Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

6 frågor/svar hittade

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [21314]

Fråga:
Är kärnkraft farligt?
/Veckans fråga

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

*

Energi, Materiens innersta-Atomer-Kärnor [18788]

Fråga:
Hej! Jag undrar hur man gör med radioaktivt avfall efter till exempel Tjenobyl och Fukushima. Man måste ju förvara det någonstanns men vart och hur? Kan man på något sätt skynda på halveringstiden hos ett radioaktivt ämne? Kan det vara dåligt för omgivningen om man förvarar radioaktivt avfall någonstanns och i sådan fall exakt varför (på atomnivå)?
/A C

Svar:
Nej, man kan inte påverka halveringstiden för en radioaktiv isotop. Man kan transmutera radioaktiva ämnen med partiklar från acceleratorer och erhålla ämnen som har en kortare livslängd eller är stabila. I praktiken är detta inte möjligt, även om man i framtiden kanske kan ta fram transmutationsanläggningar, se fråga 1351 .

Olyckorna i Tjernobyl (se Chernobyl_disaster ) och Fukushima (se Fukushima_Daiichi_nuclear_disaster ) är olika på flera sätt. Framför allt var Tjernobyl ganska länge sedan och Fukushima relativt nyligen.

Vad gäller Tjernobyl kommer man inte att ta bort det radioaktiva avfallet. Man har utrymt ett ganska stort område och koncenterar sig på att avfallet inte kommer därifrån. Så länge avfallet inte kommer ut från det avspärrade området gör det ingen skada. Man har täckt reaktor 4 (som havererade) med en "sarkofag", och man håller på att bygga en till utanpå den befintliga. Se vidare Chernobyl_disaster#Radioactive_waste_management .

För Fukushima har man inte fullständigt utvärderat konsekvenserna och bestämt vad man skall vidta för åtgärder. Ägarna till reaktorerna har emellertid börjat arbetet och den japanska regeringen har planer att flytta enorma mängder jord i ett projekt som tar 40 år och kostar 13 miljarder dollar. Se vidare Fukushima_disaster_cleanup .
/Peter E

Nyckelord: Tjernobyl [12]; Fukushima [6];

*

Energi [17840]

Fråga:
Vad hände i kärnkraftsolyckan i Japan? Skulle gärna vilja veta ganska "exakt" vad som gick snett i reaktorn osv. Vilken del gick sönder? Varför kunde man inte stoppa reaktionen? Hur mycket radioaktivitet läckte ut? Hur många reaktorer blev skadade? Begicks några misstag?

Hur många har dött eller skadats och hur har det påverkat japanerna och omvärlden? Lider Japan nu av bristande elförsörjning eller importerar de från andra, vilka blir konsekvenserna för elpriset?

Håller på med ett skolarbete och är mycket tacksam för svar, då det är svårt att hitta någon information på nätet.
/Louise L, Kunskapsskolan, Lund

Svar:
Louise! Det är alldeles för tidigt att dra några slutsatser av olyckan i Fukushima. Det kommer att ta flera år innan man har en säker bild av vad som hände och varför. Det finns massor av preliminär information om Fukushima på webben. Wikipedia uppdateras dagligen, se Fukushima_I_nuclear_accidents .

Se även frågorna 17804 , 17784 och 17769 .
/Peter E

Nyckelord: Fukushima [6];

*

Energi [17804]

Fråga:
Hej! Hur giftigt är avfallet från ett kärnkraftverk jämfört med de ämnen som är "input", dvs bränslet (uran oftast)? Om avfallet späddes ut till den koncentration som råder där uranet bryts, skulle det, avfallet, vara giftigare än materialet som togs upp ur gruvan?
/Thomas Å, Knivsta

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 .



/Peter E

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

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

*

Energi [17784]

Fråga:
Varför måste en avstängd reaktor kylas?
/Veckans fråga

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



/Peter E

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

*

Energi [17769]

Fråga:
Hur bildas vätgasen vid Olyckan i Japan. Det är ju bara vatten som kommer in i de heta områdena i kärnreaktorerna.Vad som händer är väl inte elektrolys för det finns ju ingen el.
/Ulrik J, Fasta gymnasium, Farsta

Svar:
Ulrik! Nej du har rätt i att det inte är elektrolys.

Vid hög temperatur (över 800oC), som man kan få om inte reaktorhärden kyls ordentligt, blir det en reaktion mellan zirkonium (höljet till bränslestavar och bränslekutsar består till en stor del av zirkonium) och vatten. I denna reaktion frigörs vätgas. (Detta liknar det klassiska kemiförsöket att lägga en zinkbit i saltsyra: det bubblar vätgas.) När koncentrationen av väte i luften blir tillräckligt stor kan man få en explosiv reaktion med luftens syre (knallgas). Det är dessa exposioner vi sett i flera av de drabbade verken i Japan.

Nedanstående video visar vätgasexplosionen i reaktor 1 i Fukushima. Lägg märke till den kupolformade tryckvågen c:a 10 och 20 sekunder in i videon. Man kan se tryckvågen eftersom luftens densitet varierar och ljus kan brytas/reflekteras i gränsskikten (samma effekt som hägringar).

Låt oss sätta in denna olycka i sammanhanget av de tidigare två riktigt stora händelserna.

Three Mile Island (1979): 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.

Tjernobyl (1986): Den värsta kärnkraftsolyckan vi haft. Även här fick man 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.

Fukushima: Vi får avvakta och se vad som händer: än så länge är rapporterna ganska förvirrade.

Länk 1 är en ganska tillförlitlig FAQ om kärnkraftolyckan.
/Peter E

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

1 http://chucktill.blogspot.com/2011/03/nuclear-reactor-faqs.html

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7594 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2021-09-15 17:05:57.

 

***


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.