Kjernekraft
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Nøyaktighet: Denne artikkelens faglige presisjon er omstridt, og den kan inneholde faktafeil. Se diskusjonssiden for detaljer.
Kjernekraft (også kalt atomkraft) er energi hentet fra en kontrollert kjedereaksjon i spaltbare grunnstoff. Energien hentes ut som varmeenergi og benyttes direkte til oppvarming eller til drift av en turbin som produserer strøm eller sørger for fremdrift, for eksempel av en båt.
Innhold |
[rediger] Historie
[rediger] Opprinnelse
De første vellykkede forsøk med nukleær fisjon ble utført i 1938 i Berlin av de tyske fysikerne Otto Hahn, Lise Meitner og Fritz Strassman.
Under andre verdenskrig gikk en rekke land i gang med intensive forskningsprogrammer for å utvikle kjernekraftteknologi, hvor man først fokuserte på å utvikle kjernekraftverk-reaktorer. Den første selvforsynte kjernereaksjon ble utført 2. desember 1942 under Enrico Fermis ledelse, og reaktorer basert på denne forskningen ble brukt for å produsere det nødvendige plutonium for "Fat Man"-bomben som ble sluppet over Hiroshima og Nagasaki mot slutten av krigen. Elektrisitet fra kjernekraft ble produsert første gang av en kjernekraftreaktor 20. desember 1951 ved EBR-I-stasjonen i nærheten av Arco i Idaho i USA, som opprinnelig produserte omkring 100 kW.
I desember 1953 holdt president Dwight Eisenhower en tale, "Atoms for Peace", hvor han annonserte betydelig amerikansk satsning på internasjonal utvikling av kjernekraft.
[rediger] Funksjon
Et kjernekraftverk virker på samme måte som en dampmaskin. Vann blir pumpet inn i reaktoren, og begynner å koke av varmeenergien fra varmeveksleren. Varmen dannes fra fisjoneringen av uranet. Det dannes et stort trykk som presser damp opp gjennom et rør som fører til turbinene. Turbinene driver en generator som genererer strøm. Dampen føres så til et kjøletårn der den kondenserer og blir til flytende væske igjen. Deretter blir det pumpet opp i reaktoren og prosessen gjentas. Prinsippet er det samme som i et kull-, gass- og oljekraftverk, og det er bare forbrenningsmetodene som skiller.
[rediger] Reaktoren
Reaktoren i et kjernekraftverk består av fire hoveddeler: reaktortanken, brenselsstavene, kontrollstavene og kjølemiddel.
Fisjonsprosessen foregår i brenselsstavene der nøytroner frigjøres, treffer urankjernene og deler dem. Dette frigjør tre nye nøytroner som starter prosessen på nytt. Kontrollstavene kontrollerer hvor mange urankjerner som blir spaltet ved å stoppe nøytronene før de treffer. Kontrollstavene består av hafnium, bor eller kadmium. Når uran fisjonerer, frigjøres varme. Den frigjorte varmen varmer opp kjølemiddelet til damp som føres videre til turbinen. Vann, tungtvann eller helium blir ofte benyttet som kjølemiddel.
[rediger] Eksplosjonsfare
Et kjernekraftverk kan ikke sprenge som en atombombe fordi det ikke er stor nok konsentrasjon av uran i reaktoren. Kontrollstavene sørger for at spaltingen er under kontroll, og det er 2-3 % U-235 i reaktoren. Dette er relativt lite, siden det i en atombombe er 90 % konsentrasjon av stoffet. Krav til vedlikehold av reaktorene og kraftverket er normalt sett veldig strengt.
[rediger] Fordeler og ulemper
Fordelene med å bruke kjernekraft som energikilde er at det er effektiv. Et menneske bruker, i løpet av ett helt liv, en relativt liten mengde uran som tilsvarer størrelsen på en tennisball. kjernekraftverk forurense ikke miljøet på en direkte måte. Det eneste utslippet som kommer fra et slikt anlegg under produksjon, er vanndamp. Derimot sitter man igjen med et veldig miljøfarlig, radioaktivt biprodukt som må deponeres. Det kalles tungtvann, og krever streng spesialbehandling. Ettersom et kraftverk av denne typen utnytter energi på en så effektiv måte, er det billig i drift. Det krever ikke store resurser å få tak i råstoffet, slik som i foreksempel gasskraftverk som krever store mengder utvinnet gass. Varmevekslerne i et kjernekraftverk får omgjort rundtregnet 1/3 av energien over til elektrisitet. Den resterende varme-energien går i retur, og kalles spillvarme. Slikt vann kan utnyttes til å varme opp gater og hus vinterstid.
Kjernekraftverk er omstridt, og møter motstand blant folk i enkelte deler av verden. Land som Norge har ikke tatt i bruk teknologien til å utvinne elektrisk energi, fordi det blir sett på som for risikabelt. Om noe går galt i et fisjinsverk av denne typen, kan det ramme nærområdet kraftig. Et anlegg som blir ustabilt er også vanskelig å kontrollere og om prosessen løper løpsk er det svært lite mer man kan gjøre. Radioaktivitet skader mennesker, dyr og planter, og kan gjøre store områder ubeboelige i lang tid. Radioaktive stoffer tar lang tid for naturen å bryte ned. En ulykke som har skremte verden, fant sted i Tsjernobyl i 1986. Vær og vind brakte radioaktivitet langt fra ulykkesområdet, og den radioaktive strålingen kunne måles så langt nord som i Finnmark. Selv den dag i dag blir det født misdannede barn i Tsjernobyl og omland, men selv om tsjernobylulykken viste hvor farlig kjernekraftverk kan være, så er det svært sjeldent det skjer ulykker på slike verk. I i-land er det strenge regler og god sikkerhetskontroll rundt slike anlegg. Kjernekraft har dermed to klare ulemper, henholdsvis avfall og enorme konsekvenser ved ulykker.
[rediger] Begrenset ressurs
Kjernekraft er ikke en fornybar energikilde. Når en urankjerne splittes, blir uranet omdannet til barium og krypton som er ubrukelige stoffer for energiutvinning. Derfor går en liten mengde uran tapt hver gang det fisjoneres, og det finnes en begrenset mengde uran på jorda, som med alle andre stoffer. Det er vanskelig å kalkulere hvor lenge uranen vil holde, men ettersom kraftverkene krever små mengder for å produserer store mengder elektrisitet, vil det gå lang tid før man går tom.
[rediger] Utbredelse
USA og Frankrike er størst på atomkraft i verden, med henholdsvis 20 % og 75 % av totalt energiforbruk dekket av kjernekraft. Det er en betydelig energikilde på verdensbasis, og 17 % av all elektrisk energi kommer fra kjernekraftverk. Det eksisterer i dag 441 kjernekraftverk fordelt på 31 forkjellige land, på verdensbasis.
Denne fysikkrelaterte artikkelen er dessverre veldig kort. Om du vet mer om temaet kan du hjelpe Wikipedia ved å utvide den.
