Ydinvoiman historia

Ydinvoima on historiallisesti tarkasteltuna uusi energiamuoto ihmisen käytössä. Sen käyttö alkoi vasta 1900-luvulla, mikä tekee siitä nuorimman laajamittaisesti käytössä olevan primäärienergianlähteen. Sen käyttöönottoa edelsi pitkällinen tutkimustyö aineen luonteeseen ja sen pienimpiin osasiin, atomeihin, liittyen.

Idea atomista

Antiikin filosofit, etenkin Demokritos, teoretisoivat, että aine ei ole luonteeltaan yhtenäistä, vaan koostuu äärimmäisen pienistä yksiköistä, atomeista. Antiikin filosofeille atomi oli jakamaton, mitä atomin kreikankielinen nimi atomos tarkoittaakin. Nykyaikaisessa tieteessä atomikäsitteen juuret ovat jossain määrin Daniel Bernoullin yrityksessä mallintaa aineen käyttäytymistä atomeilla vuonna 1738 ja etenkin John Daltonin varhaisella 1800-luvulla tekemissä tutkimuksissa, jotka osoittivat eräiden aineiden, jotka nyttemmin tiedetään alkuaineiksi, muodostavan yhdisteitä täsmällisissä kokonaisluvuin ilmaistavissa suhteissa. Tämä viittasi vahvasti aineen atomiluonteeseen.

Atomi halkaistaan

1940 alkoi Yhdysvaltain hallituksen Manhattan-projekti, jonka tavoitteena oli ydinaseen kehittäminen. 1942 Enrico Fermin johdolla rakennettiin ensimmäisen kokeellinen ydinreaktori Chicagon yliopistoon. Tämä oli ensimmäinen kerta maailmanhistoriassa kun ihminen toteutti hallitun fissioiden ketjureaktion. Vuotta myöhemmin Oak Ridgessä kokeiltiin plutoniumin tuotantoon tarkoitettua reaktoria ja vuoteen 1945 mennessä Hanfordissa oli käynnissä kolme täysimittaista reaktoria. Ensimmäistä ydinpommia testattiin Alamogordon lentotukikohdassa Uudessa Meksikossa heinäkuussa 1945. Tähän mennessä Saksa oli jo antautunut, mutta sota Japanin kanssa jatkui. Seurauksena oli Hiroshiman ja Nagasakin kaupunkien tuhoaminen ydinpommeilla sodan viimeisinä viikkoina.
Sodan jälkeen ydinohjelmat ympäri maailman keskittyivät ydinaseiden hankkimiseen, sillä kylmän sodan alku johti ripeään kilpavarusteluun. Omat reaktorityyppinsä asetuotannon tarpeisiin kehittivät Neuvostoliitto, Iso-Britannia ja Ranska. Huoli ytimen energian sotilaallisen käytön vaaroista johti vaatimuksiin sen energian käyttämisestä ennemmin ihmiskunnan tarpeiden palveluksessa. Sota oli osoittanut, kuinka mahtava voima atomiin kätkeytyy ja sen saattamista rauhanomaiseen käyttöön vaati muun muassa presidentti Eisenhower kuuluisassa Atomit rauhan puolesta -puheessaan. 40- ja 50-lukujen vaihteessa aloitettiinkin ensimmäiset hankkeet sähkön tuottamiseksi ydinvoimalla.

Atomiajan alku

Ensimmäinen sähköntuotantoon tarkoitettu ydinreaktori saavutti kriittisyyden 27. kesäkuuta 1954 kello 17:30 Neuvostoliitossa, Obninskissa lähellä Moskovaa. Neuvostoliitto rakensi seuraavan siviilikäyttöön tarkoitetun ydinvoimalaitoksen vasta kymmen vuotta myöhemmin. Vuonna 1956 Calder Hallissa Englannissa aloitti toimintansa ensimmäinen kaupallinen Magnox-tyyppinen ydinvoimala. Vuonna 1957 aloitti toimintansa ensimmäinen ydinvoimala Yhdysvalloissa Shippingportissa. Yhdysvallat samoin kuin Neuvostoliitto keskittyivät ydinvoiman sotilaalliseen käyttöön. Maailman ensimmäinen ydinsukellusvene Nautilus laskettiin vesille 1955. Calder Hallinkin voimala tuotti alkuun myös ydinasemateriaaleja.
Voimalaitosten lisäksi ydinvoimaa on hyödynnetty laajalti monissa muissa käyttökohteessa, kuten avaruudessa ja merenkulussa. Ensimmäinen ydinkäyttöinen rahtilaiva NS Savannah laskettiin vesille 1962.
1950-luvun jälkeen ydinvoimaloiden määrä on kasvanut huomattavasti. Vuoteen 1964 mennessä maailmassa oli 14 reaktoria kytkettynä sähköverkkoon, vuonna 1970 81 reaktoria, vuonna 1975 jo 167, vuonna 1985 365 ja vuonna 1999 428. Ydinvoimalla tuotetaan tätä nykyä noin 17 % maailman sähköstä ja 6,5 % kaikesta energiasta, mikä on vain hieman vesivoiman osuutta vähemmän. Nykyisin monissa teollisuusmaissa ydinvoiman käytön lisääminen on hidastunut tai estetty poliittisista syistä, ja energiankulutuksen kasvua katetaan pääasiassa fossiilisin polttoainein.

Ydinvoiman tie Suomeen

Ajatus ydinenergian käytöstä tuli ensi kerran esiin Suomen Akatemiassa, jonka aloitteesta valtioneuvosto perusti vuonna 1955 Energiakomitean. Sen piti TKK:n professori Erkki Laurilan johdolla arvioida atomienergian käyttötarvetta Suomessa. Pohjois-Suomen jokien tultua valjastetuiksi Suomen hallitus pyysi 1961 kansainvälistä atomienergiajärjestöä IAEA:ta selvittämään ydinvoiman tarvetta Suomessa.
Helsinki osti Sipooseen kuuluvan Granön saaren uutta ydinvoimalaitosta varten. Arveltiin, että voimaverkkoon voitaisiin liittää 150–250 megawatin ydinvoimala. Granön saaren voimalaa ei kuitenkaan koskaan rakennettu. Tämän jälkeen pääkaupunkiseudulle kaavailtiin ruotsalaisen Asea-Atomin, VTT:n ja Finnatomin kehittämää lämpövoimareaktoria, joka olisi tuottanut kallioluolassa ainoastaan kaukolämpöä 200 megawatin lämpöteholla. Tutkimus- ja koulutuskäyttöön TKK:lle Espoon Otaniemeen hankittiin 1960-luvulla Yhdysvalloista General Atomicsin pieni tutkimusreaktori FiR 1 .
Vuonna 1961 Imatran Voima käynnisti kansainvälisen tarjouskilpailun ydinvoimalasta avaimet käteen -periaatteella. Yhtiö halusi 1967 tilata joko saksalaisen AEG:n tai amerikkalaisen Westinghousen reaktorin Neuvostoliiton tarjousta pidettiin puutteellisena. Valtioneuvosto päätti kuitenkin luopua tilauksesta tarjousten perusteella. Teollisuusministeri Väinö Leskinen allekirjoitti Moskovassa 1969 tavaranvaihtosopimuksen, joka sisälsi ydinvoimalan tilauksen Neuvostoliitosta. Novo Voronesh -painevesireaktoria täydennettiin suomalaisella insinööritaidolla. Turvatekniikka, automaatio ja mittaristot suunniteltiin Suomessa ja hankittiin lännestä. Loviisan ydinvoimalaitos otettiin käyttöön vuonna 1977, jolloin Loviisa 1 valmistui sähköntuotantoon .