Hur fungerar ett kärnkraftverk?

I Sverige kommer många ihåg de heta diskussionerna under 1970-talet som handlade om kärnkraftverk. Många var oroliga för vad som skulle kunna hända om det uppstod en olycka och motsatte sig helt och hållet att Sverige skulle använda sig av kärnkraftverk. Dessutom bidrog katastroferna i Tjernobyl i Ukraina och Fukushima i Japan till att spä på kritiken. Trots att kritiken stundtals var massiv blev kärnkraftverk infört som en viktig komponent i den svenska elförsörjningen.

Eftersom kärnkraftverk på många sätt är en pålitlig energikälla om säkerheten hålls intakt menar många experter att den än idag är konkurrenskraftig. Fördelen med kärnkraftverk är att den fungerar oberoende väder. Till skillnad från vindkraft som endast genererar energi när vinden blåser. Dessutom bidrar inte kärnkraft till några miljöutsläpp, olikt olja och kol.

Men eftersom radioaktivt uran är en förutsättning för att kärnkraft ska fungera blir det intressant att veta mer. Därför ska vi besvara frågan: hur fungerar ett kärnkraftverk?

Vad är ett kärnkraftverk?

Ett kärnkraftverk är i grund och botten en anläggning för produktion av elektricitet, som en av de viktigaste energikällorna i världen. Kärnkraftverket fungerar med hjälp av en reaktor. Beroende på vilken reaktor det är fungerar de på olika sätt. I svenska kärnkraftverk är det framförallt två sorters reaktorer som i dagsläget är i bruk, kokvattenreaktorer och tryckvattenreaktorer.

Väldigt förenklat kan ett kärnkraftverk upprätthålla drivkraften med hjälp av kokande vatten och ånga. Det är ångan som driver en turbin, som i sin tur innehåller en generator som bidrar till att omvandla rörelseenergi till elektricitet. Genom framställningen av energi kan industrier och hushåll därefter använda energin.

Processen med kärnenergi är ändå lite mer komplicerad eftersom det radioaktiva ämnet uran används i framställningen av elektricitet.

Hur fungerar ett kärnkraftverk i verkligheten?

En grundläggande förutsättning för ett fungerande kärnkraftverk är alltså bränslet uran. Uranbränsle är tillverkat av uranmalm som finns i Sverige. Eftersom uran inte är en ändlig resurs är det inte heller en förnybar källa.

När uranbränslet blir transformerat till energi i kärnkraftverket går det till genom så kallad klyvning. Det är uranatomer, de minsta enheterna av uranet, som blir splittrade och frigjorda. Resultatet är att enorma energimängder bidrar till att värma upp vatten som finns i kärnkraftverken.

Uranatomer, neutroner och styrstavar

Då uranatomerna blir splittrade blir även neutroner, som är en beståndsdel av atomerna, också frigjorda. På så sätt uppstår en kedjereaktion där både uranatomer och neutroner blir frisätts. Under den här frigöringsprocessen är det viktigt att atomer och neutroner blir styrda. Därför är styrstavar fundamentalt för att optimera klyvningen.

Det handlar nästan uteslutande om att styra hastigheten på klyvningen och förhindra att klyvningen går för snabbt. Om klyvningen går för snabbt kan det lätt uppstå härdsmälta vilket förenklat innebär överhettning.

Den sista delen handlar om att radioaktivt avfall blir omhändertaget varsamt och med största möjliga säkerhetsåtgärder. Slutligen måste avfallet bli förvarat på en säker plats som inte sällan brukar det vara i särskilda förvaringsboxar. Därefter blir förvaringsboxarna placerade långt ner i marken eller på en plats som är omgiven av rigorösa säkerhetsanordningar.