Kernekraft | kontrolleret brug af kerneenergi
Kernekraft er kontrolleret anvendelse af kerneenergi. Kerneenergi kan frigøres ved hjælp af atomreaktioner i en maskine, der kaldes en atomreaktor. Denne energi koger vand til en dampmaskine og producerer elektricitet, som derefter kan bruges til at drive maskiner og hjem. I 2007 kom 14 % af verdens elektricitet fra kernekraft. Kernekraftværker producerer også radioaktivt affald, som kan være skadeligt, hvis det ikke opbevares korrekt.
Man har også siden midten af det 20. århundrede studeret at bruge fusionskraft, som producerer meget mere energi og ikke producerer radioaktivt affald. Der findes endnu ikke nogen fusionsreaktorer, og de er stadig under udvikling.
Cattenom-kraftværket uden for Metz er det største atomkraftværk i Frankrig fra 2011. På fugtige dage kondenserer en stor del af vanddampen.
Historie
Enrico Fermi fremstillede den første atomreaktor i 1941. Der blev bygget mange reaktorer i USA under Anden Verdenskrig under Manhattan-projektet. I 1954 startede det første atomkraftværk i Obninsk nær Moskva. De fleste atomkraftværker i USA blev bygget i 1960'erne og 1970'erne. Atomreaktorer driver også nogle store militærskibe og ubåde.
Energiproduktion
Atomreaktorer anvender en proces kaldet atomspaltning, som bruger atomer som uran eller plutonium (især isotopen uran 235) og splitter dem med partikler kaldet neutroner. Herved omdannes en del af massen til energi i henhold til Einsteins ligning E=mc2. De spaltbare grundstoffer anbringes i stænger, der kaldes "brændselsstave". Brændselsstavene er nedsænket i vand, og den energi, der frigives ved spaltningsreaktionen, opvarmer vandet, som bliver til damp.
Dampen driver derefter en turbine, som genererer elektricitet. Dampen kondenseres derefter i store køletårne, hvorefter den bliver til vand igen og sendes ind i reaktoren igen.
Reaktionen kan styres ved at sætte "kontrolstave" ind mellem brændselsstavene. Kontrolstavene er normalt lavet af bor, som absorberer neutroner og stopper reaktionen.
En nuklear nedsmeltning kan ske, når reaktionen ikke er kontrolleret og begynder at generere farlige radioaktive gasser (som f.eks. krypton). I modsætning til hvad mange tror, kan atomreaktorer ikke eksplodere som en atombombe, men det er en fare, når radioaktive stoffer slipper ud.
Ulykker
Der er sket nogle alvorlige atomulykker. Der blev udarbejdet en skala til at måle, hvor farlige ulykker er. Den kaldes den internationale skala for nukleare hændelser. Skalaen har 8 niveauer (0-7), og 7 er det værste niveau.
- Tjernobyl-katastrofen, der fandt sted i 1986; klassificeret på niveau 7.
- Fukushima atomkatastrofen skete i 2011 som følge af et jordskælv, niveau 7.
- Mayak-ulykken; skete i 1957. Mængden af frigivet stråling og den generelle fare var større end i Tjernobyl. Det berørte område var dog mindre. Af disse grunde er ulykken kun klassificeret som niveau 6.
- Windscale-branden i 1957 og ulykken på Three Mile Island i 1979 på niveau 5.
- Tokaimura-atomulykke på niveau 4
Blandt atomdrevne ubåde er ulykkerne med den sovjetiske ubåd K-19 reaktorulykke (1961), den sovjetiske ubåd K-27 reaktorulykke (1968) og den sovjetiske ubåd K-431 reaktorulykke (1985).
Under nødsituationen på Fukushima Daiichi-kernekraftværket i Japan i 2011 blev tre atomreaktorer beskadiget af eksplosioner.
Økonomi
Økonomien i kernekraft er udfordrende, og efter Fukushima-atomkatastrofen i 2011 vil omkostningerne sandsynligvis stige for nuværende og nye kernekraftværker på grund af øgede krav til håndtering af brugt brændsel på stedet og forhøjede trusler i forbindelse med designgrundlaget.
Debatter
Der er en debat om brugen af atomkraft. Tilhængerne, såsom World Nuclear Association og IAEA, hævder, at kernekraft er en bæredygtig energikilde, der reducerer kulstofemissionerne. Desuden bidrager den ikke til smog eller syreregn. Det menes, at tusindvis af liv er blevet reddet ved at bruge kerneenergi i stedet for farligere brændstoffer som kul, olie og gas.
Modstandere af atomkraft, såsom Greenpeace International og Nuclear Information and Resource Service, mener, at atomkraft udgør en trussel mod mennesker og miljø.
Kernekraft genererer radioaktivt affald, både som fissionsprodukter (ødelagte atomer) og ved at fremkalde radioaktivitet i eksisterende materialer.
Den seneste udvikling
I 2007 producerede kernekraftværkerne ca. 2600 TWh elektricitet og leverede 14 procent af den elektricitet, der blev brugt i verden, hvilket var et fald på 2 procent i forhold til 2006. Pr. 9. maj 2010 var der 438 (372 GW) atomreaktorer i drift på verdensplan. Et højdepunkt blev nået i 2002, hvor der var 444 atomreaktorer i drift.
De nukleare nødsituationer på det japanske Fukushima Daiichi-kernekraftværk og andre nukleare anlæg rejste spørgsmål om fremtiden for atomkraft. Platts har sagt, at "krisen på Japans Fukushima-atomkraftværker har fået førende energiforbrugende lande til at revidere sikkerheden i deres eksisterende reaktorer og har sat spørgsmålstegn ved hastigheden og omfanget af planlagte udvidelser rundt om i verden". Efter Fukushima-atomkatastrofen halverede Det Internationale Energiagentur sit skøn over den yderligere nukleare produktionskapacitet, der skal bygges inden 2035.
Trykvandsbeholderhoveder
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er atomkraft?
A: Kernekraft er kontrolleret brug af kerneenergi til at generere elektricitet.
Spørgsmål: Hvordan fungerer en atomreaktor?
A: En atomreaktor bruger atomreaktioner til at frigøre energi, som derefter koger vand og driver en dampmaskine, der producerer elektricitet.
Spørgsmål: Hvor stor en procentdel af verdens elektricitet kom fra kernekraft i 2007?
Svar: I 2007 kom 14 % af verdens elektricitet fra kernekraft.
Spørgsmål: Hvilke potentielle risici er der forbundet med brugen af atomkraft?
A: Atomkraftværker producerer radioaktivt affald, som kan være skadeligt, hvis det ikke opbevares korrekt.
Spørgsmål: Hvilken type alternativ energikilde er blevet undersøgt siden midten af det 20. århundrede?
Svar: Siden midten af det 20. århundrede har man undersøgt fusionskraft som en alternativ energikilde.
Spørgsmål: Hvordan adskiller fusionskraft sig fra traditionel kernekraft?
A: Fusionskraft producerer meget mere energi end traditionel kernekraft og producerer ikke radioaktivt affald.
Spørgsmål: Er fusionsreaktorer allerede tilgængelige?
Svar: Fusionsreaktorer findes endnu ikke og er stadig under udvikling.
