Kärnkraft

Med kärnkraft kan man producera el utan koldioxidutsläpp. Problemen är strålningen och avfallet som är radioaktivt under väldigt lång tid.

Kärnkraft som innovation kan delas in i civila respektive militära tillämpningar. De civila gäller främst elenergiproduktion medan de militära är inriktade på anfallskrig. Framställningen av el i kärnkraftverk sker enligt samma principer som i ett kraftverk som eldas med kol, olja eller biobränslen, men med uran som bränsle. Grundämnet uran finns i låg halt i bergarter som exempelvis skiffer.

På 1950-talet skulle den lösa energiproblem och hot om världskrig, bota depressioner och ge jättetulpaner. Atomkraften kunde göra världen större och vackrare – och samtidigt förgöra den för all framtid.

Atomer kan klyvas och när detta händer måste stora mängder energi kunna utvinnas. Ungefär så skrev kärnfysikern Lise Meitner (1878-1968) i ett brev från Sverige till sin forskarkollega Otto Hahn i Berlin julen 1938. Meitner myntade begreppet nukleär fission – kärnklyvning. Upptäckten blev omedelbart en sensation i den vetenskapliga världen. Enrico Fermis forskarlag i Chicago blev 1942 först med att genomföra den första självunderhållande atomreaktionen.

Bränsle och avfall

I kärnkraftverken används uran som bränsle och detta är inte en förnybar energikälla. Med kärnkraft slipper man växthusgaser och andra utsläpp och på det viset är det en renare energiteknik. Men kärnkraften påverkar miljön på andra sätt.

När man producerar el med kärnkraft får man ett radioaktivt avfall. Använt kärnbränsle, och även viss utrusning som använts i kärnkraftverket, måste förvaras säkert. Det tar 100 000 år innan kärnbränslet förlorat sin radioaktivitet. I Sverige har man bestämt att avfallet från kärnkraftverken ska förvaras i en särskild typ av kopparkapslar. Kapslarna ska sänkas ned en halv kilometer i berggrunden och omslutas av bentonitlera. SKB:s förslag är att avfallet sedan ska slutförvaras i närheten av Forsmark Kärnkraftverk.

Även om säkerheten är hög i kärnkraftverken, finns alltid en risk att en kärnkraftsolycka kan inträffa.

Brytningen av uranet skadar naturen. I Sverige finns några av världens största urantillgångar, men idag bryter vi inget uran här.

Så funkar kärnkraft

Ett kärnkraftverk fungerar ungefär på samma sätt som ett kraftverk som eldas med kol, olja eller biobränslen. Det handlar om att koka vatten så att ånga bildas och som driver en turbin. Turbinen är sedan kopplad till en generator som omvandlar rörelseenergin till elektricitet.

Processen som får vattnet att koka kallas fission. Det innebär att man klyver atomkärnor. En neutron skickas in i urankärnan som gör att den ”klyvs”. Anledningen till att det är just uranet som vi använder till denna process är att den är tillräckligt instabil och därför går att klyva.

Vid uranklyvningen frigörs i sin tur nya neutroner. För att neutronerna ska fortsätta att klyva uranatomer krävs att de bromsas upp, modereras. I de svenska kärnkraftverken bromsas neutronerna upp med hjälp av vatten.

Kärnvapen

Plutonium som används för kärnvapen är sällsynt i naturen och uppstår vid kärnreaktionen i kraftverk.

1945 släppte USA atombomber över de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki. 200 000 människor dog. Strålskador drabbade generationer.

1953 erbjöd USA:s president Dwight D Eisenhower i ett tal i FN:s generalförsamling andra länder såväl teknisk information som tillgång till uran. Villkoret var att atomkraften skulle användas i fredligt syfte och att USA skulle ha rätt att följa upp hur uranet och informationen användes. FN skapade 1957 ett organ för atomenergikontroll, IAEA. Med dessa aktioner fick den civila atomkraftsindustrin sitt definitiva genombrott.

Kärnkraftverk

I ett kärnkraftverk med kokvattenreaktor finns bränsleelementen i en reaktortank med kylvatten. När man klyver en uranatom startar en kedjereaktion av atomklyvningar som frigör en stor mängd energi. Värmeutvecklingen får vattnet i reaktortanken att koka och ångan som bildas driver i sin tur en turbin. På turbinaxeln sitter en generator som i sin tur omvandlar rörelseenergin till elektricitet. Kärnbränslet blir under processen i reaktorn radioaktivt. Fördelen med kärnkraften är att man kan producera stora mängder elenergi utan koldioxidutsläpp. De stora nackdelarna är strålningen och det svårhanterade avfallet.

Den 11 mars 2011 drabbades Japan av en jordbävning som uppmätte nio på richterskalan. Tsunamivågen som sköljde över miljonstaden Fukushima var14 meterhög. Byar och städer pulveriserades och över 24 000 människor dog. I Fukushima fanns också ett kärnkraftverk med sex reaktorer som havererade. Radioaktivt material spreds och skyhöga strålningsmängder konstaterades. I samband med en brand uppmättes radioaktiva utsläpp i omgivningen motsvarande upp emot 400 Millisievert (mSv) per timme.

De svenska gränsvärdena för dem som arbetar inom kärnkraftsindustrin är 50 mSv per år. Myndigheterna evakuerade en zon på 20 km från Fukushima. Odlingsmark och vatten är kontaminerade. Besöksförbudet har hävts men det kommer att dröja många år innan befolkningen kan flytta tillbaka. Olyckan i Fukushima kan jämföras med Tjernobylkatastrofen 1986 som ledde till att stora områden ännu är farliga att vistas i.

Kärnkraften i Sverige

Sverige har bara tio reaktorer i drift men nästan hälften av vår elproduktion kommer från kärnkraft. I världen som helhet kommer cirka 14% av elen från kärnkraft. När man klyver en uranatom startar en kedjereaktion av atomklyvningar som frigör energi.

Sverige har stora urantillgångar och var en tidig kärnkraftsaktör. Regeringen beslutade 1945 att ett atomenergiprogram skulle inledas, att företaget AB Atomenergi skulle grundas och att en reaktor skulle byggas — i Stockholms innerstad. Atomenergins potential ansågs gränslös. Allt från kraftverk till köksmaskiner skulle inom en snar framtid vara atomdrivna. Man såg också framför sig bestrålade atomtulpaner och hur radioaktiviteten skulle kunna användas för att finna orsakerna till psykiska problem. Genom det uppvärma kylvattnet från kärnkraftverken kunde badsäsongen i havet också förlängas med flera månader.
Efter bland annat en olycka vid kärnkraftverket Three Mile Island, nära Harrisburg i USA hölls i Sverige 1980 en folkomröstning om kärnkraftens framtid. Med anledning av resultatet beslutade Sveriges riksdag att kärnkraften skulle vara avvecklad till 2010.

År 2009 var den sittande regeringen beredd att ompröva beslutet och tillåta nya kärnkraftverk vilket skedde genom riksdagsbeslut 17 juni 2010.Världen har levt med hotet om kärnvapenkrig sedan1950-talet. År 1968 tecknades ett icke-spridningsavtal där de flesta kärnkraftsproducerande länder förband sig att förhindra vidare spridning av kärnvapen. Men enligt det internationella atomenergiorganet IAEA utgör idag spridning av radioaktivitet som följd av naturkatastrofer ett allt större hot. Enligt den japanske premiärministern planerar nu Japan nu en kärnkraftsfri framtid Oavsett hur kärnkraften kommer att användas och utvecklas i framtiden kommer sannolikt minnet av händelserna i Fukushima länge vara närvarande.

Läs mer om kärntekniska anläggningar här

Källa

Boken 100 innovationer; 1 – 50 Antibiotika – läsk: förteckning över artikelförfattare och källor på sid 194–203.

Kontakta sidansvarig