Kärnkraft

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

Kärnkraftverk

Kärnkraftsteknologin började utvecklas i mitten av 1950-talet. Det är idag Sveriges billigaste sätt att tillverka energi. Sveriges 11 reaktorer står för nästan 50% av Sveriges elproduktion. I en folkomröstning 1980 bestämdes att alla kärnkraftverk skulle läggas ner senast år 2010. Detta kommer nog inte att ske, man satsar istället mer på kärnkraftverken. Något annat som är bra med kärnkraft är att växthuseffekten inte påverkas.

Så här fungerar ett kärnkraftverk

Ett kärnkraftverk fungerar ungefär som en ångmaskin. Det har en rektor där vatten kokas till ånga och ett enormt tryck bildas. Ångan leds sedan ut genom rör till stora turbiner. Trycket gör att ångan sprutar kraftigt mot turbinbladen och tvingar turbinen att börja snurra. En kraftig generator är kopplad till turbinen och när den börjar snurra så förvandlas rörelseenergi till elektrisk energi.

Hur får man vattnet att börja koka?

För att få fram ånga måste man på något sätt värma vatten. Det gör man med hjälp av grundämnet uran. Uran bryts i t.ex. Australien, Kanada, USA, Ryssland och Afrika. För att komma åt den energin som finns i uranet måste man klyva uranatomerna. När man gör det så stöts delarna ifrån varandra med en våldsam kraft och rörelseenergi har bildats istället för den bindningsenergi som fanns i atomen innan. När atomdelarna stöter ihop med andra delar eller atomer så bildas friktionsvärme. Atomerna delas med hjälp av neutroner. Varje gång en atom klyvs så bildas nya neutroner som i sin tur klyver nya atomer. En kedjereaktion har bildats.

Kedjereaktioner

Det är inte så lätt att få igång en kedjereaktion. Först behöver man en kritisk massa. Med en kritisk massa menas att uranet måste vara format tillräckligt tätt. Man gör om uranet till uranpulver med hjälp av uranoxid. Uranpulvret pressas ihop till små cylindrar, s.k. kutsar. Kutsarna måste ha en viss anriktning annars hamnar neutronerna på avvägar innan de hunnit att klyva några atomer.

Man behöver också en moderator. Det är något som bromsar ner neutronerna som trots den kritiska massan är alldeles för snabba för att göra någon nytta. I Sverige använder vi vanligt vatten som moderator. I andra länder används tungt vatten eller grafit. Grafit är sådant kol som finns i blyerts.

Kutsarna väger ungefär 5g st. Det krävs endast 5 st för att ge en villavärme och el under 1 helt år. Det motsvarar ett litet vindkraftverk förutsatt att det blåser hela tiden, eller 4000 liter olja.

Temperatur
Man behöver också ha en speciell temperatur i reaktorn. Det kan man få på 2 olika sätt. Antingen pumpar man kylvatten genom reaktorn eller så kör man in styrstavar med bor. Bor är ett ämne som fångar neutroner. Styrstavarna skjuts oftast in i reaktorn med hjälp av elkraft, men kan också skjutas in med hjälp av kvävgas.

Hur säkert är ett kärnkraftverk?

Alla kärnkraftverk är väldigt säkra. De är byggda för att släppa ifrån sig små mängder av radioaktivt avfall t.ex. olika gaser. Denna mängd som SSI har bestämt får absolut inte överskridas. Detta kontrolleras noga med hjälp av olika mätsystem. Mer radioaktivstrålning absolut inte komma ut. Reaktorn är därför omgiven av metertjocka betongväggar. Utanför väggarna är strålningen inte högre än att man kan jobba där. Om t.ex. ett rör skulle gå av så sprids ångan i turbinhallen, det finns därför flera dubble ventiler som snabbt kan stängas av.

Men det allra värsta som kan hända är att det blir en härdsmälta. En härdsmälta inträffar när uranet blir så varmt att hela reaktorn smälter. Man måste nu snabbt kyla ner reaktorn. Det gör man med kylvatten eller strilar från sprintlersystem som finns inne i reaktorn. Det sänker värmen, men vattnet blir till ånga och trycket ökar något enormt. Man leder ångan genom rör till stora bassänger. Där försöker man kyla ångan med till vanligt vatten för att minska trycket. Lyckas man inte med detta kan trycket bli så högt att väggen spricker. Den radioaktiva ånga kommer då ut, men först måste den passera ett filter. I filtret fastnar 99.9% av alla radioaktiva ämnen. Det som ändå kommer ut sprider sig inte långt och strålningen är inte livshotande, men bör undvikas.

Om nu filtret inte skulle fungera skulle det bli en katastrof. Den radioaktiva strålningen skulle snabbt spridas många mil och vara livsfarlig. Det finns planer på snabb utryckning.

Hur bevakas säkerheten?

Kärnkraftverkens säkerhet övervakas av ägaren och personalen. Det finns några myndigheter som kallas SSI och SKI som kontrollerar att ägaren tar sitt ansvar. Sen finns det också SA, Svensk Anläggningsprovning, som gör regelbundna besiktningar och prover på anläggningen.

Avfall

Sverige är ett av de länder som producerar mest atomavfall i världen. Atomavfall är väldigt farligt, men förvaras säkert. Det finns olika farligt avfall: låg-, medel- eller högaktivtavfall. Det tar ca 100 år för låg- och medelaktivtavfall att bli nästan helt fritt från radioaktivitet. Det tar kärnkraftverket Forsmark hand om. För det högaktivta avfallet tar det ca 100 000 år innan det blir fritt från radioaktivitet. Det förvaras i stor bassänger i Oskarshamn. När avfallet blivit mindre radioaktivt tar SFR hand om det. SFR betyder Slutförvar För Radioaktivt driftavfall.
På ett år producerar kärnkraftverken 25 ton avfall. Detta är ganska lite om man jämför med t.ex. kol som producerar 25 000 ton per dag. Kärnavfallet kom tidigare till ”nytta” i atombomber.

Det finns planer på att byta ut bassängerna mot djupa välskyddade hål, men dessa är inte gjorda än.

Strålning

Strålning är energi i rörelse. Man kan säga att strålning är en slags vågrörelse. Det kan jämföras med om man släpper en sten i vatten, då bildas ju ringar, små vågor. Antal ringar under en viss tid kallas frekvens. Avståndet mellan ringarna kallas våglängd. Det finns både energifattig och rik strålning. Energifattig strålning har hög frekvens och kort våglängd.
Förutom UV-strålningen är den radioaktiva strålningen den mest skadliga som vi kan utsättas för.

Hur mäts strålningen?

Man mäter strålningen i enheten Sievert (Sv) efter den svenske fysikern ...