Så fungerar kärnkraft

I ett kärnkraftverk utvinns energi genom klyvning av atomkärnor. Processen kallas fission, och värmer vatten så att ånga bildas. Ångan driver en turbin som i sin tur driver en generator som producerar el.

Det finns flera olika typer av kärnreaktorer, men vanligast är tryckvattenreaktorer och kokvattenreaktorer.

Kärnfissionen sker i reaktorhärden. Under processen klyvs uranatomkärnor med hjälp av neutroner som kolliderar med atomerna. När en atomkärna klyvs skickar den ut nya neutroner som kan klyva nya atomkärnor, och så skapas en kedjereaktion. Som bränsle i kärnkraftverk används vanligtvis uran-235, en särskild isotop av grundämnet uran. För att kontrollera processen används olika typer av styrstavar för att absorbera de neutroner som frigörs, så att fissionstakten sänks eller så att fissionen avbryts helt.

Tryckvattenreaktor

Reaktorn innehåller vatten och uran. När uranatomerna delas värms vattnet upp till 325 °C. Det höga trycket inne i reaktorn regleras av ett tryckkärl och hindrar vattnet från att koka.
Det varma vattnet från reaktorn överförs till ånggeneratorn. Ånga bildas, eftersom trycket här är lägre. Trycket från ångan gör att turbinbladen roterar. Turbinen driver en generator som genererar elektricitet. Ångan leds sedan till en kondensor som består av många små rör. Havsvatten pumpas igenom rören och när ångan möter de kalla rören kondenserar den och blir till vatten igen. Havsvattnet pumpas tillbaka till havet igen och är då i genomsnitt 10 °C varmare än när det gick in i kondensorn.
Vattnet pumpas tillbaka från ånggeneratorn in i reaktorn för att sedan värmas upp på nytt. Vattnet i reaktorn cirkulerar alltså i ett slutet kretslopp så varken ånggeneratorns vatten eller det kylande havsvattnet kommer i kontakt med vattnet i reaktorn.

Höga strålningsdoser

Under fissionsprocessen skapas extremt höga doser av farlig strålning. För att förhindra att denna strålning släpps ut är reaktorhärden innesluten i flera av varandra oberoende barriärer. Bränslet, i form av små kutsar, packas inuti förseglade rör i zirkaloy – så kallade bränslestavar. Dessa bränslestavar placeras i ett reaktorkärl av 15 till 20 centimeter tjockt stål, och reaktorkärlet placeras i en särskild byggnad, inneslutningen, som byggts av metertjock betong och ogenomtränglig metall. Inneslutningen är konstruerad för att vara helt läckagesäker även vid allvarliga olyckor.

Flera säkerhetssystem

Utanför inneslutningen finns en reaktorbyggnad med den utrustning som behövs för att driva kärnkraftverket. I många fall fungerar även själva reaktorbyggnaden som ytterligare en barriär mot utsläpp av radioaktiv strålning. Det finns flera säkerhetssystem som upprätthåller säkerheten om fel uppstår i ett eller flera system.

Fyra säkerhetsbarriärer

Säkerhetsbarriärerna förhindrar läckage av radioaktivt material från anläggningen i händelse av olycka eller terrorattentat. Bränslet, i form av små pellets, packas inuti slutna rör av zirkonium eller rostfritt stål, vilket bildar bränslestavar. Bränslestavarna placeras i reaktortanken, bestående av 15 till 20 centimeter tjockt stål. Reaktortanken omges av reaktorinneslutningen som är konstruerad av metertjock betong med ingjuten, gastät stålplåt. På utsidan av inneslutningen finns reaktorbyggnaden, som fungerar som ytterligare en barriär mot läckage av radioaktivitet.

Senast uppdaterad: 2013-10-16 14:13