Kärnkraftverk

Innehåll- 1. Princip - 2. Restprodukter - 3. Olyckor - 4. Referenser

Ett kärnkraftverk är ett kraftverk som producerar elektricitet med hjälp av atomkraft.

1. Princip

Principen för ett kärnkraftverk bygger på det välkända förhållandet E = m*c^2, radioaktivitet och en kontrollerad kedjereaktion där atomkärnor klyvs av neutroner. De klyvda atomerna väger tillsammans mindre en den ursprungliga icke-klyvda, vilket innebär att energi frigörs i processen.

Det radioaktiva ämnet uran bryts ur gruvor. Även om vi har uran i Sverige, importeras all uran till svenska kärnkraftverk, cirka 1500 ton årligen. Den största urantillgången i Sverige finns i Ramstad (Skövde), men uranhalten är så låg att det är lönsammare att importera. Uranhalten i Ramstad är cirka 300 gram per ton malm. Motsvarande siffra för Key Lake distriktet i Kanada är 20 000 gram per ton malm. Även haven innehåller uranmalm, men även där är tillgången så låg att det inte är lönsamt att utvinna uran därifrån.

Uranet som används, innehåller isotoperna U-235 och U-238.U-235 kan användas för en kedjereaktion, medan U-238 (även kallat utarmat uran) dämpar kedjereaktionen.Därför anrikas uranet tills det innehåller 3 procent U-235. För att få en kedjereaktion i U-235 måste neutronerna saktas ner en aning, och bränslet sänks därför ner i vatten (det finns även andra sätt att bromsa neutronerna). För att kedjereaktionen inte ska bli för kraftig används styrstavar av bor som fångar upp neutronerna. I kokarreaktorer sker regleringen genom att man med pumpar ökar mängden vatten i reaktorhärden, mer vatten ger större effekt, mer ånga ger lägre effekt.

När bränslet faller sönder blir det väldigt varmt, och med värmen hettar man upp vatten som driver en ångturbin med en generator som alstrar elektrisk ström. Om bränslet blir för varmt smälter det, en s.k. härdsmälta. Därför måste det hela tiden kylas. Även om kedjereaktionen stoppas helt med hjälp av styrstavarna, alstrar det naturliga radioaktiva sönderfallet, från de olika klyvningsprodukterna under flera timmar så mycket värme att man får en härdsmälta om kylningen upphör. Kärnbränslet används under tre till fem år och efter dentiden är uran-235 halten för låg och innehållet av neutronabsorberande klyvningsprodukter för hög och bränsletbyts ut mot nytt. Tio månader efter att det använda bränslet har tagits ut reaktorn har radioaktiviteten klingat av så mycket att det kan transporteras.

Svenska kärnkraftverk finns i Oskarshamn, Ringhals, Barsebäck och Forsmark och de står för ungefär 46 procent av den totala elproduktionen i Sverige.

Det finns även en (teoretisk) princip som innebär att kärnenergi utvinns genom fusion. Detta är ännu så länge på forskningstadiet.

2. Restprodukter

Ett problem med kärnkraft är att det ger restprodukter i form av sk. utbränt-kärnbränsle. Dettaslutförvaras i Sverige i bergrum. Slutförvaring ska helst ske långt ifrån underjordiska vattenkällorsom annars i värsta fall kan kontamineras. Därför används ofta bergrum djupt ned i urberget. En annanmer lyckad restprodukt är kylvattnet som blivit uppvärmt, det är inte radioaktivt och kan användas föruppvärmning av typen fjärrvärme. I vissa fall släpps det helt enkelt ut i ensjö (som då genom förhöjd temperatur får sitt klimat förändrat).

3. Olyckor

Som med all produktion finns det olycksrisker. Sannolikheten för svår olycka är liten, men de värsta konsekvenserna är allvarliga. Skräckscenariot är att kylsystemet eller systemet som bromsar kedjereaktionen slutar fungera på ett sådant sätt att reaktorn skenar tills härdsmälta inträffar. Det finns två dokumenterade och välkända fall, men eventuella militära olyckor kan naturligtvis ha inträffat och hållts hemliga. Säkerheten på en reaktor ombord på ett fartyg kan aldrig göras lika säker som hos en reaktor på land där vikten och storleken inte spelar någon roll. Riskanalyserna för de svenska verken tyder enligt uppgift på att risken för härdsmälta är 1 på 10000 driftår med en felfaktor 100.

Även om de svenska kärnkraftverken har sina risker är det orättvist att jämföra dem med t.ex. ryska. Detta eftersom de svenska kärkraftverken har en moderator av vatten medan de ryska använder kol. Man bör inte heller jämföra kokvattenreaktorer med tryckvattenreaktorer.

Sedan tillkomsten för Lagen om kärnteknisk verksamhet, år1984, är arbete med att konstruera kärnkraftverk (samt att förbättra säkerhet kring dessa) förbjudet i Sverige.

Se även olyckorna i:

• Tjernobyl, Ukraina (moderator av kol)
• Three Mile Island, Harrisburg, USA (tryckkokare)

Reaktorerna var inte av samma typ som de svenska.

4. Referenser

Se även Svensk atomenergihistoria.

Redigera?

Artikeln skriven 2009-01-17 av Learning4sharing

Inga kategorier för denna artikel än...

Intresserad av fler artiklar?

Barsebäck
Frienergi
Teslaspole
Måltid
Äcklig
Bamba
Skolplikt
Ibrahim Baylan
Patricia D. Cornwell