Kärnkraftverk

Kärnkraft

Kärnkraft används för att framställa energi. Man har använt sig av kärnkraft sedan 1954, då flera nationer hade ägnat sig åt forskning i området under andra världkriget. Motivet var först att framställa en atombomb. De första lyckade experimenten med nukleär fission utfördes i Berlin 1938 av de tyska fysikerna Otto Hahn, Lise Meitner och Fritz Strassmann. Det första kärnkraftverket startades i Ryssland 1954. Antalet reaktorer i världen ökade sedan snabbt efter 1954.

Atombomben blev ett kraftfullt vapen och USA släppte världens första atombomb över industristaden Hiroshima, Japan 1945. Skadorna på människor och byggnader var förödande och radioaktiva ämnen spriddes över stora områden. Atombomben och kärnkraftverk bygger på samma princip, man frigör energi genom att klyva isotopen uran-235 och då startas en kedjereaktion. Den största skillnaden är att i ett kärnkraftverk fångar man upp neutronerna så att kedjereaktionen inte förstärks.   

Hur ett kärnkraftverk fungerar

Huvudkomponenterna i ett kärkraftverk är en reaktor som innehåller styrstavar, kylvattenledningar, en turbin och en generator.

Inuti reaktorn sker en kärnklyvning av isotopen uran-235, så kallad fission. Detta innebär att man med hjälp av neutroner klyver urankärnan i två delar. Vid klyvningen frigörs två neutroner som i sin tur klyver nya urankärnor som i sin tur klyver nya kärnor och frigör nya neutroner. Detta kallas kedjereaktion. Utan bromsmedel skulle klyvningen leda till en kärnexplosion.

För att man ska kunna klyva uranet under kontrollerade former använder man sig av styrstavar och när det blir för många neutroner absorberas dessa av styrstavarna. På så sätt kan man kontrollera kärnklyvningen och därmed undvika en förödande explosion.

I ett kärnkraftverk används energin från fissionen att koka vatten som bildar ånga som i sin tur driver en turbin. Turbinen är sammankopplad med en elgenerator som omvandlar rörelseenergin till elenergi. Den värmeenergi som bildas vid fissionprocessen i form av ånga avleds genom en värmeväxlare med kylrör efter att ha passerat turbinen. Det kylda vattnet pumpas tillbaka till reaktorn och återanvänds.

Som bränsle i ett kärnkraftverk används isotopen uran-235, eftersom det är en instabil kärna som klyvs lätt. När man har klyvit uranet bildas bland annat plutonium, som är ett restavfall från uran-235. Plutonium är också ett radioaktivt ämne, men dessutom extremt giftigt. Plutoniumet kan klyvas med en ny teknik i en så kallad bridreaktor, vilket är bra eftersom man då använder avfallet från klyvningen av uran-235. Processen är dock mycket dyr och svår och forskning pågår för att utveckla billigare bridreaktorer.

Fördelar med kärnkraft

Om kärnkraft är bra eller dåligt diskuteras mycket i medier. Det finns en stor motståndsrörelse som hävdar att riskerna är för stora i jämförelse med fördelarna. Det har inträffat 2 stora kärnkraftsolyckor som har skakat världen och med sina stora konsekvenser, en i Japan och en i Ukraina.

Men det finns även många fördelar med energikällan. Några av argumenten som används för kärnkraft är de låga koldioxid utsläppen, den stadiga elproduktion, det ovanligt låga dödsfallen och oberoendet av väderförhållanden.

Kärnkraft bidrar inte till en förstärkt växthuseffekt, eftersom den har ett så lågt koldioxidutsläpp, som är ett av våra tids största problem.

Kärnkraft möjliggör även stabil och storskalig elproduktionen eftersom den inte är beroende av väder och vind. Den producerar nästan halva Sveriges elbehov med hjälp av bara några få reaktorer och kostnaden för bränslet (uran) är även relativt låga så självaste produktionen av el är billig. Dödsfall kopplade till kärnkraft är inte heller så många som man kan tro. Det är nämligen brytning av kol och vattenkraft som står för flest dödsfall då vattenkraftsdammar brister eller det sker olyckor i kolgruvor.

Nackdelar med kärnkraft

Några av de största nackdelarna med kärnkraft är kostnaderna för att bygga av kärnkraftverk, högradioaktiva avfall, risken för olyckor och brytningen av uran.

Att bygga ett nytt kärnkraftverk kostar 75 000 kronor att bygga per kilowatt, vilket är bland de högsta byggnadskostnaderna för energiframställning-å andra sidan är själva produktionen sedan relativt billig, men det väger inte upp för byggnadskostnaderna. Som ett land eller samhälle måste man då fråga sig om det är värt att lägga så mycket pengar på något som är en osäker miljö att arbeta i, samtidigt som man utsätter samhället för diverse möjliga risker.

Det finns två huvudtyper av olyckor som leder till spridande av radioaktiva ämnen-läckning och härdsmältning. Det läcker små mängder radioaktiva ämnen från kärnkraftverken hela tiden men om ett kärnkraftverk av någon anledning skulle läcka en större dos radioaktiva ämnen hamnar strålingen på marken och tas upp av växterna i närheten. Om ett djur äter av växterna och sedan blir människoföda får människan i sig de radioaktiva ämnena och riskerar att få cancer. Om en sådan läckning sker måste man stänga alla fönster, dörrar och ventilationer eftersom inandning av ett miljondels gram plutonium leder till lungcancer.

En väldigt känd olycka som inte drabbade bara området runt olyckan, utan även spred radioaktivt avfall runt om i Europa, var olyckan på Tjernobyls kärnkraftverk som ligger i Ukraina. Den 26 april skedde det en explosion i reaktor 4 i kärnkraftverket och detta berodde bland annat på reaktorns konstruktion, men också att man hade stängt av flera säkerhetssystem. Med hjälp av vinden spreds radioaktiva ämnen upp till 1 100 milfrån olyckan och man räknar med att minst 1000 personer dog på grund av strålningen. Det blev också många missbildningar på nyfödda barn pågrund av strålningen efter olyckan.

Ännu en negativ effekt av kärnkraftverken är att reaktorns varma vatten som använts som kylvattnet släpps rakt ut i havet och värmer upp närliggande hav med ca 10°, vilket rubbar det marina ekosystemet.

Något som bidrar till att många tycker att kärnkraft är en icke miljövänlig energiframställning är uranbrytningenn som leder det till mängder av koldioxidutsläpp. Även om framställningen av el är fri från miljöfarliga utsläpp har kärnkraft alltså en påverkan på växthuseffekten. Det är så illa att ungefär 10 procent av Sveriges alla koldioxidutsläpp sker vid brytningen av uran.

Men det som man diskuterar mest angående nackdelar med kärnkraft är hanteringen av de radioaktiva restavfall som bildas när man har klyvit uran-235. För att de radioaktivia ämnena inte ska skada människor eller djur måste de förvaras på ett väldigt säkert sätt. I Sverige ska de restavfallen begravas i kopparkapslar på ca 500 meter ner i berggrunden. Där ska det ligga i 100 000 år, då det har slutat vara radioaktivt och är ofarligt. Detta är tyvärr en väldigt dyr och tidskrävande process.

Kärnkraftens inverkan på samhället

Runt 40 procent av Sveriges el produktion kommer från våra tre kärnkraftverk. Vårt samhälle är mycket beroende av dess existens. Folk hävdar att utan kärnkraft skulle vi ha elransonering i Sverige. Elen skulle också vara ca 3 gånger dyrare. På grund av den omstridda effektskatten har kärnkraft blivit mindre lönsamt och energijätten Vattenfall hotar att lägga ner alla Sveriges kärnkraftverk om effektskatten inte skrotas. Om detta händer  utsätts Sverige för en rad olika prövningar eftersom vi har förlitat oss så mycket på kärnkraft.

Sammanfattning

Kärnkraft utvecklades under andra världskriget och användes då främst för att utveckla en atombomb. Senare kom man fram till att det även var effektivt sätt att utvin...