Atomkraft

 

Et kjernekraftverk er i likhet med olje og kullfyrt kraftverk, et varmekraftverk. I et vannkraftverk blir energien i rennende vann utnyttet, mens varmekraftverkene er drivstoffet enten fossilt brensel eller kjerneenergi (uran). Energi frigjøres når urankjerner spaltes.

Brenslet varmer opp vann slik at en får damp. Dampen driver en turbin som driver en strømgenerator.

Dette er i prinsippet det samme som i vannkraftverk. Når dampen har passert turbinen, kondenseres den til vann og går tilbake til systemet. Vann sirkulerer som i naturen, der er sola energikilden. For at dampen skal avkjøles, må en fjerne energi fra den. Til dette brukes det kjølevann. Kjølevannet blir varmet opp igjen, vanligvis i et avfallsprodukt fra et varmekraftverk.

Hvordan kjerneenergi blir frigjort

Et atom består av en kjerne med elektroner i bane rundt kjernen. I kjernen finner man protoner og nøytroner. Protoner er positiv ladet, mens nøytronene er nøytrale. Det skal mye til for å få delt en atomkjerne. Atom kommer fra gresk og betyr udelig. Lenge trodde en at atomet ikke kunne deles.

Det som skiller de ulike stoffene fra hverandre, er hovedsakelig antallet protoner og nøytroner i en atomkjerne har, skriver vi et tall i forbindelse med navnet. Uran-238, har for eksempel 238 partikler i kjernen. Uran-235 er lik uran 238, men den har 235 partikler i kjernen. U-238 kan en ikke spalte, det er U-235 som spaltes i en kjernereaktor. I naturlig uran er det ca. 0.7% U.235. Før naturlig uran kan brukes som brensel, må det anrikes, det vil si at en må sørge for at det blir mer U2-35 i det.

Kjernespalting

Når en uran-235 kjerne treffes av, og tar opp i seg et nøytron, blir kjernen ustabil og den vil dele seg i to nye nesten like tunge atomkjerner. En kaller denne prosessen fisjon. De nye atomkjernene kalles fisjonsprodukter. Ved fisjon frigjøres 2-3 nøytroner og energi.

Når et nøytron treffes av en uran-235 kjerne, vil en få plytonium-239. Denne atomkjernen kan spaltes.

Det meste av energien som frigjøres ved en kjernespalting, finner en igjen som bevegelsesenergi hos spaltingsproduktene. Når spaltingsproduktene kolliderer med andre atomer i brenslet, vil det føre til at en får høyere temperatur i brenslet. Og når et legeme får høyere temperatur enn andre ting det er i kontakt med, vil det transporteres energi fra det legemet som har høy temperatur til det med lav temperatur, inntil de har fått samme temperatur. Når en har fisjonsprosess i gang, vil det føre til at brenslet stadig får tilført energi og derved får høyere temperatur.

Et stort kjernekraftverk på eksempelvis 1000 millioner watt innholder 70-80 tonn uran i reaktoren. Et slik kraftverk kan produsere

billioner wattimer elektrisk energi per år. Spalting av 1 g uran-235 tilsvarer ca. 8000 KWh. Års-forbruket av U-235 blir ca 750 kg som tilsvarer 25 tonn uranmalm (med ca. 3% U-235).

 

Reaktorkjerne inneholder

I en reaktorkjerne som inneholder 70-80 tonn uran, må mellom 35-75% av brenslet skiftes ut hvert år. Dersom en skulle ha produsert tilsvarende elektrisitet fra et olje- eller kullfyrt varmekraftverk, ville en ha brukt 1.5 millioner tonn olje eller ca. 2 millioner tonn kull. Det vil si at 1 kg uranbrensel tilsvarer 50-60 tonn olje eller 80-90 tonn kull i brennverdi.

Kjernekraft som fornybar energi

Hans Blix, mest kjent som leder av FNs våpeninspektører i Irak og tidligere Svensk utenriksminister, mente industrien i Norge burde satse på kjernekraft.

Jeg synes at satsing på kjernekraft og spesielt på THORIUM bør overveies, og jeg applauderer uttalelsen til den Norske fysikkprofessoren og kjernekrafteksperten Jon Samseth, som sier at det bare er et spørsmål om tid før Norge får en omfattende kjernekraftproduksjon. Norge, som andre land, bør overveie hvordan de skal løse sine energibehov i fremtiden. Dessuten tror jeg ikke at drivhuseffekten kan reduseres uten bruk av kjernekraft, sa Hans Blix i sin tid.

”Fordelen med thorium er at det inneholder lite uran, bare 10-15 prosent. Det resulterer i hele 80 % mindre plutonium enn ved bruk av vanlig uran. Derfor er det nesten umulig å utnytt avfallet fra thorium til våpenproduksjon”

Arbeider for sikkerhet

Hans Blix arbeider som konsulent i det amerikanske selskapet Thorium Power. Utfordringene generelt er avfallshåndtering og sikkerhet i forhold til terrorisme.

Samarbeider med Russerne.

Thorium Power innledet i april 2007 et samarbeide med det Russiske, statseide selskapet Red Star. Ifølge Blix har det amerikanske selskapet i lengre tid samarbeidet med Russiske forskningsinstitusjoner om anvendelse av thorium. Thorium kan benyttes som brensel i konvensjonelle kjernekraft, eller en gang i fremtiden i en akseleratorbasert reaktor

Noen spesielle sider ved atomenergi

Atomkraftverk bruker uran som drivstoff fordi uranatomer er ganske lette å dele. Drivstoffet og avfallsproduktene er radioaktive. De gir fra seg en form for energi som kalles radioaktiv stråling. Den kan være farlig for alt levende. Kjernekraftverk må bli bygd svært sikre for å hindre at strålingen lekker ut. Det radioaktive avfallet må lagres på et sikkert sted, borte fra folk og dyr. Radioaktiviteten varer i mange århundrer. Det er vanskelig/umulig å finne lagringsplasser som er sikre over så lang tid.

 

Fordeler med atomenergi

På grunn av den store mengden energi som blir frigjort i en fisjonsreaksjon, trengs det lite råmateriale for å lage mye energi.

Uran er relativt billig og finnes i store deler av verden.

Atomenergi slipper ikke ut CO2, sur nedbør eller andre luftforurensende kjemikalier.

Ulemper med atomenergi

Atomenergi danner radioaktivt avfall.

Atomkraftverk er dyre å bygge.

Uran er en ikke-fornybar ressurs

Fusjonsreaksjonen kan ennå ikke brukes til energi produksjon.

Siste nytt om kjernekraft i Norge:

En delegasjon fra USAs tilsynsmyndigheter for kjernekraft, US Nuclear Regulatory Commission, var nylig hos Institutt for Energiteknikk, IFE, for å lære å styre kjernekraftverk. Teknologien her i Norge er fremst i verden, sier Mark S. Miller, som er sjef for opplæring og støtte i USNRC

Man-maskinlaboratoriet i Halden ved IFEMTO – Man Teknologi Organisasjon ved reaktoren i Halden, er blant verdens fremste når det gjelder å utvikle nye brukergrensesnitt mellom mennesker og maskin eller prosess. Det er først og fremst olje- og gassindustrien samt kjernekraftindustrien som bruker systemene som utvikles forteller utviklingslederen for forskningsvirksomheten IFEMTO

 

Kilder:

  • Min egen bakgrunn
  • Nasjonal og Internasjonal viten

 

Se linker til: