Ursprunglig fråga:
Jag läser om kärnkraft, och jag tycker att transmutation av radioaktivt avfall verkar vara något bra. Vad är problemen? Varför kan man inte omvandla det instabila uranet till tex. bly och få ut energi? Var kan jag läsa mer om forskning på transmutationer? /Nanna
/Nanna T, Umeå

Svar:
Detta är ett ganska tekniskt ämne, men vi skall försöka förklara det så enkelt som möjligt.

För att förstå bakgrunden till transmutation är det nyttigt att titta på de problem som finns med kärnenergin som vi utnyttjar den nu:

• Den ger upphov till långlivat radioaktivt avfall som är besvärligt att bli av med på ett säkert sätt.

• Kärnkraftreaktorer kan haverera och ge upphov till allvarliga skadeverkningar. Orsaken till detta är att man måste samla mycket (många ton) klyvbart uran i en liten volym för att kedjereaktionen skall kunna underhållas. Detta ger upphov till två problem:
  1. Reaktorn kan om man förlorar kontrollen bli "överkritisk" (varje generation neutroner från fissionsprocessen producerar fler neutroner som ger upphov till fission) och rusa iväg. I de flesta reaktorer som finns i dag så upphör denna "rusning" dock av sig själv, men reaktorn kan förstöras.
  2. Även om fissionsprocessen upphör (vilket den gör om en reaktor havererar), så måste man fortsätta att kyla bränslet under flera timmar. Om man inte gör det får man vad man kallar en härdsmälta. Har man otur så kan det radioaktiva materialet i härden komma ut i omgivningen. Olyckan i Three-Mile-Island var en härdsmälta, men den kraftiga inneslutningen, som finns i de flesta moderna reaktorer, höll, och ingen radioaktivitet kom ut i omgivningen.

Idén med transmutation är att man tillför extra neutroner utifrån. Dessa produceras genom att man låter en stråle med protoner från en partikelaccelerator träffa ett strålmål och producera neutroner genom s.k. spallation (sönderdelning - man slår alltså i princip sönder atomkärnorna i sina beståndsdelar neutroner och protoner, se Spallation#Nuclear_spallation ). Reaktorn placeras nära strålmålet, och de extra neutronerna medför att vi kan underhålla en kedjereaktion med mindre mängd uran i reaktorn - reaktorn är "underkritisk", vilket innebär att så snart vi stänger av acceleratorn (det kan vi alltid göra - det är bara att dra ur "sladden"), så har vi ett snällt hanterbart system, som inte kan ge upphov till en härdsmälta.

En annan fördel är att vi kan "förbränna" (transmutera) allt radioaktivt material, och vi kan på så sätt bli av med avfallet.

En tredje fördel är att vi kan använda thorium som bränsle. Det finns mycket mer thorium än uran (speciellt eftersom vanliga reaktorer bara använder mindre är 1% av uranet - isotopen U-235), varför vi har en i praktiken outtömlig energikälla som dessutom är säker och inte ger upphov till radioaktivt avfall.

Figuren nedan visar principen för ett system för transmutation som även producerar elektricitet.

Detta låter nästan för bra för att vara sant! Vi löser alla problem med den nuvarande kärnkraften och får en outtömlig energikälla! Det finns emellertid olösta (med antagligen inte olösliga) problem:

• Idén är ganska ny, och det krävs ett långt och dyrt utvecklingsarbete för att realisera den.
• Man måste kunna utföra en kemisk separation av olika grundämnen i bränslet: de stabila och kortlivade ämnena kan slutförvaras, medan långlivade radioaktiva ämnen måste föras tillbaka till transmutationsreaktorn.
• Bara ett till synes enkelt problem som att göra ett strålmål som tål en mycket intensiv bestrålning med protoner är inget trivialt. Man arbetar nu med ganska komplicerade system med en blandning av bly/vismut i flytande form.
• I Sverige har vi ytterligare ett problem: utveckling av ett transmutationssystem är olagligt enligt den beryktade "tankeförbudsparagrafen":

  Paragraf sex i lagen om kärnteknisk verksamhet lyder: Ingen får utarbeta konstruktionsritningar, beräkna kostnader, beställa utrustning eller vidta andra sådana förberedande åtgärder i syfte att inom landet uppföra en kärnreaktor. Gemenligen kallad "Lex Birgitta Dahl" - oåterkallerlig.

  Riksdagen måste ändra denna lag innan verkligt utvecklingsarbete kan komma igång i Sverige. (Tillägg: Lagen är numera avskaffad)

Ämnet är relativt nytt och det mesta som finns skrivet är på engelska och ganska tekniskt. Länken, som uppdateras kontinuerligt, ger en lista på de websites vi hittat.
/Peter Ekström

Nyckelord: kärnenergi [19]; kärnkraftsavfall [11]; transmutation av kärnavfall [2]; fission [15];

1 http://www.pixe.lth.se/links/search.asp?class2=%267%3B&sForm=true

Svar:
Det sätt att utvinna energi ur radioaktivitet du föreslår är mycket ineffektivt. I praktiken använder man den värme som alstras. Det är bara i mycket speciella fall det lönar sig, t.ex. i rymdfarkoster som ska långt ut i solsystemet där solljuset är svagt. Ett exempel är Cassini som är på väg till Saturnus (se nedan).

Ungefär 5% av energin som alstras i ett kärnkraftverk kommer från radioaktivt sönderfall av klyvningsprodukter. Därför räcker det inte att stoppa kärnklyvningarna för att stänga av ett kärnkraftverk. Man måste fortsätta att kyla därför att radioaktiviteten producerar kanske 100 MW (100000 kokplattor). Denna effekt avtar naturligtvis med tiden.
/KS

Se även fråga 1668 och fråga 1760

Svar:
Fission - eller, som det också kallas, kärnklyvning - innebär, rent allmänt, att en tung atomkärna delar sig i två lättare kärnor. Det förekommer att tunga atomer fissionerar utan yttre påverkan, s.k. "spontan" fission, men i de flesta fallen krävs det att den tunga kärnan först blir träffad av t.ex. en neutron för att fissionen ska komma igång. Ofta sänds en eller flera neutroner också ut i samband med klyvningen.

Ett bra exempel är det du tar upp i din fråga, nämligen klyvningen av uran-235 i kärnkraftverk. När en uran-235 atom fångat in en neutron och sedan klyvs, kan en mängd olika par av "resultatkärnor" bildas. Alla parkombinationer som uppfyller kravet att det totala antalet protoner och neutroner på vardera sidan om reaktionspilen förblir konstanta är i princip möjliga. Sannolikheten för att ett visst par ska bildas är dock långtifrån lika stort för alla kombinationer - här kommer en massa kärnfysik in i bilden....

De allra flesta kärnorna som bildas i klyvningen av uran är radioaktiva och kommer därför att sönderfalla. Hur fort detta går beror på deras halveringstider. En av de saker som gör kärnkraft problematiskt är just att vissa klyvningsprodukter - och/eller deras sönderfallsprodukter - har långa eller ganska långa halveringstider.

Exempel på radioaktiva klyvningsprodukter man hittar i kärnbränsleavfall är jod-131 (8 timmars halveringstid), cesium-137 (30 år) och strontium-90 (29 år). Eftersom jod och strontium kan lagras i olika organ i människokroppen, är radioaktiva isotoper av dessa ämnen speciellt farliga, och de nämns därför ofta i debatten om kärnenergi.

Till dessa kommer ett antal mycket tyngre kärnor - t.ex. plutonium och s.k. aktinider - som bildas inuti bränslestavarna i andra typer av kärnreaktioner. Dessa har relativt höga produktionssannolikheter och i regel mycket långa halveringstider, vilket gör att kärnavfallet förblir radioaktivt under lång tid.

Bilden nedan (anpassad från länk 2), visar sannolikheten för olika klyvningsprodukter att bildas i fission av uran-235 under samma betingelser som vi hittar i ett kärnkraftverk. Om vi använder cesium-135 som ett exempel, tar vi reda på att denna isotop har 55 protoner och (135-55)=80 neutroner, och går in i diagrammet och läser av att dess produktionssannolikhet y ligger mellan 1 och 10 hundratusendelar per klyvning. Detta är förhållandevis lågt i förhållande till många andra möjliga produktkärnor.

Cesium-135s halveringstid på 2 miljoner år gör, i kombination med att den inte bildas med särskilt hög sannolikhet, att den inte bidrar så mycket med strålning per tidsenhet (kallas också aktivitet).

Nyckelord: kärnkraftsavfall [11]; fission [15];

1 http://www.ssi.se/kaernkraft/framsida.html
2 http://www.cea.fr/gb/publications/Clefs45/contents.htm

Svar:
Liis! Nej, jag tror inte det är en bra idé av flera skäl. Man vill göra slutförvaringen i en mycket stabil berggrund. Oljefälten är inte detta. Dessutom kanske man vill komma tillbaka och utvinna mer olja - allteftersom oljereserverna minskar blir sämre och sämre oljekällor lönsamma.

Se fråga 1351 nedan för ett möjligt alternativ till slutförvaring.
/Peter E

Se även fråga 1351

Hur kan det komma sig att kylvattnet (från havet) blir radioaktivt? Det är väl inte i kontakt med reaktortanken!? Det sägs ju att det leds ut radioaktivt avfall i havet på detta sätt, är det sant?
/

Svar:
De i Sverige förekommande typerna av kärnreaktorer beskrivs i

Tryckvattenreaktor (Pressurized_Water_Reactor ):

och

Kokarreaktor (Boiling_Water_Reactor ):

.

Den väsentligaste skillnaden är att man i en tryckvattenreaktor har ett internt slutet kylvattensystem med värmeväxlare, så att vatten som varit inne i reaktortanken inte kommer in i turbinen. I en kokarreaktor är det samma vatten i reaktorn som driver turbinen. Detta kräver lite mer av turbinen - den får alltså inte läcka!

Den vattenvolym som släpps ut ifrån ett kärnkraftverk består till mer än 99,99% av kylvatten, dvs värmeväxlat vatten. Kylvattnet innehåller ingen radioaktivitet från kärnkraftverket. Men på samma ställe som kylvattnet släpps ut till havet igen, släpper man även ut så kallat utsläppsvatten (alltså resterande 0,01% av det totala vattenutsläppet). Detta vatten innehåller vanligtvis lite radioaktivitet eftersom det kommer ifrån en tank som samlar upp "smutsvatten" inifrån kraftverket. "Smutsvattnet" kan komma ifrån duschutrymmen, golvdränage eller tex vatten som använts för att spola rent rör och tankar. Innan man släpper ut detta vatten till havet renas det genom olika filter och därefter tar man ett prov för att se att det är godkänt för utsläpp. Mängden radioaktivitet som släpps ut till havet är alltså liten.

Den mesta radioaktiviteten som släpps ut är i gasform genom skorstenen. Hur mycket radioaktivitet som släpps ut (både via skorstenen och med kylvattnet) regleras av Strålsäkerhetsmyndigheten (Strålsäkerhetsmyndigheten (tidigare Statens kärnkraftinspektion och Statens strålskyddsinstitut) ). Eftersom radioaktiviteten snabbt sprids ut blir den snart mindre än den naturliga bakgrundsstrålningen.

Den mesta radioaktivitet som bildas i ett kärnkraftverk tas om hand och lagras under kontrollerade former till de skall slutförvaras, se kärnkraftsavfall .

Mer om kärnenergi finns under länk 1 nedan. Se även Nuclear_power , Nuclear_reactor_technology och ENERGY FOR THE FUTURE - The Nuclear Option .
/Peter E

Nyckelord: kärnenergi [19]; kärnkraftsavfall [11]; fission [15];

1 http://science.howstuffworks.com/nuclear-power.htm

Svar:
Vi har tidigare diskuterat detta, se nedanstående länkar. Kort uttryckt finns det två problem:

1 En klassisk reaktor innehåller med nödvändighet mycket bränsle. Detta utvecklar mycket värme, även om klyvningsprocesserna stoppas, genom radioaktivt sönderfall av klyvningsprodukter. Härden måste alltså kylas i flera timmar efter det att reaktorn stoppats. Om kylningen inte fungerar kan en olycka inträffa, se Fact Sheet on the Accident at Three Mile Island och Fact Sheet on the Accident at the Chernobyl Nuclear Power Plant .

2 Avfallet från ett kärnkraftverk består av långlivade radioaktiva klyvningsprodukter och transuraner. Avfallet måste alltså tas om hand och hållas isolerat från allt liv under 100-tusentals år. Denna s.k. slutförvaring är tänkt att ske i en stabil berggrund, se Svensk Kärnbränslehantering AB .

Båda ovanstående problemen kan komma att lösas genom en ny typ av kärnreaktorer, se fråga 1351 om acceleratordriven transmutation av kärnavfall. Det finns även en bra artikel i NE om transmutationsreaktor .
/Peter E

Se även fråga 12888 och fråga 1351

Nyckelord: transmutation av kärnavfall [2];

Avancerad sökning på 'kärnkraft avfall' i denna databas

Svar:
Caroline! Barsebäck ligger där det ligger därför att det gick vägar dit och man tyckte det var lämpligt med några hus .

Men det var nog Barsebäcksverket du menade. Det är svårare. I dag anser nog många att placeringen inte är bra, men det ligger där det ligger. Man har försökt kompensera den dåliga läget med att öka säkerheten ytterligare genom att bygga en skorsten med filter som skall minska utsläpp vid en eventuell olycka.

Vad man gjort i detta fallet finns fler exempel på (bland annat i Frankrike på gränsen till Tyskland): man har bara tittat på vad som finns i omgivningen i det egna landet och glömt bort närliggande städer i utlandet. Man kan också uttrycka det så här: Skåne har glädje av Barsebäcksverket (energi, pengar) medan danskarna bara ser det som en fara och som en kunkurrent till den danska kolproducerade energin.

Så långt det objektiva svaret. Jag tänker nu kliva upp på min apelsinlåda och framföra mina högst personliga åsikter - du får tycka vad du vill om dem:

• All energiproduktion påverkar miljön på något sätt. Man måste helt enkelt välja de metoder som är mest acceptabla. Detta är till sist ett politiskt beslut (skall så vara), men beslutet måste baseras på fakta och erfarenhet.
• Kärnenergi är med tanke på alternativen en mycket bra energikälla - vi måste emellertid placera kärnkraftverken på rätt ställe. Jag kan nog hålla med så långt att Barsebäcksverket kan avvecklas på grund av politiska skäl (detta sker då tyvärr till ett högt pris, pengar som kunde använts till något annat), men vi bör samtidigt säga att vi skall behålla de övriga aggregaten ett bra tag till.
• Alternativen till kärnkraft är framför allt vindkraft (rent, men fult och kan inte ge en stor del av vårt energibehov), vattenkraft (rent, men förstör våra älvar), direkt solenergi (ineffektivt i Sverige utom små anläggningar för att värma vatten, direkt elproduktion möjlig men dyr), kol/olja (moderna kraftverk ger inte mycket utsläpp av skadliga ämnen, men de bidrar till växthuseffekten genom CO₂-utsläpp), fossilgas - felaktigt kallad naturgas (ger också CO₂-utsläpp), biobränsle (bra på många sätt, men för mig åtminstone mest intressant som fordonsbränsle (rapsolja, sprit).
• Vi kan också låta bli att producera elektricitet i Sverige och köpa från utlandet. Men då skyfflar vi bara över problemen till andra länder.

1351

Nyckelord: växthuseffekten [36]; kärnenergi [19]; energikällor [26]; *miljöpåverkan [14];

1 http://www.jordensvanner.se/2013/veckans-kronika-carl-erik-magnusson
2 http://www.forskning.se/nyheterfakta/teman/karnkraft/tiofragorochsvar/vadarkarnkraft.html

Ursprunglig fråga:
För att värma upp stavarna i ett kärnkraftverk så klyver man atomerna...när man klyver dom så blir dom radioaktiva...varför klyver man inte dom så mycket tills dom inte är radioaktiva?
/Joni L, Forssaklackskolan, Borlänge

Svar:
Det enkla svaret är att det kan man inte påverka. Kärnorna klyvs enligt de regler naturen bestämt.

Titta på nuklidkartan nedan. Stabila kärnor är markerade med mörkrött, och kända kärnor av det grå området. Kärnan som klyvs i ett kärnkraftverk är ²³⁵U. Denna är markerad med en svart punkt uppe till höger i diagrammet. ²³⁵U har ett större överskott av neutroner än vad stabila lättare kärnor har.

Eftersom klyvningsprocessen inte kan "sortera" neutroner och protoner, måste alla klyvningsprodukter hamna på linjen mellan ²³⁵U (egentligen ²³⁶U eftersom det är infångandet av en neutron som orsakar klyvningen) och origo.

Alla kärnor på linjen ligger emellertid nedanför de stabila kärnorna. Kärnor på linjen har ett överskott av neutroner. Detta korrigeras först genom att 2-3 neutroner sänds ut i klyvningsprocessen (dessa kan sedan underhålla kedjereaktionen) och senare genom b^--sönderfall. En del av dessa b^--instabila kärnor har lång halveringstid (många år) och utgör en del av det avfall man får från ett kärnkraftverk. Det bildas även ett antal tunga kärnor (s.k. transuraner och aktinider), och de utgör den mycket långlivade delen (hundratusentals år) av avfallet.

Se vidare frågorna om kärnkraftsavfall.

Nyckelord: kärnkraftsavfall [11]; fission [15];

Ursprunglig fråga:
Jag undrar vad man gör med det radioaktiva avfallet från kärnkraftverken? I vad lagras strålningen för att den inte ska komma ut i naturen?
/Magda K, Alfaskolan, Solna

Svar:
Hej Magda! Vi har svarat en hel del på frågor om vad avfallet består av, se kärnkraftsavfall , men inte mycket vad vi planerar gör med det. Så är beskrivs processen av Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB):

Idag mellanlagras allt använt kärnbränsle i Clab där vatten kyler bränslet och skärmar av strålningen. Eftersom använt kärnbränsle har en förhöjd aktivitet under väldigt lång tid, storleksordningen 100 000 år, måste förvaringen förändras i framtiden.

Därför planerar SKB att bygga ett slutförvar för allt använt kärnbränsle, ett förvar som inte kräver någon övervakning och kontroll av kommande generationer.

Den metod som SKB arbetar efter kallas KBS-3. Den innebär att det använda kärnbränslet ska kapslas in i koppar. Kopparkapslarna ska sedan deponeras i urberget på cirka 500 meters djup, inbäddade i lera (se illustrationen nedan). När deponeringen är klar försluts tunnlar och bergrum.

Man har alltså tre barriärer för att hindra att radioaktivitet kommer ut: kopparkapsel, lera och urberget.

Den mest sannolika placeringen tycks i dag vara i Oskarshamns-trakten (där mellanlagringen Clab finns i dag), men detaljerna i förvaret kan fortfarande ändras - det är inte byggstart förrän 2010 och förvaret beräknas komma i drift 2017.

För mer information om avfall och slutförvaring se Svensk Kärnbränslehantering AB s webbsajt och den mycket informativa sajten för ungdomar under länk 1 med bland annat några bra kortfilmer.

Nyckelord: kärnkraftsavfall [11];

1 http://www.skb.se/templates/SKBUStartPage____9456.aspx

Ursprunglig fråga:
Håller på med ett arbete om strålning (alfa, beta, gamma). Min fråga är: Vilken strålning är på längre sikt den farligaste och varför? Vi blir inte riktigt eniga i vår grupp och behöver er hjälp i frågan.
/Bodil L, Kinna

Svar:
Bodil! Jag kan förstå att ni inte kan enas - det är en svår fråga som beror på vilka aspekter man betraktar.

Det sönderfall som i normalfallet ger upphov till mest skador är utan tvekan alfa-sönderfall av radon . Figuren nedan visar orsaker till cancer (antal fall per år i Sverige). I Sverige dör drygt 20% av cancer. Uppdelningen mellan olika orsaker till cancer är emellertid mycket osäker. Diagrammet kan emellertid användas till att se den inbördes storleksordningen av olika riskfaktorer.

Vi kan se att radon orsakar av storleksordningen 500 dödsfall per år i lungcancer, se Radon#Hälsoproblem . Den viktigaste anledningen till farligheten är att radon är en gas som lätt tar sig in i lungorna. När radonet sedan sönderfaller gör jonisations-spåren som alfa-partiklarna ger stor skada som senare kan ge upphov till cancer.

Om man inte får i sig alfa-strålaren (se fråga 15046 för en beskrivning av vad som händer om man får i sig Po-210), så är en alfa-strålare ganska ofarlig eftersom strålningen stoppas av ett pappersark eller det yttersta hudlagret, se fråga 12842 .

Gammastrålning förekommer framför allt i samband med betastrålning. Gammastrålning har stor genomträngningsförmåga, så man får skydda sig med tjocka väggar eller avstånd (mängden strålning avtar ju som 1/r²). Gamma- och betastrålning förekommer bland annat i kärnkraftsavfall, som naturligtvis kan vara mycket farligt om det inte förvaras säkert.

Se vidare Radon och Ionizing_radiation .

Nyckelord: radon [4]; strålning, faror med [26];

Ursprunglig fråga:
Hej! Kärnkraften fungerar ju genom att värma vatten. Ändå blir uttjänt material för varmt. Varför kan man inte använda kärnmaterial tills dess att det inte ger någon värme längre? Det uttjänta material som nu verkar bli för varmt i Japan borde ju kunna användas en tid till, tills det inte "har mer att ge". Avfallet verkar tas ur drift för tidigt. Varför verkar avfallet tas ur bruk för tidigt??
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Thomas! Ja, det kan tyckas vara slöseri, men det är det inte av två skäl.

1 Om man snabbstoppar en reaktor genom att köra in styrstavarna helt stoppas kärnklyvningen omedelbart, men det utvecklas c:a 7% av maxeffekten i form av radioaktivt sönderfall hos, framför allt, fissionsprodukterna, se Decay_heat#Power_reactors_in_shutdown . Detta är inte tillräckligt för att köra turbinerna på ett effektivt sätt.

2 Den verkliga förlusten blir mycket mindre än 7% dels för att reaktorer normalt inte snabbstoppas utan tas ner långsamt så att en del av sönderfallsenergin tas om hand - de flesta av restprodukterna har halveringstider under ett dygn. Framför allt så körs ju reaktorn åtskilliga månader mellan stoppen, och det är bara de långlivade och sist producerade restprodukterna som inte kommer till användning.

Man skulle kanske kunna använda restenergin för uppvärmning, men eftersom säkerheten är den viktigaste aspekten har man såvitt jag vet inte gjort försök med att utnyttja restvärmet - det skulle helt enkelt inte vara ekonomiskt lönsamt.

När det gäller att experimentera med kärnkraftverk är ju Tjernobyl ett avskräckande exempel. Experimentet som gick snett där hade visserligen bara indirekt att göra med restvärmet. Kylningen av en snabbstoppad reaktor kräver ju pumpar som kräver elektricitet. Om man inte kan få el utifrån, så måste man utnyttja dieselgeneratorer. Det tar emellertid c:a en minut att starta dessa. Man har alltså ett gap på en minut när man inte kan kyla härden. Idén var då att utnyttja rotationsenergin hos turbinerna för att producera reservkraft under en kort stund (reaktorn förutsättes snabbstoppad, så turbinerna snurrar för fullt). Det var när man mitt i natten försökte utföra detta experiment som allt gick förfärligt fel, se Chernobyl_disaster#The_attempted_experiment .

Problemen vi ser i Fukushima efter jordbävningen och tsunamin är just beroende på att resevgeneratorerna förstördes av tsunamin, det gick inte att få ström utifrån och intagen för kylvatten var fulla med bråte. Man kunde alltså inte kyla reaktorhärdana och ännu värre inte en bassäng med relativt nyuttaget kärnbränsle (SFP i nedanstående figur från Wikimedia Commons). Anledningen till att det uttagna kärnbränslet är det största problemet är att det inte är inneslutet lika bra som reaktorhärdarna. Se vidare 2011_Japanese_nuclear_accidents

Nyckelord: Tjernobyl [12]; kärnenergi [19]; kärnkraftsavfall [11]; Fukushima [6];

Svar:
Zandra! Är du inte lite ung för att fundera på sånt här ?

Vad gäller Cs-isotoperna så produceras ¹³⁴Cs mycket lite direkt vid fission/betasönderfall (Eftersom ¹³⁴Xe är stabilt) utan det produceras genom långsam neutronaktivering av den stabila isotopen ¹³³Cs. ¹³⁴Cs finns därför mycket lite av efter ett kärnvapenprov, se Nuclear_fission_product#Fission_products_in_nuclear_weapons .

När det gäller andra isotoper har man typiskt mer långlivade i avfall från kärnkraftverk eftersom de kunnat byggas upp under längre tid.
/Peter E

Nyckelord: kärnvapen [16]; kärnkraftsavfall [11];

Svar:
För det första låt oss inte använda begreppen giftigt eller, ännu värre, smitta när det gäller radioaktivitet. Låt oss använda begreppen skadeverkan hos joniserande strålning och kontaminering av radioaktiva nuklider.

Din fråga är teoretiskt intressant men mycket hypotetisk eftersom det aldrig skulle vara politiskt gångbart att med flit sprida ut kärnavfallet som du antyder. Vad resultatet kan ge är en känsla för hur begränsade utsläpp i havet blandas med hela havsvolymen (som i samband med jordbävningen/tsunamin 2011 vid en reaktor i Fukushima, Japan) och blir helt insignifikanta.

Med hjälp av kalkylatorn under länk 1 kan man beräkna aktiviteten hos avfallet. Om vi har en reaktor med elektrisk effekt 1GW som körts under ett år går det åt 32 ton bränsle och aktiviteten blir som i nedanstående figur. Efter ett år är alltså aktiviteten hos det förbrukade bränslet c:a 3*10¹⁸ Bq.

Låt oss först jämföra detta med aktiviteten hos uranet innan vi laddade reaktorn. Enligt kalkylatorn Uranium Decay är aktiviteten hos 32 ton uran c:a 6*10¹² Bq. Förhållandet mellan aktiviteterna är alltså 0.5*10⁶. Det utbrända kärnbränslet har alltså mycket högre aktivitet än det ursprungliga uranet - man måste späda det i förhållandet 1 till 1/2 miljon för att få samma specifika aktivitet.

Vad blir aktiviteten om vi skulle lösa avfallsproblemet genom att dumpa avfallet i oceanerna? Oceanerna har enligt länk 2 en volym på

1.3*10⁹ km³ = 1.3*10¹⁸ m³

och vi förutsätter (orealistiskt) perfekt blandning.

Aktiviteten skulle då bli

3*10¹⁸/1.3*10¹⁸ m³ = 2.3 Bq/m³

vilket är ett mycket litet värde. Anledningen är förstås att haven innehåller väldigt mycket vatten!

Se vidare Spent_nuclear_fuel . The WISE Uranium Project Calculators innehåller flera mycket användbara kalkylatorer där man endast behöver specificera ett värde och klicka på Calculate.

Kommentar till figuren nedan

Figuren innehåller förutom den röda kurvan (som var den vi ville ha) även t.ex. en blå kurva som avser aktiviteten hos det utarmade uranet som blev över vid anrikningen. Det kan tyckas konstigt att denna vid c:a 10000 år börjar öka. Detta är inget fel utan det kan förklaras med att uran sönderfaller till bly via en lång kedja av sönderfall som har mycket kortare halveringstid än uran (se fråga 13744 ). Det finns alltså fler nuklider som kan sönderfalla upp till några miljarder år då mängden uran börjar minska.

Se även fråga 19974 .

Nyckelord: kärnkraftsavfall [11]; Fukushima [6];

1 http://www.wise-uranium.org/nfca.html
2 http://hypertextbook.com/facts/2001/SyedQadri.shtml

Svar:
Det är omöjligt att svara på frågan utan att specificera vad man menar med farligt. De fyra viktigaste potentiella problemen är

1 Avfallsproblemet, se fråga 1351 .

2 Haveririsken, se fråga 1351 .

3 Risker vid uranbrytning, se Uranium_mining .

4 Risk för kärnvapenspridning, se Nuclear_proliferation .
/Peter E

Nyckelord: kärnenergi [19];

Svar:
Hej Cecilia! Om man ser kärnklyvning generellt kan du även ta med det atmosfäriska kärnvapentesterna som gjordes på 50-60 talen (Nuclear_fallout , Nuclear_weapons_testing ). Kärnvapen kommer in både under miljöpåverkan och under historia. Annars är det klart att du skall ta upp de problem som finns med kärnenergi: olycksrisk och avfallet. Kanske också att det finns idéer hur man skall undvika problemen, se fråga 1351 . Uranbrytning kan också vara en hälsofara för gruvarbetarna, se fråga 18306 .

Sedan måste du balansera problematiseringen genom att även ta upp positiva sidor med kärnenergi, t.ex. att den inte orsakar några koldioxidutsläpp:

Här är tidigare svar du kan botanisera bland:

kärnenergi
kärnkraftsavfall
fission
kärnvapen
/Peter E

Svar:
Sara! Det finns i stort sett tre argument för att spara energi.

1 Energikällor är ändliga (t.o.m. solenergi är det) och kostar pengar att ta fram och omvandla.

2 Energikällor kan ge avfall/restprodukter som kan vara skadliga för miljön (t.ex. koldioxid). Även anläggningarna kan vara miljöförstörande - t.ex. reglering av floder för vattenkraft.

3 Anläggningarna eller framtagande av bränsle kan medföra risker (t.ex. olyckor med kärnkraft eller att man faller ner från taket när man sätter upp solfångare).

Länkarna nedan ger mer information om energikällors fördelar och nackdelar.
/Peter E

Nyckelord: energikällor [26];

1 http://newsroom.vattenfall.se/2009/07/14/fordelar-och-nackdelar-med-olika-kraftslag/
2 http://fera.nu

Ursprunglig fråga:
Det som blir kvar när bränslet i ett kärnkraftverk förbrukats är bland annat det radioaktiva ämnet plutonium, som har en halveringstid på 24 000 år Vad är det som är halverat efter 24 000 år? Varför är det viktigt att veta om kärnavfalls halveringstid?
/Johannes M, Stockholm, Engelbrektskolan

Svar:
²³⁹Pu med halveringstiden 24000 år (länk 1) bildas i reaktorn genom neutroninfångning i ²³⁸U. Det är aktiviteten (sönderfall/sekund) av ²³⁹Pu som halveras. Avfallet innehåller emellertid även andra långlivade nuklider.

Figuren nedan från fråga 17804 visar den totala aktiviteten från kärnavfall (röd kurva) och den uppskattade aktiviteten hos uranet om det varit kvar i marken. Man kan se att efter 100000 år är aktiviteten hos kärnavfallet lika med det obrutna uranet. Detta är alltså en mycket konservativ gräns för hur länge man måste skydda sig från kärnavfallet.

Mer realistiskt kan man läsa av från kurvan att aktiviteten sjunker från 3*10¹⁹ till 3*10¹⁵ dvs en faktor 10000 på 1000 år. Slutsatsen är alltså att en mycket stor del av den totala aktiviteten kommer från mer korttlivade nuklider, mestadels fissionsprodukter.

Nyckelord: kärnkraftsavfall [11];

1 http://nucleardata.nuclear.lu.se/toi/listnuc.asp?sql=&Z=94

Svar:
Det är en mycket omfattande fråga och tanken är nog att det är du som skall fundera. Se befintliga frågor kärnkraftsavfall . Hör av dig om du har ytterligare frågor.
/Peter E

Svar:
Det låter som en uppgift du skall fundera på själv. Börja med att botanisera bland befintliga svar: 18306 , 17784 , 13462 , 1351 , 19974 , 14569 och 988 .
/Peter E

Ursprunglig fråga:
Hej! Är kärnkraft farligt? Jag har precis sett en föreläsning från John Hopkins Applied Physics Laboratory med Bret Kugelmass.

Föreläsaren hävdar att historiskt sett så har aldrig en uran/vattenreaktor skapat mänskliga katastrofer. Det är bara plutonium/grafitmodererade reaktorer som gjort det (Tjernobyl). I princip menar han att Harrisburg och Fukoshima inte fick så allvarliga konsekvenser. Stämmer detta?

Han menar att det är den hårda lagstiftningen som gjort att det blir en katastrof.

Utöver detta menar han att kärnavfall inte är så farligt egentligen. Enligt honom är Iodine-131 den farliga komponenten i avfallet och det blir ofarligt efter 2 månader. Stämmer det?

Han hävdar också att om hela världen använder uran så har vi energi i miljoner av år. Stämmer det?
/Magnus L

Svar:
Nej, generellt sett är användandet av kärnenergi inte farligt. Låt oss titta på de tre allvarligaste incidenterna du nämner:

Three Mile Island

Three Mile Island (TMI) är ett sedan september 2019 nedlagt kärnkraftverk, som ligger vid Susquehannafloden i Londonderry Township, Dauphin County, Pennsylvania i USA. Anläggningens första reaktor togs i drift 1974 och stängdes i september 2019. Reaktor nummer 2 som startades 1978 totalförstördes 1979 i en härdsmälta, i folkmun kallad Harrisburgolyckan. (Three_Mile_Island )

Reaktorn totalförstördes (härdsmälta) men reaktorinneslutningen höll och mycket lite radioaktivitet kom ut i omgivningen. I dag ser många denna olycka som en demonstration av att vår konstruktion av kärnkraftverk är mycket säker.

Se Three Mile Island

Tjernobyl

Tjernobylkatastrofen var en mycket allvarlig reaktorolycka i kärnkraftverket i Tjernobyl norr om Kiev i Ukraina (som då var en Sovjetrepublik). Olyckan inträffade natten till lördagen den 26 april 1986 klockan 01.23.45,[1] (lokal tid) när reaktor fyra i utkanten av staden Prypjat förstördes genom en explosion och ett moln med radioaktiva partiklar spreds med vindarna över stora delar av Europa. (Tjernobylkatastrofen )

Den värsta kärnkraftsolyckan vi haft. Man fick en vätgasexplosion, med det var att moderatorn var brännbar (grafit) och avsaknaden av en stadig reaktorinneslutning som gjorde att utsläppen av radioaktivitet blev så stora.

Se Tjernobyl

Fukushima

Fukushima-olyckan avser en serie haverier och utsläpp av radionuklider vid kärnkraftverket Fukushima I som följde jordbävningen vid Tohoku den 11 mars 2011.

Tre av verkets sex block var vid tillfället i drift och snabbstoppades, då jordbävningen slog ut det yttre elnätet. Den tsunami, som följde 56 minuter efter jordbävningen, slog ut de reservgeneratorer som användes för reaktorernas kylning. Endast batterikraft återstod då och ungefär 50 minuter senare upphörde nödkylsystemet att fungera i block 1 och 2 och efter ytterligare 1,5 dygn även i block 3. Därefter saknade såväl härdar som bränslebassänger kylning, vilket ledde till partiella härdsmältor med vätgasexplosioner och utsläpp av radioaktiva ämnen som följd. (Fukushima-olyckan )

De tre havererade blocken var av typen lättvattenkylda kokarreaktorer med anrikat uran som bränsle (se Fukushima_Daiichi_nuclear_disaster#Plant_description .

Se Fukushima

Fjärde generationens reaktor

Fjärde generationens reaktor (Gen IV) är en benämning för sex olika typer av kärnreaktordesign, som valts ut som särskilt lovande för framtida reaktorer. De är för närvarande föremål för intensiv forskning. Reaktorerna avses användas i kärnkraftverk för att som i dag främst ta tillvara elektrisk energi från kärnbränslen. (Fjärde generationens reaktor )

Nu till dina frågor.

Harrisburg var en fullständig härdsmälta men mycket lite radioaktivitet slapp ut, så olyckan hade liten påverkan på människor, undantaget en möjlig rädsla för utsläpp. Om man så vill kan man säga att haveriet visade att de vanliga vattenkylda reaktorerna är mycket säkra (undantaget ekonomiska konsekvenser).

Tjernobyl är en helt annan typ av reaktor som saknade inneslutning. Trots de allvarliga konsekvenserna (flera akut döda, sena cancerfall, ett stort område evakuerat) kan vi räkna bort denna (enligt Kugelmass definition) eftersom reaktortypen inte existerar utanför det gamla Sovjet-blocket.

Fukushima är en standardreaktor i västvärlden. Att inte klassa haveriets konsekvenser (Fukushima_Daiichi_nuclear_disaster#Aftermath ) som allvarliga är både oärligt och korkat! Nej, ingen människa dog av akuta strålskador, men sena cancerfall och skador pga evakuering kan inte försummas.

Hur lagstiftningen skulle orsaka katastrofer begriper jag inte, det måste nog utvecklas.

Jod-131 har visserligen kort halveringstid (8 dagar), men även cesium-137 (med halveringstid 30 år) är skadligt.

Vanliga reaktorer använder 0.7% av uranet i bränslet (uran-235). Det finns reaktorer som använder allt uran och som även kan köras med t.ex. thorium. Genom att använda dessa extra isotoper som bränsle är tillgången på bränsle i praktiken obegränsad.

Bret Kugelmass är en professionell kärnenergi-lobbyist, men min åsikt är att uttalanden som ovan med hårdvinklade påståenden är snarast negativa för kärnenergins framtid. Om vi vill stoppa ökningen av CO₂ (global uppvärmning, växthuseffekten) är sol och vind basresurser, men kärnenergi behövs som ett komplement. Men då måste man ta säkerhetsfrågorna mycket mer på allvar genom att designa "idiotsäkra" reaktorer, se Fjärde generationens reaktor ovan.

Länk 1 innehåller en intervju av Kugelmass. Länk 2 är en sammanfattning på svenska om fjärde generationens reaktorer.
/Peter E

Nyckelord: Tjernobyl [12]; Fukushima [6]; Three Mile Island [3]; kärnenergi [19]; växthuseffekten [36];

1 https://medium.com/@SustainabilityExplored/nuclear-an-old-new-solution-interview-with-bret-kugelmass-f1f09cc179b6
2 https://energiforsk.se/media/27042/broschyr-fjarde-generationens-karnkraft.pdf

Skriv de ord du vill söka på i sökfältet ovan och klicka på sökknappen. Uteslut ord genom att sätta - (minus) före ordet. Ordgrupper definieras med hjälp av "...". Sökningar är oberoende av stora och små bokstäver.

Exempel:

helium "kalle anka"

Sök på 'helium' och ordgruppen 'kalle anka'

orgelpipa

Sök på 'orgelpipa'

orgel -gitarr

Sök på 'orgel' men inte 'gitarr'