätkub tendents seesmiselt vähemohutuks peetavate teist generatsiooni esindatavate RBMK reaktorite sulgemiseks ja asendamiseks ohutumatega ning viimastel aastatel on olemasolevaid reaktoreid märkimisväärselt täiustatud.

Ajavahemikul 1990-2006 suurenes maailma tuumaelektri tootmisvõimsus 13,5 %, millest ainult kolmandik tuli uute reaktorite evitamisest, ülejäänu saadi töötavate reaktorite täiustamisest ja eriti koormusteguri suurendamisest. Nii on viidud kolmandiku reaktorite koormustegurid paremaks kui 90 % ja kahel kolmandikul suuremaks kui 75 %, kusjuures parimaid tulemusi on saavutanud USA ja Jaapani kõrval Soome. Arvestades, et reaktorid PWR ja BWR vajavad peatamist kütuseuuenduseks ja rutiinhoolduseks iga 1,5-2 aasta järel, siis on saavutatud koormustegurid peaaegu maksimaalsed.

Uurimisreaktorid uuringuteks ning rakendamiseks meditsiinis ja tööstuses

Lisaks energiatootmisele töötab 56 riigis rahumeelsetel eesmärkidel kokku 284 uurimisreaktorit, mida rakendatakse peamiselt neutronkiirguse allikatena uurimistöös ning meditsiini ja tööstuse tarbeks radioaktiivsete isotoopide tootmises, aga samuti spetsialistide väljaõppes. Uurimisreaktorite kasutamisest saadud kogemused ja teadustulemused soodustavad ka tuumaenergeetika edasist arengut.

Tänapäeval kasutavad suurriigid tuumaenergiat laialdaselt laevade jõuseadmetes allveelaevadest kuni lennukikandjateni. Hiina, Prantsusmaa, USA, Venemaa ja Ühendkuningriigi tsiviil- ja sõjalaevastikus on 160 alusel praegu kokku üle 220 tuumareaktori, mille kasutuskogemus küünib 12000 reaktor-aastani.

Vajadus tuumaenergia järele

21. sajandi alguses võib täheldada selgeid märke tuumaenergeetika taassünnist, mida tõukavad tagant elanikkonna arvukuse kasv, vajadus energia järele, fossiilkütuste varude kahanemine, nende kasvavad hinnad ja tarnijamaade poliitiline ebastabiilsus, mure globaalse soojenemise pärast.

Eeldused taassünniks on kaalukad ja põhjendatud, sest tuumaenergia on CO₂-vaba keskkonda mittesaastav ohutu kontsentreeritud baasenergiaallikas ja juba praegu üks peamisi energiaressursse (annab näiteks 31 % Euroopa Liidu elektrist).

Tuumakütust on ka looduses küllaldaselt ja puudub konkurents selle kasutamiseks muul otstarbel. Tähtsusetud pole ka asjaolud, et kütusevarud asuvad poliitiliselt stabiilsetes riikides ning et tuumaelektri hind on teiste energialiikide suhtes konkurentsivõimeline. Juba on algatatud ambitsioonikad tuumaelektrijaamade arendamise programmid USA-s, Prantsusmaal, Hiinas, Indias, Jaapanis, Venemaal jm. See leiab kinnitust ehitatavate ja kavandatavate reaktorite suures arvus – Maailma Tuumaassotsiatsiooni WNA 2007.a. andmetel 222 reaktorit.