Kjernekraftverk med store skyer av vanndamp som slippes ut

Kjernekraft – En kontroversiell energikilde

Energiproduksjon fra kjernekraftverk assosieres ofte med ulykker og radioaktivitet. Er atomkraft en fare eller ressurs for verden?

Hva er kjernekraft?

Kjernekraft er energiproduksjon basert på kjernefysisk fisjon eller fusjon. Utløsning av atomenergi i form av kjedereaksjoner skaper varme som brukes til å fordampe vann. Dampen blir ledet til turbiner som til slutt omdanner energien til elektrisk energi. Alle kommersielle atomkraftverk benytter seg av fisjonsreaktorer til produksjon av kjernekraft.

Et kjernekraftverk består av en eller flere atomreaktorer. Atomreaktorer kan brukes til produksjon av elektrisitet, men kan også benyttes til en rekke andre formål som f.eks. til å drive ubåter.

Hvordan fungerer et kjernekraftverk?

Atomreaktorer baserer seg på varme som frigjøres gjennom fisjon, eller spalting av atomkjerner i brenselet i reaktorkjernen.

Det er fisjon som er den mest utbredte metoden i dag, men det forskes også aktivt på utvinning av energi fra fusjon.

Ordliste

  • Fisjon: Deling av en atomkjerne for å frigjøre energi
  • Fusjon: «Sammensmelting» av atomkjerner for å frigjøre energi
  • Spalting: Fagbegrepet for å forklare «delingen» av en atomkjerne under fisjon
  • Thorium: Et radioaktivt grunnstoff som potensielt kan være et alternativ til Uran 235 som «brensel» i fisjonsreaktorer
  • Uran 235: Uran 235 er et radioaktivt grunnstoff. Det vanligste grunnstoffet å bruke som «brensel» i en fisjonsreaktor.
  • Plutonium: Et radioaktivt grunnstoff med lang halveringstid. Et vanlig avfallsstoff fra kjernekraft. Anvendes i produksjon av atomvåpen.
  • Halveringstid: Tiden det tar å synke til halvparten av den opprinnelige verdien. I denne sammenhengen tiden det tar for radioaktivitet til å halvere seg(?)

Hva er kjernefysisk fisjon?

Enkelt forklart innebærer fisjon å spalte en tung atomkjerne til lettere kjerner. Dette muliggjør en kjedereaksjon som utløser energi i form av varme.

Fisjon baseres stort sett på grunnstoffet uran 235, men det forskes også mye på Thorium et potensielt bedre brensel. For å spalte en urankjerne sender man et nøytron mot uranet. Sammenstøtet fører til at urankjernen deler seg og nye nøytroner frigjøres og sendes på en ny urankjerne som igjen deler seg og frigjør nye nøytroner. Dette er kjedereaksjonen man forårsaker for å utvinne atomenergien.

For å kontrollere reaksjonen brukes blant annet grafitt eller tungtvann, eller kontrollstaver med kadmium eller bor. Disse elementene fanger opp de frie nøytronene og hindrer at kjedereaksjonen løper løpsk og forårsaker nedsmelting.

Hvis kjedereaksjonen får fortsette uten innblanding vil frigjøringen av energi være eksplosiv. En eksplosiv kjedereaksjon er det atomvåpen baseres på.

Fisjon skaper et restprodukt av radioaktive atomkjerner som ikke kan nøytraliseres av kjemikalier. Om dette ikke oppbevares forsvarlig kan det være skadelig for mennesker og natur. Oppbevaringen er vanskelig og dyrt ettersom avfallet kan ha en nedbrytningstid på så mye som 300 000 år. Problemene med avfallet fra produksjonen er blant de største innvendingene mot kjernekraft.

Reaksjonen som frigir energi i en fisjonsprosess kan skrives som:

  • uran-235 + nøytron -> 2 spaltingsprodukter + (2–3) nøytroner + energi
Illustrasjon av en urankjerne som blir spaltet av et nøytron
Fisjonsprosessen: Nøytroner som sendes på atomkjernen fører til spalting av kjernen.

Hva er kjernefysisk fusjon

Fusjon er på sett og vis det motsatte av fisjon, ettersom det bygger på ideen om at bindingsenergi i atomkjerner kan frigis ved å smelte sammen flere kjerner.

Bruk av fusjonsreaktor for produksjon av energi er fortsatt på forskningsstadiet og vil ikke bli kommersiell før i fremtiden.

Hovedproblemet med fusjon er at det krever ekstremt høye temperaturer. Det er dette som gjør at ingen til nå har klart å utvinne mer energi enn man har brukt for å holde prosessen i gang. Skulle man klare dette vil man imidlertid ha en nærmest utømmelig energikilde siden brenselet kan utvinnes av vann og produseres fra litium.

Kjernekraft – fornybar energi?

Uran og eventuelt Thorium vil ikke fornye seg selv i løpet av de neste 100 år og er derfor, per definisjon, ikke fornybare energikilder.

Det betyr imidlertid ikke at kjernekraft er en miljøversting.

Når et atomkraftverk først er satt i gang er energiproduksjonen ofte ansett som en svært ren kilde grunnet de lave CO₂ utslippene. Skulle man erstattet fossile brennstoff i energiproduksjonen med kjernekraft kunne man dermed redusert utslipp i atmosfæren betraktelig.

Et eksempel som kan nevnes i den forbindelse er utbyggingen av kjernekraft i Frankrike. I perioden 1980 til 1992 reduserte landet utslipp av CO₂ med 60 prosent, SO₂ med 77 prosent, NOx med 60 prosent og støv og partikler med 86 prosent.

Atomkraftverkenes miljøbelastning

Et aspekt man fort glemmer når man snakker om problemene med kjernekraft er miljøbelastningen ved utbygging av enorme kraftverk, og ikke minst utvinning av uran 235 til «brensel» i energiproduksjonen.

Miljøbelastningen ved å utvinne uran i kan sammenlignes med ordinær gruvedrift og anlegg av andre typer kraftverk.

Det store potensialet i kjernekraften gjør at kjernekraft vises til som en ikke fornybar energikilde som fortsatt kan kalles bærekraftig.

Kostbare å bygge, men billige i drift

Atomkraftverk har store startkostnader knyttet til bygging av kraftverk, og i takt med strengere sikkerhetskrav har kostnadene generelt økt. Kostnadene kan ifølge Store Norske Leksikon (SNL) sammenlignes med produksjonskostnadene for kullfyrt varmekraft, og er dermed ikke billigere enn sin fossile motpart. Driftskostnadene er imidlertid lave.

Ulykker – en potensiell verdenskatastrofe?

Den første og mest åpenbare faren ved kjernekraftverk og produksjon av atomkraft er det som kan skje om noe skulle gå galt. Ulykken ved Three Mile Island i USA økte frykten for at kjernekraftulykker kunne gi globale konsekvenser allerede i 1979. Denne frykten ble ytterligere forsterket etter ulykken i Tsjernobyl i 1986. Dette er den verste kjernekraftulykken i historien. I Norge ble reinsdyr slaktet pga. frykt for stråling, og naturvernerne gikk hardt ut mot atomkraft.

Bilde av et kjernekraftverk og vanndampen som slippes ut.
Vanndamp: Hva som kan se ut som røykutslipp fra atomkraftverk er faktisk ren vanndamp

Det finnes ikke et nøyaktig tall på hvor mange liv som ble berørt av ulykken. Vi vet imidlertid at 53 personer døde i selve ulykken, og estimatene på krefttilfeller og senskader fra ulykken ligger på mellom 4000 og 200 000.

I 2011 fikk verden nok en gang kjenne på frykten forbundet med kjernekraft da det gikk galt på et atomkraftverk i Fukushima i Japan. Det var imidlertid ingen som døde som direkte følge av ulykken, selv om noen eldre og sykelige som ikke taklet stresset ved evakueringen måtte bøte med livet. Dette kan forklares med at sikkerheten ved Fukushima var bedre enn i Tsjernobyl, og at feilen var av en annen art.

Det som kan skje når det går galt i et atomkraftverk er for eksempel at det kan sive ut radioaktivt brensel i grunnen. Avhengig av prosessene i reaktoren kan eksplosjoner og branner forekomme, slik som i Tsjernobyl. Røyken fra anlegget spredte seg og tok med radioaktivt materiale til store deler av verden.

Noe som kanskje vil overraske de fleste er at reaktorer av samme type som reaktoren i Tsjernobyl fortsatt er i bruk i dag. Riktignok har de gjennomgått noen forbedringer, men de baserer seg på samme metode som ble brukt i Tsjernobyl.

I tillegg til dette operer mange av de aktive kjernekraftverkene over sin estimerte levetid, og er foreldet i forhold til dagens strengere krav.

Kjernekraftens avfall – en tikkende bombe?

Avfallet fra fisjon er blant annet restprodukter av radioaktive atomkjerner som ikke kan nøytraliseres av kjemikalier. Avfallet deles i to grupper. Den ene har høy radioaktivitet, men «slukner» relativt raskt. en andre gruppen, som kalles aktinidene, har noe lavere radioaktivitet, men brytes ned over veldig lang tid.

Plantegninger på hvordan atomavfallet i Finland skal lagres under bakken
Begrave problemene: Slik skal Finland lagre atomavfallet i tusenvis av år.

Disse radioaktive stoffene er farlige for mennesker og natur. Forsvarlig håndtering av dette avfallet er derfor essensielt.

Man baserer seg per i dag på tre ulike måter å håndtere disse avfallsstoffene på:

  1. Brenning: Bombardering av aktinidene med kjernepartikler slik at de spaltes til nye og kortlevde spaltingsprodukter som lettere brytes ned.
  2. Nedgraving: Iblant annet Finland og Sverige er man nå i gang med prosjekter for langtidslagring av avfallet i form av nedgraving. Dette innebærer å grave henholdsvis 400 og 500 meter ned i bakken for å lagre avfallet dypt i bakken.
  3. Gjenbruk: Deler av avfallsstoffene kan brukes om igjen til å skape nye produkter.

Ingen land har per i dag kommet med en utprøvd og effektiv langtidsløsning på håndtering av radioaktivt atomavfall.

Kjernekraftverk – et skritt på veien mot atomvåpen?

Når man tenker på atomkraftverk er det lett å tenke på atomvåpen i samme slengen. En av de største innvendingene mot kjernekraft er at det kan åpne døren for bygging av atomvåpen.

For eksempel kan plutonium, et av biproduktene fra energiproduksjonen, brukes til å fremstille atomvåpen. Atomvåpen har kun blitt brukt ved to anledninger i krig, mot Hiroshima og Nagasaki i 1945. De enorme konsekvensene satte en støkk i en hel verden og den kalde krigen var preget av den store frykten for atomkrig.

Siden den gang har atomvåpen ikke bare blitt mer utbredt, men også vesentlig forbedret slik at en atombombe i dag kan gjøre mye større skade enn det Little Boy og Fat Man gjorde i 1945.

Kjernekraft i Norge

I Norge har vi i dag to kjernekraftverk. Ett i Halden og ett på Kjeller ved Lillestrøm, men begge brukes kun til forskning. Ettersom vi i Norge er i en særstilling med tanke på naturressurser og mulighetene for fornybar og klimavennlig energiproduksjon har det ikke blitt sett på som nødvendig å utrede mulighetene for kjernekraftproduksjon her til lands. Stortinget skrinla i 1975 planene om å bygge ut kjernekraftverk til strømproduksjon.

På verdensbasis kommer man imidlertid ikke unna andre energikilder enn vind, vann og sol.

Hvor utbredt er kjernekraft som energikilde?

Selv om andelen kjernekraftverk har gått ned de siste årene dekker kjernekraft ifølge FN ca. 14 prosent av verdens totale produksjon av elektrisk energi. Dette fordelt på 449 kjernekraftreaktorer på verdensbasis. I EU kommer ca. 30 prosent av elektrisiteten fra kjernekraft.

Graf over antall kjernekraftreaktorer i verden fordelt på antall land. USA har klart flest med 98 reaktorer. Sverige er på 11 plass med 8 reaktorer
Kilde: Power Reactor Information System

Hva er fremtiden til kjernekraftproduksjon?

Hvordan er så fremtidsutsiktene til kjernekraft? Fisjon er enn så lenge den etablerte prosessen i kjernekraftproduksjonen, men fusjon blir forsket aktivt på rundt om i verden. I tillegg til den antatte forbedringen i effekt og utnyttelse av potensialet har også fusjonsbasert kjernekraft en sikkerhetsmessig styrke.

Ettersom fusjonsprosessen krever høye temperaturer er sannsynligheten for at man skal miste kontroll over prosessen svært liten. Om det skulle gå galt ved at temperaturen blir for høy og reaktorveggen svikter, så ville prosessen stoppet i det øyeblikket plasmaet blir avkjølt ettersom forholdene som kreves for fusjon ikke lenger ville være til stede.

Hovedtendensen i spørsmålet om kjernekraftens fremtid peker altså mot fusjon. Vil man klare å knekke koden og bygge og drifte fusjonskraftverk på en lønnsom måte vil mange problemer med kjernekraften slik den er i dag være løst. Spørsmål om oppbevaring av avfall og trusselen fra atomvåpen må imidlertid ikke neglisjeres om man skal sikre fremtiden, med eller uten kjernekraft.

______________________

Kilder:

Direktoratet for strålevern og atomsikkerhet

Store Norske Leksikon

UngEnergi

Naturvernforbundet

Forente Nasjoner

Power Reactor Information System

Forsikning.no:

Følg oss på Facebook

Følg oss gjerne på vår Facebookside.

Kontakt oss

Send oss en e-post

Tjenester

Strøm.no er en gratis og uforpliktende anbudstjeneste. La selskapene konkurrere om å gi deg beste strømavtale!

Strøm Privat

Strøm Bedrift

Strøm Borettslag

Sammenlign strømpriser

Populære steder

Trondheim

Oslo

Kristiansand

Tromsø

Fredrikstad

Bergen

Norge