bra att veta om kärnkraftusers.abo.fi/tlonnrot/hyvaa-bra-veta-karnkraft.pdf · 2 bra att veta om...

Energia-alan Keskusliitto ry Finergy

kärnkraftBra att veta om

2 Bra att veta om kärnkraft 3 Bra att veta om kärnkraft

Inledning 3Kärnkraftens fördelar 4Kärnkraftselektricitetens konkurrensförmåga 5Världens energireserver 6Tillgången på uranbränsle 7Driftserfarenheter från kärnkraftverk 8Funktionsprincipen för en kärnreaktor 9Lättvattenreaktorer 10Övriga reaktortyper 11Fusion 12Finlands anläggningar 14Kärnkraftverk i närområdet kring Finland 15Kärnkraftverk i övriga världen 16Kärnkraft som fjärrvärmekälla 17Reaktorns skydd 18Kärnkraftverkens säkerhet 19Säkerhetsplaner för nya kärnkraftverk 20Kärnkraftverkens yttre riskfaktorer 21Kärnkraftens risker 21Radioaktivitet och strålning 22Strålkällor och -mängder 23Stråldosgränser 24Strålningens effekter på människan 25Ett kärnkraftverks miljöeffekter 26Övervakning av miljöeffekterna 27Bränsleomloppet 28Kärnavfallshantering i Finland 29Kärnavfallshantering i övriga världen 31Transport av kärnavfall 33Kärnkraftverkens livslängd och rivning 34Beslut om kärnkraftverk och övervakning av kraftverkets drift 35 Övervakning av kärnämnen 36En bomb av bränslet? 36Beredskap för en nukleär olycka 37INES-skalan 38Exempel på olyckor som inträffat 39Energins och strålningens enheter och begrepp 41

Innehållsförteckning

Kontaktuppgifter

Energia-alan Keskusliitto ryEnergibranschens Centralförbund rfFinnish Energy Industries FederationSödra kajen 10, PB 21, 00131 Helsingfors, FinlandTel. (09) 686 161, fax (09) 6861 630e-mail: [email protected]

ISBN 952-440-022-7

Ytterligare information

Energibranschens Centralförbund rf, www.finergy.fiFortum Oyj, www.fortum.comPosiva Oy, www.posiva.fiTeollisuuden Voima Oy, www.tvo.fiHandels- och industriministeriet, www.ktm.fiStrålsäkerhetscentralen, www.stuk.fiInternational Atomic Energy Agency, www.iaea.orgOECD Nuclear Energy Agency, www.nea.fr


Världens nuvarande energiproduktion bygger till cirka 80 procent på förbränning av fossila bränslen, dvs. olja, kol och naturgas. Av dessa är kolet, tack vare tillgången och priset, det lämpligaste bränslet för storskalig elproduktion. Tillgången på kol är också garanterad för hundratals år framåt i tiden. De utsläpp, speciellt koldioxid, som uppstår vid användning av fossila bränslen är emellertid ett stort miljöproblem.

Alla länder har inte tillgång till inhemska fossila bränslen och därmed de ekonomiska fördelar och den försörjningssäkerhet som följer med ett inhemskt bränsle. I många industrialiserade länder med begränsad tillgång till inhemska bränsleresurser är kärnkraftens andel hög. Det är naturligt att sådana länder utvecklar energilösningar där de kan utnyttja sina teknologiska färdigheter och så långt som möjligt säkra sitt oberoende av den internationella bränslemarknaden.

I Finland utgörs de inhemska energikällorna främst av vattenkraft, träbaserade bränslen och torv. Huvuddelen av den utbyggbara vattenkraften är redan utnyttjad och många fortfarande fria forsar är i lag skyddade mot vattenkraftutbyggnad. Energin i träavfall har traditionellt använts noggrant av den finländska träförädlingsindustrin bl.a. genom att bränna bark, sågavfall och särskilt slamavfall från massakokning. Torv är ett konkurrenskraftigt bränsle för små och medelstora värmeverk och för fjärrvärmekraftverk som är placerade på rimligt transportavstånd från områden med torvproduktion.

Elförbrukningen i Finland uppgick år 2003 till cirka 85 TWh (miljarder kilowattimmar) vilket är cirka 17 000 kilowattimmar per person. Finland tillhör de länder i världen som är mest elektrifierade. Industrin förbrukar mer än hälften av vår totala

elkonsumtion. En tillräcklig och prismässigt fördelaktig elenergi är nödvändig speciellt för den energikrävande metall- och skogsindustrin.

Kärnkraften är en naturlig del i den finländska energiproduktionen på grund av landets höga elförbrukning, tekniska kunnande och egna begränsade bränsleresurser. Med kärnkraften produceras förmånlig basenergi som industrin, servicen och hushållen behöver året om. Användningen av kärnkraft ger inte upphov till koldioxidutsläpp eller försurande utsläpp.

I Finland finns fyra elproducerande kärnreaktorer. Den femte kärnreaktorn blir klar år 2009.

Inledning

Eltillförseln i Finland 2003 84,7 TWh

Elförbrukningen i Finland 2003 84,7 TWh

Användningen av kärnkraft ger inte upphov till koldioxidutsläpp eller

försurande utsläpp.

Kuva: Stora Enso


Användningen av kärnkraft ger oss i Finland möjligheter att passa ihop det växande elbehovet med en utsläppsbegränsning av växthusgaser. Kärnkraften är en färdig och utprovad storskalig elproduktionsmetod vid sidan av fossila bränslen och vattenkraft.

Liksom basindustrin kommer även hushållen under de kommande åren att förbruka mer el än tidigare. Ett rymligt boende och olika slags elapparater ökar förbrukningen i hushållen. Basindustrin förbrukar elenergi i tillverkningen och i miljötekniska investeringar.

Ett kärnkraftverks byggkostnader är stora men bränslekostnaderna låga. Andelen inhemskt arbete och inhemsk utrustning av de nuvarande anläggningarnas totala kostnader är till och med över hälften, dvs. den inhemska andelen i elproduktion med kärnkraft är hög.

Den kapitaldominerade kostnadsstrukturen medför att kärnkraften är lämplig för att täcka elbehovets kontinuerliga belastningsdel, den s.k. baslasten. I Finland förbrukar industrin 50 % av elenergin och av detta utgörs över hälften

Kärnkraftens fördelar

av processindustrins, särskilt skogsindustrins, kontinuerliga baslast. Vid en kontinuerlig jämn last kan driften vid ett kraftverk ske med oavbruten full effekt vilket gynnar en produktionsform som utnyttjar billigt bränsle.

Driftsäkerheten vid ett kärnkraftverk är i krislägen god eftersom bränslet enkelt kan lagras under lång tid. Bränsle fylls på i reaktorn för ett års behov per gång. Dessutom finns färskt, oanvänt bränsle i lager för minst ett halvt års behov.

Ur hela mänsklighetens synvinkel sett skulle olja och naturgas kunna utnyttjas som råvaror för den petrokemiska industrins organiska produkter, samt som bränsle i trafiken i stället för till energiproduktion. Uran däremot är en metall som inte verkar ha något annat viktigt användningsområde än till kraftproduktion.

Kärnkraften som inte belastar atmosfären passar utmärkt som produktionsform för den

elenergi som basindustrin behöver hela dygnet året runt.

Bild: Stora Enso

Urantablettmängden på bilden räcker för ett års elbehov för en fyrapersoners familj som bor i ett eluppvärmt småhus.

Bild: TVO


Kostnaderna för produktionen av el är av samma storleksordning i stora kärn-, kol- och gaskraftverk. Elenergi producerad i kondenskraftverk, som utnyttjar andra bränslen, eller med vind- och solkraft är betydligt dyrare.

Kostnadsstrukturerna för elenergi som produceras med kärn-, kol- och gaskraft skiljer sig betydligt från varandra. Byggkostnaderna för ett kärnkraftverk är betydligt högre än investeringskostnaderna i kol- och gaskraftverk. Orsaken till detta är de mångfaldiga säkerhetssystem och -anordningar samt den reaktorinneslutning som krävs vid ett kärnkraftverk. Cirka 60 % av priset för den elenergi som produceras i ett nytt kärnkraftverk är kapitalkostnader, medan motsvarande andel i ett gaskraftverk är cirka 20 % och i ett kolkraftverk cirka 30 %. Kapitalkostnaderna sjunker successivt och produktionskostnaderna blir motsvarande lägre.

Kärnbränslets andel i kärnkraftselpriset är cirka 15 %. Cirka en tredjedel av detta utgörs av priset för uran. Bränslekostnadernas andel i priset för el producerad med naturgas är cirka 70 % och för el producerad med kol cirka 40 %. Därför är bräns-leprisvariationernas effekter på kärnkraftselpriset betydligt mindre än effekterna på gas- och kolkraftselpriserna. En fördubbling av uranpriset skulle till exempel höja kärnkraftselpriset med cirka 5 procent. En fördubbling av priset på naturgas skulle höja gaskraftselpriset med cirka 70 procent. Dessutom är en tilläggskostnad att vänta i priset på fossila bränslen som orsakas av koldioxidutsläppens minskning. Tilläggskostnaden uppkommer vid anskaffningen av nödvändiga utsläppstillstånd.

I Finland har variationerna i bränslekostnader även effekter på den producerade elkraftens inhemska andel, eftersom såväl naturgas och kol som uranbränsle måste importeras. På

Kärnkraftselektricitetens konkurrensförmåga

grund av kärnkraftens låga bränslekostnader är importkostnadernas andel, räknat för en anläggnings totala livslängd, betydligt lägre än för anläggningar som använder fossila bränslen.

Den övriga delen av elpriset består av kraftverkens drift- och avfallshanteringskostnader. Avfallshanteringskostnaderna utgör en nästan lika stor andel av elpriset både för kärnkraftsel och för kolproducerad el. Vid kärnkraftverk består dessa kostnader av beredskapen för hantering och slutförvaring av använt kärnbränsle och annat radioaktivt avfall. Vid kolkraftverk orsakas kostnaderna av i första hand luftvårdsåtgärder, speciellt avlägsnandet av stoft, samt svavel och kväve ur anläggningens rökgaser.

Beroende på den olikartade prisstrukturen är kärnkraftsel och stenkolsel lämpliga för uppgifter av olika karaktär i den finländska elförsörjningen. Basbehovet av elkraft som är stabilt året runt täcks bäst av kärnkraft. Därigenom blir den årliga drifttiden lång för amorteringen av ett kärnkraftverks stora kapitalinsats. Kolkraftverken, som utnyttjar dyrbarare bränsle, är endast i drift under den tid av året då förbrukningen är stor.

Kärnkraft Naturgas

Kol


Fortfarande finns outnyttjade energireserver i stor omfattning, men utnyttjandet av reserverna begränsas framförallt av miljöeffekter, kostnads-aspekter och nivån på den tillgängliga tekniken.

För närvarande utnyttjar mänskligheten främst energikällor som inte är förnybara: olja, kol, naturgas och uran. De verifierade reserverna av olja och naturgas räcker med nuvarande förbrukning och prisnivå i åtskilliga decennier och kolet i flera hundra år. Med nuvarande kostnader kan energiinnehållet i det uran som utvinns ur markgrunden jämföras med oljereserverna, om uranet enbart används i de reaktortyper som för närvarande är i drift. Genom att använda tekniskt mer utvecklade reaktortyper skulle det på lång sikt vara möjligt att utnyttja energiinnehållet i uranet tiotals gånger effektivare.

En nästan obegränsad energireserv är tungt väte som utgör cirka 0,015 % av allt väte i naturen. Denna väteisotop, deuterium, som är dubbelt så tung som vanligt väte, är lämplig att använda som bränsle i en fusionsreaktor där energin uppstår vid sammansmältningen av lätta atomer. Utvecklingen av fusionsreaktorn är fortfarande på forskningsstadiet och den förväntas inte bli klar för energiproduktion på decennier.

Vattenkraften och träbaserade bränslen är de viktigaste förnybara energireserverna. Vattenkraften står för en femtedel av världens elproduktion. Över 80 % av jordens vattenkraftsresurser är fortfarande outnyttjade.

Ved används mest i utvecklingsländerna. Den alltför stora förbrukningen av ved är delvis ett ekologiskt problem i dessa länder. Miljoner hektar av jordens skogar avverkas årligen till ved. På många ställen är följden att humuslagret eroderar, vilket leder till ökenbildning.

Solens strålning är en obegränsad förnybar energikälla. Solenergin har människan utnyttjat under hela sin existens. Alla organiska bränslens energi har ju i sista hand sitt ursprung i solen. Solstrålningens energitäthet på jordytan är cirka 1 kW per kvadratmeter.

Solenergin kan omvandlas till elektricitet med solceller. En solcellpanels halvledarmaterial utvecklar elström när solljuset träffar panelens yta. Verkningsgraden för solel uppgår till drygt 10 % när den är som högst. En annan möjlighet att producera elenergi är att fokusera solljuset från ett stort område med speglar mot en punkt. I punkten placeras en förångare som producerar ånga till ett

Världens energireserver

traditionellt kraftverk. Med anläggningar av denna typ är det möjligt att under testförhållanden nå en verkningsgrad på upp till 80 %, men de höga kostnaderna utgör ett hinder för en mer utbredd användning.

För uppvärmningsändamål kan solenergin utnyttjas genom att montera solfångare på byggnaders väggar eller tak och värma vatten. Denna uppvärmningsteknik används redan i sydliga länder.

Solenergin är inte för närvarande konkurrenskraftig som elproduktionsmetod i jämförelse med traditionella produktionsmetoder. Ett problem med solenergin är variationerna i strålningsenergin beroende på dygnet, årstiderna och väderförhållandena. Det finns inga metoder för lagring av elektricitet i stor skala och under mörka tider måste solelen ersättas av elektricitet som produceras med andra metoder. En lösning är att med solel spjälka upp vatten i väte och syre. Distributionen och lagringen av väte kan genomföras tekniskt och vätet skulle kunna fungera som ett icke förorenande bränsle för många ändamål. De mycket höga kostnaderna är ett hinder för metodens användning.

Vindkraften kan utnyttjas bäst inom områden med jämna och rätt kraftiga vindar. Den energimängd som utvinns beror i stor ut-sträckning på vindhastigheten. Därför har ett vindkraftverks placering stor betydelse. Även inom de bästa områdena är vindkraftverkens drifttid endast cirka en fjärdedel av året. Ett problem med vindenergin är att energi måste produceras med hjälp av andra energikällor när vinden inte blåser, och produktionskapacitet måste byggas för detta. Ett omfattande utnyttjande av vindkraften kräver även stora markområden eftersom kraftverken på grund av skuggeffekten inte kan placeras alltför nära varandra.

Tillgången på icke förnybara energireserver

De kolreserver som är mycket svåra att utnyttja räcker i mer än 2000 år.

Uranreserverna avser drift i reaktorer av nuvarande typer. I bridreaktorer räcker

försörjningen i tiotals tusen år. Källa: HIM


Uran finns i stora mängder på jorden. Jordskorpan innehåller i genomsnitt cirka 4 g uran per ton. I allmänhet bryts uran i förekomster som innehåller tiotals kilogram uran per ton malm. I vissa gruvor utgör uranet en biprodukt vid brytning av annan malm.

De största kända uranreserverna finns i Australien, Kanada, Kazakstan, Namibia, Brasilien, Ryssland, Sydafrika, Ukraina, USA och Uzbekistan, som tillsammans producerar cirka 90 % av allt uran.

UranreserverJordskorpans uranreserver kan grovt delas upp i två grupper: kända och identifierade reserver med känt läge för vilka åtminstone en grov uppskattning av mängden finns, och där uppskattningen bygger på mätningar, samt uppskattade tilläggsreserver vilkas förekomst har fastställts statistiskt utifrån allmän geologisk kunskap. De kända uranreserverna uppgår till cirka 3 miljoner ton. De uranreserver som är svårare och dyrbarare att utnyttja samt tillsvidare spekulativa reserver bedöms, utöver de tidigare nämnda, uppgå till cirka 11 miljoner ton. I uppskattningarna ingår endast sådan uranmalm som ger råuran med ett pris som är högst ca 50 % högre än dagens prisnivå. Osäkerheten i uppskattningen av energireserverna ökas av att kunskap saknas om hur effektivt förekomsterna kan utnyttjas i framtiden.

Tekniska lösningarDet är även möjligt att öka urantillgångarna genom att förbättra reaktorns bränsleeffektivitet och genom att börja använda reaktortyper som utnyttjar uranet

Tillgången på uranbränsle

effektivare. De nuvarande lättvattenreaktorerna producerar cirka 40 000 kilowattimmar el med ett kilogram uran. Om använt kärnbränsle återanvänds vid tillverkningen av nytt bränsle får man ytterligare cirka 30 % energi. Förbättringar av lättvattenreaktorns härdkonstruktion kan ytterligare öka den elmängd som man får ur ett kilogram uran med 10-20 procent.

BridreaktorVärldens nuvarande uranförbrukning uppgår till cirka 60 000 ton per år vilket innebär att de kända uranreserverna räcker i fler decennier med nuvarande förbrukning. Drifttagningen av bridreaktorer skulle ändå innebära en avgörande förbättring för urantillgången. En bridreaktor omvandlar isotopen uran-238 i natururanet till den klyvbara isotopen plutonium-239. Eftersom huvuddelen (drygt 99 %) av natururanet är uran-238 ökar den mängd elektricitet som man får ur ett kilogram uran tiotals gånger med hjälp av bridreaktorer. Några natriumkylda bridreaktorer är i drift i världen men tillsvidare är inte priset på den elenergi som produceras konkurrenskraftigt. Att få bridreaktorerna i kommersiellt lönsam drift skulle öka tillgången på kärnbränsle till tusentals år även om kärnkraftsenergins andel av energiproduktionen skulle öka betydligt över dagens nivå.

Återvinningsmaterial Det är utöver råuran även möjligt att framställa bränsle för kärnkraftverk av återvinningsmaterial. Dessa består av upparbetat använt kärnbränsle och utspätt vapenuran.

Tillgången på icke förnybara energireserver

Världens kända uranreserver år 2001 som kan utnyttjas till rimliga kostnader

Källa: OECD


En stor del av priset på kärnkraftsproducerad energi utgörs av investeringskostnader medan bränslekostnaderna är mycket små. Därför kräver ett konkurrenskraftigt pris på kärnkraftsproducerad el en lång årlig driftstid för anläggningen samt få driftsavbrott. I detta hänseende har de finländska kärnkraftverken under många års tid tillhört internationell toppklass.

UtnyttjandegradDriftsresultaten för olika kraftverk kan till exempel jämföras med den s.k. utnyttjandegraden. Utnyttjandegraden är den elenergi som produceras under en viss tidsperiod i procent av den elenergi som anläggningen skulle ha producerat vid oavbruten drift med full effekt under motsvarande tid.

Statistiken under många års drift visar att det finns tydliga skillnader i kärnkraftverkens utnyttjandegrad mellan olika länder och anläggningstyper. I allmänhet kan man anta att kraftverkens utnyttjandegrader förbättras globalt.

I de flesta typer av kärnkraftverk är det inte möjligt att uppnå hundra procents utnyttjandegrad. Laddningen av nytt bränsle i reaktorn kräver i allmänhet att anläggningen stoppas. Samtidigt kan sådana underhålls- och kontrollarbeten utföras som inte är möjliga när anläggningen är i drift.

Driftserfarenheter från kärnkraftverk

DriftperioderDet är viktigt att tiden för bränslebytesavbrotten minimeras för en god utnyttjandegrad. Om inga omfattande reparationsarbeten behöver utföras är avbrottet 2-3 veckor. Bränslebytesintervallen kan också förlängas genom att ladda en större mängd nytt bränsle i reaktorn per gång. Många kärnkraftverk utomlands använder driftperioder på ett och ett halvt år. För finländska förhållanden är driftperioder på ett år de mest ändamålsenliga. En naturlig underhållstidpunkt är sommaren då elförbrukningen är låg.

Utnyttjandegraden vid finländska kärnkraftverk i jämförelse med genomsnittet i världen

Källor: STUK, TVO, Fortum, Nuclear Engineering International


Grundprocessen för elproduktion i kärnkraftverk är den samma som i traditionella kraftverk, där värme framställs genom förbränning av fossila bränslen.

Klyvning av urankärnaKärnreaktorn producerar värme när atomkärnorna i det uran som används som energikälla klyvs. Värmen omvandlar vatten till ånga med högt tryck. Ångan driver en turbin. En generator är kopplad till turbinaxeln och genererar el. Det uran som används för värmeproduktionen och som är bränsle i kärnreaktorn ”bombarderas” med neutroner från atomkärnor för att få urankärnorna att klyvas. När en atomkärna klyvs skapas i allmänhet två medeltunga atomkärnor och dessutom 2-3 neutroner. Den sammanlagda massan hos klyvningsprodukterna och neutronerna är något mindre än den ursprungliga urankärnans massa. Differensen har omvandlats till energi som först visar sig som rörelseenergi i klyvningsproduktens atomer och neutronerna men snabbt omvandlas till värme när neutronerna träffar omgivande atomkärnor.

I reaktorn har uranet formen av små knappar med en längd och diameter på cirka 1 cm. Uranknapparna är inneslutna i gastäta metallrör, s.k. bränslestavar. Det finns tiotusentals bränslestavar i en reaktor. Bränslestavarna är samlade i knippen på 80-300 stavar som bildar bränsleelement. Dessa bildar reaktorns härd som är placerad i ett tryckkärl fyllt med

Funktionsprincipen för en kärnreaktor

kylmedel. Kylmedlet som strömmar mellan stavarna transporterar värmen från reaktorn till turbinen.

Neutronerna är den kraft som upprätthåller klyvningen av urankärnorna. Genom reglering av antalet neutroner styrs klyvningsmängden och därigenom reaktorns effekt. Effektregleringen sker med styrstavar som finns mellan bränslestavarna. Stavarna innehåller till exempel bor eller kadmium som effektivt fångar upp neutroner.

Bromsning av neutronerDe frigjorda neutronerna rör sig med mycket stor hastighet, i genomsnitt med tiotusen kilometer i sekunden. Neutronerna bromsas så att de rör sig med några tusen meter per sekund vilket flerfaldigt ökar sannolikheten för klyvningen av atomkärnor. För uppbromsningen är ett material som innehåller lätta atomer lämpligast eftersom neutronerna förlorar sin energi på effektivaste sätt när de träffar lätta objekt. De bästa moderatormaterialen är tungt vatten och grafit. Vanligt, dvs. lätt vatten är även effektivt som moderator, men vattnets egenskaper försämras av benägenheten att absorbera neutronerna. Om plutonium väljs som bränsle i stället för uran är det möjligt att bygga en reaktor vars funktionsprincip bygger på klyvning av kärnor med neutroner som inte bromsas upp. En reaktor som fungerar med snabba neutroner kallas snabb reaktor eller bridreaktor.

Energiproduktionen i ett kärnkraftverk bygger på den energi som frigörs när fria neutroner åstadkommer klyvning av atomkärnor

Kärnklyvning Kedjereaktion

urankärna

neutron

energi

klyvningsprodukt

neutron


Tryckvattenreaktor (PWR)I en tryckvattenreaktor upprätthålls ett så högt tryck att vattnet inte kokar trots en temperatur på 300 grader. Oftast är trycket 150 atmosfärer (15 MPa). Ur reaktorn pumpas hetvatten i vätskeform till en värmeväxlare där vattnet avger sin värme genom rörväggarna till det vatten som strömmar genom värmeväxlaren på sekundärsidan. Trycket hos detta vatten är 70 atmosfärer (7 MPa). Vattnet kokar och bildar ånga som leds till en turbin. Värmeväxlaren separerar det vatten som finns i reaktorsystemet och vattnet i turbinsystemet från varandra. Därför finns ingen radioaktivitet i en tryckvattenreaktors turbinanläggning.

I Finland är båda reaktorerna i kärnkraftverket i Lovisa tryckvattenreaktorer. Tredje reaktorn i Olkiluoto är en tryckvattenreaktor.

Lättvattenreaktorer

Kokvattenreaktor (BWR)I en kokvattenreaktor är trycket 70 atmosfärer (7 MPa). Vattnet kokar inne i reaktorn när det strömmar mellan bränslestavarna. Turbinen får därigenom ånga direkt från reaktorn. Ångan är radioaktiv och det är inte möjligt att vistas i närheten av turbinen när anläggningen är i drift. Direkt när anläggningen stoppas är turbinen tillgänglig. I en kokvattenreaktor saknas värmeväxlare för ångbildningen samt den utrustning som krävs för att upprätthålla ett nödvändigt tryck. Därigenom blir anläggningen enklare än en tryckvattenreaktor.

I Finland representerar två reaktorer i Olkiluoto kokvattentekniken.

Kokvattenanläggning

kylvattentill havet

kylvattenfrån havet

turbin

kondensor

vatten

pump

uranbränsle

ånga elektricitet

elektricitetturbin

kondensor

kylvattentill havet

kylvattenfrån havet

pumpvatten

pump

uranbränsle

vatten

reaktor

ånga

Bild: TVO

Bild: TVO

Tryckvattenanläggning

reaktor

pump

generator

generator

vatten


tryckkärl av betong

Bränslet i de första reaktorerna var natururan och som moderatormaterial användes grafit. Detta material har tillräckligt goda egenskaper för att en reaktor skall kunna fungera med natururan som bränsle. Sådana reaktorer har varit i elproduktionsdrift i England sedan år 1956. I dessa Magnox-reaktorer används koldioxid i gasform som kylmedel. Fortfarande är i England 12 reaktorer av Magnoxtyp i drift.

Grafit används som moderator även i reaktorer av RBMK-typ som utvecklades i Sovjetunionen. Som kylmedel används vatten. Varje bränsleelement finns i ett eget tryckrör i vilket kylvatten strömmar. Tryckrörskonstruktionen har den fördelen att inga tryckkärl med stora dimensioner behövs och att bränsle kan bytas medan reaktorn är i drift.

De kanadensiska kärnkraftverkens reaktortyp, Candu, är också till konstruktionen en tryckrörs-reaktor. Natururan används som bränsle i Candu-

Övriga reaktortyper

reaktorerna och tungt vatten fungerar både som kylmedel och som moderator. I en molekyl av tungt vatten finns, som i vanligt vatten, en syreatom och två väteatomer men väteatomerna är dubbelt så tunga som normala väteatomer. En av sextusen naturvattenmolekyler är tungt vatten. Candu-reaktorns kylmedel strömmar genom tryckrör och moderatorn finns i en separat vattenmantel runt tryckrören.

Några s.k. snabba reaktorer utan moderator är i drift i världen. Den viktigaste utvecklingsinsatsen inom detta område har utförts i Frankrike och före detta Sovjetunionen. I snabba reaktorer finns “extra” neutroner för att upprätthålla kedjereaktionen. Dessa används för att omvandla isotopen uran-238 till klyvbar form. När kärnan i uran-238 fångar upp en neutron omvandlas uranet till uran-239 och vidare genom radioaktivt sönderfall till plutonium-239, som är en klyvbar eller fissil isotop.

Världens kärnkraftverk enligt typ år 2003, %

Exempel på reaktortyper

1. styrstavar2. moderatortank3. tryckrör4. bränsleknippen5. tungt vatten6. bränsleknippen

7. turbin8. matarvattenpump9. huvudcirculationspump10. ånggenerator11. grafitmoderator

ång-trumma

inneslutninginneslutning

Källa: IAEA

AGR

CANDU RBMK

1

2

6

5

3

9

8

7

10

8

7

8

7

1 4

11

9114


Att utnyttja fusionsenergi för energiproduktion är en dröm som man försökt uppnå sedan 1950-talet. Värmeproduktionen i solen och andra stjärnor bygger på fusionsreaktion. Fysikaliskt är detta alltså ingen “uppfinning”. Det tekniska genomförandet av ett fusionskraftverk kräver däremot ännu ett betydande utvecklingsarbete. Fusionens tygling för energiproduktion är ändå lockande. Detta skulle ge en lösning på energiproblemen eftersom deuterium, som används som bränsle vid fusion, finns i nästan obegränsade mängder i till exempel världshaven.

FusionsreaktorVid fusion bygger energiproduktionen på två lätta atomkärnors sammansmältningsreaktion som samtidigt frigör stora mängder energi. För energiproduktion är den lämpligaste reaktionen en reaktion mellan de tunga väteisotoperna deuterium (D) och tritium (T). Deuterium- och tritiumkärnorna smälter samman och bildar tillsammans en heliumkärna och en neutron. Samtidigt frigörs stora mängder energi. Ett gram DT-bränsle producerar upp till 95 000 kWh energi. Den största delen av den frigjorda energin överförs i form av rörelseenergi hos de neutroner som uppstår under reaktionen till den mantel som omger reaktorn. I manteln bromsas neutronerna upp och rörelseenergin omvandlas till värme. Värmen utnyttjas för produktion av ånga som används för traditionell elproduktion.

Fusionsreaktionens igångsättning kräver en tillräcklig rörelseenergi hos utgångskärnorna för

Fusion

att den elektriska repulsionen mellan de positivt laddade kärnorna skall kunna överbryggas. Den enklaste metoden är att höja fusionsbränslets temperatur så mycket att den termiska energin i kärnorna övervinner den elektriska repulsionen. I mitten av bränslet är temperaturen cirka 100 miljoner och i ytterkanten cirka 2000 grader. Vid denna temperatur är bränslet fullständigt joniserat. Bränslet är i ett s.k. plasmatillstånd som kan anses vara materialets fjärde aggregationstillstånd efter gas, vätska och fast tillstånd. Den höga temperaturen är ett av de största problemen för utnyttjandet av fusionsenergin eftersom temperaturen ställer mycket stora krav på de material som används.

Fusionsenergins fördelarFusionsenergins goda sidor är, förutom tillgången på bränsle, säkerheten och miljövänligheten. Vid fusion är det inte möjligt att ”reaktionen skenar” eller att en ”härdsmälta” uppstår. Fusionsreaktorn producerar inte använt radioaktivt bränsle. Endast i själva reaktorns inre delar aktiveras material av ”bombardemanget” av neutroner som frigörs vid fusionsreaktionen. Dessa delar måste hanteras som annat radioaktivt material i reaktorns rivningsskede. Avfallet är lågaktivt och kan återvinnas efter cirka hundra år.

Vid fusion förenas två lätta atomkärnor i en reaktion som frigör en stor mängd energi.


FusionsforskningEU har en ledande ställning i världens fusions-forskning. EU äger och driver världens mest effektiva forskningsreaktor JET (Joint European Torus) som är av tokamak-typ och finns i Culham i England. Tokamak-reaktorerna är de mest använda fusionsprovreaktorerna och de har gett goda provresultat. I tokamak-reaktorerna hålls plasman samlad med hjälp av ytterst kraftiga magneter. Följande utvecklingssteg efter JET är byggandet av den internationella fusionsreaktorn ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Huvudmålet med provreaktorn ITER Lite är att visa att fusionsenergin kan förverkligas tekniskt-vetenskapligt. Provreaktorns fysiska frågor är i

princip utredda. Ännu återstår många svåra tekniska problem som kräver byggandet av provreaktorer för att kunna lösas. Det kommer att dröja ännu cirka 40-50 år innan fusionen kan användas för kommersiell energiproduktion, eftersom den energi som producerats i provreaktorerna har varit lägre än den energi som åtgått till plasmans uppvärmning och sammanhållande.

Även Finland deltar i den internationella fusionsforskningen via EU. Finlands fusionsforskning har samlats i ett forskningsprogram hos Tekes (Teknologiska utvecklingscentralen) och programmet koordineras av Statens tekniska forskningscentral, VTT. I arbetet deltar förutom VTT även andra forskningsanstalter och ett flertal industriföretag.

Världens effektivaste fusionsreaktor JET finns i Culham i England.

JET fusionsreaktor

© JET Joint Undertaking


Finland har två fungerande kärnkraftverk, Lovisa och Olkiluoto, båda med två reaktorer. Kärnkraftens andel i vårt lands eltillförsel år 2003 var cirka 26 %. Kärnkraftverken i Finland fungerar utomordentligt. Utnyttjandegraden som avspeglar kraftverkens tillgänglighet har till exempel varit i toppklass i världen. År 2003 var medeltalet för reaktorernas utnyttjandegrad nästan 94 %. Kraftverksenheterna i Finland har tillhört världens bästa under hela den tid de varit i funktion.

Kärnkraftverket i Lovisa som ägs av Fortum Power and Heat Oy ligger på ön Hästholmen utanför Lovisa stad. Den första reaktorn i Lovisa färdigställdes år 1977 och andra reaktorn år 1981. Kraftverkets reaktorer är tryckvattenreaktorer (PWR) av typ VVER-440 med en nettoeffekt på 488 MW. Den ursprungliga ryska basmodellen utvecklades enligt västerländskt säkerhetstänkande genom att komplettera anläggningens säkerhetssystem, bl.a. med en reaktorinneslutning. Tidigare användes endast bränsle tillverkat i Ryssland i Lovisa men sedan år 1998 används även brittiskt bränsle.

Finlands anläggningar

Kraftverket i Olkiluoto som ägs av Industrins Kraft (TVO) finns i Euraåminne kommun cirka 20 km norr om Raumo. Den första reaktorn i Olkiluoto färdigställdes 1978 och den andra reaktorn år 1982. Kraftverkets reaktorer är svenskbyggda kokvattenreaktorer (BWR) med en nettoeffekt på 840 MW. Bränsle till Olkiluoto har levererats från Sverige, Tyskland och Spanien.

Omfattande moderniseringsarbeten har utförts i båda anläggningarna. Syftet har varit att höja anläggningarnas kapacitet, förbättra anläggningarnas säkerhet och förlänga livslängden. Moderniseringsprojekten slutfördes år 1998 i Olkiluoto och år 2000 i Lovisa. Reaktorernas effekter ökade i Olkiluoto med totalt 260 MW och i Lovisa med cirka 100 MW.

Kärnkraftverket i Olkiluoto kommer att byggas ut med en tredje enhet. Den nya kraftverksenhetens eleffekt är 1600 MW. Tryckvattenreaktorn som är av EPR-typ börjar producera el år 2009. Bränslet tillverkas vid anläggningsleverantörens bränslefabrik i Tyskland.

Kärnkraftverket i Lovisa ligger på ön

Hästholmen utanför Lovisa stad.

Kärnkraftverket i Olkiluoto finns i Euraåminne kommun. På västra sidan om kärnkraftverket byggs en ny kraftverksenhet.

Bild: TVO

Bild: Fortum


SverigeSverige har fyra anläggningar i drift med sammanlagt 11 kärnreaktorer. Av dessa är 8 av typ BWR och 3 av typ PWR. De äldsta reaktorerna färdigställdes i början av 1970-talet och majoriteten under 1980-talet.

Riksdagen i Sverige fattade ett principbeslut under 1980-talet att lägga ned kärnkraften. I slutet av 1990-talet ändrades lagstiftningen. Som en följd av detta stängdes enheten Barsebäck 1 i slutet av år 1998 i ett avtalsarrangemang mellan statsmakten och kraftbolagen. En stängning av enheten Barsebäck 2 har diskuterats. Villkoret för en stängning är att den elkvantitet som anläggningen producerar kan kompenseras genom energibesparingar eller med kapacitet som bygger på förnybara energiformer.

Regeringen i Sverige utreder om nedläggningen av kärnkraften och drifttagningen av ersättande energi enligt de politiska besluten är möjlig. Kärnkraftskapaciteten i Sverige är cirka fyra gånger större än i Finland och täcker nästan hälften av Sveriges elbehov. Efter stängningen av enheten Barsebäck 1 har Sverige ökat elimporten från Finland och Danmark. Den minskning av vattenkraftmagasinen som började år 2002 på grund av det varma och torra vädret har också ökat importen av elektricitet. Det växande elbehovet medför en fortsatt ökad elimport till Sverige under de kommande åren.

RysslandI Ryssland finns för närvarande 9 kärnkraftverk med totalt 30 reaktorer i drift. Den sammanlagda kapaciteten överstiger rejält Finlands totala elproduktionskapacitet. Kärnkraftens andel av elproduktionen i hela Ryssland är 17 %. I den europeiska delen av landet är andelen 22 %.

I Ryssland byggs för närvarande tre reaktorer som enligt planerna kommer att färdigställas under de närmaste åren. Dessutom förbättras tillgängligheten och reaktorernas livslängd förlängs i de anläggningar som är i drift. Säkerheten och driftsäkerheten har till exempel förbättrats genom ett internationellt samarbete i Sosnovyi Bor och Kola-anläggningarna som ligger närmast Finland.

I Sosnovyi Bor finns fyra reaktorer av RBMK-typ, vardera med en nettoeleffekt på 925 MW. Enheterna togs i bruk åren 1973, 1975, 1979 och 1981. Kola-enheterna är reaktorer av VVER 440 –typ (PWR) med en nettoeleffekt på 410 MW. De

Kärnkraftverk i närområdet kring Finland

två äldsta enheterna färdigställdes 1973 och 1974 samt de nyare 1981 och 1984.

LitauenLitauen har ett kärnkraftverk, Ignalina, i drift. I anläggningen ingår två reaktorer av RBMK-typ. Reaktorerna började byggas i slutet av 70-talet och blev klara 1983 och 1987. Kärnkraftverkets nettoeleffekt är totalt 2370 MW som täcker över 80 % av hela landets elförbrukning. Kraftverket byggdes ursprungligen inte för att enbart tillfredsställa elbehovet i Litauen utan som en del i nordvästra Sovjetunionens energisystem. När Sovjetunionen upplöstes övergick Ignalina i den Litauiska statens ägo.

Efter olyckan i Tjernobyl har omfattande säkerhetsförbättringar gjorts på Ignalina liksom på andra reaktorer av RBMK-typ. En synnerligen viktig del av det ännu pågående säkerhetsprogrammet är personalens utbildning. Som en del i Litauens förhandlingar om medlemskap i EU fattades år 2000 beslut om en nedläggning i förtid av kärnkraftverket i Ignalina. Ignalina-1 stängs senast år 2005 och Ignalina-2 år 2009. Litauen har för närvarande inga ekonomiska möjligheter att på egen hand bygga upp en ersättande elproduktion och förhandlingar pågår med länder i väst om finansieringen av nya kraftverk.

I Finlands närområde producerar Sverige, Litauen och Ryssland kärnkraftselektricitet.

Källa: STUK


Den första kärnkraftsreaktorn som var avsedd för energiproduktion togs i drift år 1954 i Sovjetunionen. Utvecklingsarbetet och byggandet av kärnreaktorer var även mycket livligt i USA, England och Frankrike under 1950- och 1960-talen. Kärnkraft för bredare kommersiellt bruk spreds under slutet av 1960-talet och under 1970-talet. Därefter har reaktorernas grundkonstruktion i huvudsak varit lika medan säkerhetssystemen har utvecklats betydligt.

Under de senaste decennierna har ett flertal olika typer av kärnkraftverk planerats och byggts på olika håll i världen. Bland dem har bara ett fåtal nått en bred kommersiell användning. Kärnkraftverkens reaktorer klassificeras i allmänhet utifrån det medium som bromsar neutronerna och det material som används som kylmedel i reaktorhärden. De mest allmänna är lättvattenreaktorerna där vatten fungerar både som moderator och som kylmedel. Dessa s.k. termiska reaktorer kan utnyttja högst ett par procent av energin i natururanet. De s.k. bridreaktorerna, som producerar mer nytt bränsle av natururan än de utnyttjar, är fortfarande på

Kärnkraftverk i övriga världen

prototypstadiet.I slutet av år 2003 fanns totalt 440

kärnkraftverksenheter i drift i 32 olika länder i världen. Av dessa är nästan 3/4 antingen tryckvattenreaktorer (Lovisa) eller kokvattenreaktorer (Olkiluoto). Förutom de enheter som är i drift pågår byggandet av 32 enheter och planeringen av ungefär lika många. Den sammanlagda kapaciteten hos världens kärnkraftverk är cirka 360 000 MW och de producerar årligen cirka 30 gånger Finlands elbehov. Av hela världens elproduktion svarar kärnkraften för cirka 16 %. Inom EU-området är andelen 35 %. Kärnkraftens andel av elproduktionen är störst i Litauen, Frankrike, Belgien, Ukraina, Sverige och Bulgarien.

För närvarande sker den största utbyggnaden av kärnkraft i Asien: I Indien pågår uppförandet av 8 nya enheter samt i Japan och Kina 3 nya enheter vardera. Även kärnenergiprogrammet i Ryssland är inriktat på en klar ökning av kärnenergiandelen. Kärnkraftsbyggandet i Europa är koncentrerat till östra Europa.

Kärnkraftens andel i olika länders elproduktion år 2002

Källa: IAEA


Världens kärnkraftverk har främst byggts för att producera elkraft. Kraftverkens egenskaper gör att de är bäst lämpade för produktion av elektricitetens s.k. baskraft. Oftast är anläggningarna placerade långt utanför tätorterna och att transportera värme är inte ekonomiskt lönsamt.

Det finns inga tekniska hinder för att använda kärnkraft för produktion av fjärrvärme. Skillnaden mellan ett kondenskraftverk som enbart producerar elektricitet och ett fjärrvärmekraftverk som också producerar värme finns i turbinsystemet. Några kärnkraftverk främst i östra Europa producerar både elektricitet och värme. I Japan pågår utvecklingen av anläggningar där elproduktionen kan kombineras med ångproduktion för industrins behov.

I några länder har även reaktortyper med små dimensioner utvecklats som enbart producerar värme och är lämpliga för fjärrvärmedrift. De är tekniskt enklare än elproducerande reaktorer. Kylmedlets temperatur är mycket lägre än i kraftverk som producerar elektricitet, till och med bara något över hundra grader. Då är också systemets tryck lågt. Det låga trycket och den lägre effekten än hos

Kärnkraft som fjärrvärmekälla

kraftverk som producerar elektricitet ger möjlighet till tillämpning av annorlunda tekniska lösningar. Säkerhetssystemen kan till exempel i huvudsak bygga på systemets passiva egenskaper utan aktivt fungerande apparatur som kräver energi utifrån.

Över 2 miljoner finländare bor i bostäder uppvärmda med fjärrvärme.

I Finland produceras fjärrvärme främst med naturgas, kol och torv.

Bild: Helsingin Energia


Reaktorns skydd hindrar härden från att skadas i lägen då störningar inträffar i reaktorns normala kylfunktion. Utgångspunkten vid dimensioneringen av utrustningen är det läckage som skulle uppstå om det största röret som leder vatten till reaktorn brister. På grund av det höga trycket i reaktorn skulle vattnet i ett sådant fall strömma ut med hög hastighet vid brottet. Den ånga vattnet bildar skulle höja trycket och temperaturen i reaktorinneslutningen. Mätinstrumenten för temperatur och tryck skulle registrera det onormala förhållandet och följande aktiviteter och skyddsfunktioner skulle starta.

SkyddsfunktionerFörst startar reaktorns snabbavstängning som skjuter in styrstavarna i reaktorn inom några sekunder och avbryter reaktorns funktion. Samtidigt startar nödkylningen och pumpar vatten till reaktorn när vattennivån sjunker. För att nå en tillräcklig funktionssäkerhet är systemen kraftigt överdimensionerade så att redan en del av utrustningen kan garantera en tillräcklig kylning. En grupp dieselgeneratorer får startkommando. Därigenom får skyddsutrustningen elektricitet även om anläggningens förbindelse med elnätet skulle brytas.

Igångsättningen av skyddsfunktionerna är ett händelseförlopp som automatiken sköter självständigt. Driftspersonalen behöver inte ingripa i händelseförloppet under inledningsskedet då många åtgärder måste utföras på kort tid. Därigenom säkras att ingen åtgärd blir outförd på grund av ett mänskligt fel.

Ett samtidigt fel i alla nödkylningssystem är ett ytterst osannolikt läge. En så liten sannolikhet skulle inom många andra områden av det mänskliga

Reaktorns skydd

livet uttryckas med orden att ett sådant läge inte förekommer alls. En möjlighet som skulle leda till detta är ett fullständigt avbrott i eltillförseln. I detta fall måste anläggningens samtliga förbindelser med elnätet brytas. Ingen av anläggningens dieseldrivna reservgeneratorer skulle heller få fungera. Beroende på anläggning finns 3-6 dieselgeneratorer att tillgå. Elkraften från en eller två reservgeneratorer räcker i alla nödfall.

Betydelse av skyddsfunktionerOm inte någon nödkylningsutrustning fungerar vid en olycka kokar till slut allt vatten ur reaktorn. När vattnet inte längre transporterar bort värmen från bränslet stiger temperaturen till smältpunkten. Det smälta bränslet och härdens metalldelar rinner ned på reaktortryckkärlets botten och smälter så småningom hål i bottnen. Blandningen av smält metall och bränsle faller ned på bottnen i reaktorinneslutningen.

När bränslet smälter frigörs de gasformiga och lättförångade klyvningsprodukterna som finns i bränslet. En del förblir gas och en del (t.ex. cesium) kondenseras till stoft vid nedkylningen. Materialet i stoftform lägger sig delvis på reaktorinneslutningens ytor, en del förblir svävande som aerosol i reaktorinneslutningens gasutrymme. Den härdmassa som har runnit ned på reaktorinneslutningens botten börjar hetta upp betongen nedanför som börjar frigöra gaser. Om det finns vatten på reaktorinneslutningens botten, kokar en del av detta på grund av den smälta massan och övergår till ånga. Om inte tryckkärlet kyls utifrån höjer ångan och gasen gradvis trycket i reaktorinneslutningen.

Säkerhetssystemen vid kärnkraftverket i Lovisa

1. reaktorinneslutningens yttre nedkylningssystem2. stålinneslutning3. sprinklersystem4. vätgaständare5. iskondensor6. nödkylningsvattentankar7. luftfilter8. extra nödmatarvatten pumpar9. uranhärd10. nödkylningspumpar11. nödkylningspumpar, högtryck12. nödmatarvatten pumpar13. elmatning från vattenkraftverk14. reservelmatning från dieselgeneratorer

1.

14.

2.

3.

4.

5.

6.

13.

12.

11.10.

9.

7.

8.

Bild: Fortum


Risken med ett kärnkraftverk beror på de radioaktiva material som samlas i bränslet under reaktorns drift. Materialens strålenergi utvecklar värme även efter att reaktorn stängts av. Denna s.k. resteffekt är i början några procent av värmeeffekten under reaktorns drift men minskar så småningom. Om värmen inte skulle transporteras bort från reaktorhärden genom kylning, skulle värmen vara tillräcklig för att smälta bränslets gastäta kapselrör och själva bränslet. Radioaktiva material skulle då kunna frigöras från reaktorn till inneslutningen. Förutsättningen för att ett kärnkraftverk skall vara säkert är att bränslets kylning fungerar under alla förhållanden.

Kärnkraftverkens säkerhet bygger på ett mångfacetterat “djupt säkerhetstänkande”. All utrustning och alla funktioner planeras utifrån speciella säkerhetskontroller där höga kvalitetskrav och tillräckliga säkerhetsmarginaler tillämpas. Trots detta utgår man från antagandet att fel i anläggningen kan inträffa och att anläggningens operatör kan göra fel. Därför förses anläggningen med säkerhetssystem som övervakar funktionen. Alla funktioner som är viktiga för säkerheten säkras med flera parallella system och utrustningar för att uppnå en hög tillförlitlighetsnivå. Med speciella skyddsutrustningar och -konstruktioner mildras effekterna vid en eventuell olycka. Förutom utrustningarna i sig ser man till att användningen av utrustningarna sker på ett tillförlitligt sätt genom att med kontinuerlig utbildning upprätthålla en hög kompetensnivå hos personalen.

För att minimera den risk som bränslets

Kärnkraftverkens säkerhet

radioaktivitet medför bildas en helhet bestående av flera skyddszoner innanför varandra. Det första hindret för spridning av radioaktivitet är bränslekutsen av uranoxid som inom sig binder de klyvningsprodukter som uppstår. Den andra skyddsmuren är det metallrör som används som kapsel runt bränslestavarna och den tredje barriären utgörs av reaktortryckkärlet. Det sista hindret är den gastäta reaktorinneslutningen. Utgångspunkten för säkerhetstänkandet är att någon skyddszon kan fela men de övriga skyddszonerna tryggar ändå säkerheten.

ReaktorinneslutningReaktorinneslutningen är dimensionerad för att hålla för det tryck som orsakas av utströmmande ånga ur reaktorn. Hur stor tryckökningen blir beror på reaktorns vattenmängd och reaktorinneslutningens volym samt reaktorinneslutningens eventuella trycksänkningssystem. Konstruktionstrycket för olika anläggningars reaktorinneslutningar kan därför vara mycket varierande. Trots detta fyller de det gemensamma konstruktionskravet enligt vilket effekterna vid en sådan olycka, som utgör grunden för konstruktionen, praktiskt taget helt begränsas till reaktorinneslutningen. Trycket kan till exempel

sänkas genom att kyla reaktorinneslutningen eller genom att släppa ut gas genom ett filter. Filtreringen avlägsnar den största delen av det material som är i stoftform i gasen och som annars skulle medföra en radioaktiv förorening av ytjorden i omgivningen runt kraftverket.

Trots att en härdsmälta är ytterst osannolik beaktas en sådan i de senaste säkerhetsbestämmelserna. I många länder har ändringar utförts på anläggningar i drift för att begränsa effekterna på omgivningen vid en olycka som leder till härdsmälta.

Kärnkraftverkens säkerhet bygger på principen om flera kapslingar innanför varandra.


Sannolikheten för olyckor vid kärnkraftverk är liten. Ändå är trycket på en fortsatt minskning av riskerna större för kärnkraften än för någon annan energiform.

Kärnkraftverken måste fylla de gällande säkerhetskraven i Finland. Säkerhetskravens generella principer ingår i statsrådets beslut och detaljerna i Strålsäkerhetscentralens anvisningar.

Säkerhetsplanerna bygger på riskanalyser i vilka bedömningar utförs av effekterna vid olika typer av funktionsstörningar på anläggningens system och omgivning. Riskanalyserna indikerar säkerhetsnivån hos anläggningens olika funktioner och utrustningar i jämförelse med varandra. Med analyserna som grund inriktas de tekniska förbättringarna på åtgärder som är de effektivaste för säkerheten. Tekniska eller yttre faktorer respektive det mänskliga agerandet kan orsaka driftstörningar. I ytterst osannolika lägen kan en störning leda till en allvarlig olycka.

Kärnreaktorn bör naturligt försöka motverka effektändringar och förbli stabil utan kontinuerliga ingripanden från reglersystemen. Reaktorhärdens reaktivitet minskar till exempel vid en ökning av bränslets och kylmedlets temperatur eller ånghalten i kylmedlet. Reaktorn förblir i säkert läge tack vare de passiva egenskaperna. Allvarliga reaktivitetsolyckor som en följd av driftstörningar är inte möjliga. En kraftverksenhet utrustas med många olika säkerhetssystem som bygger på flera parallella och oberoende delsystem.

Säkerhetsplaner för nya kärnkraftverk

I nya kärnkraftverk är grunden för ett säkerhetssystem som garanterar säkerheten de enkla basfenomen enligt naturlagarna. I moderna kärnkraftverk bygger de primära säkerhetsfunktioner såsom avstängning av reaktorns funktion och restvärmekylning på olika automatiska system.

Den risk ett kärnkraftverk medför är på nuvarande anläggningstekniska nivå så liten att en riskeliminering med hjälp av reaktorer som bygger på passiva säkerhetssystem inte i praktiken har någon betydelse jämfört med den totalrisk människan möter i sitt liv.

Under senare tid har allt större uppmärksamhet fästs vid mänskliga misstag som en faktor som påverkar kärnkraftverkens säkerhet. Driftpersonalens utbildning har effektiviserats och anvisningarna för driften förbättrats. Avancerade kraftverkssimulatorer förmår noggrant simulera en anläggnings beteende. I dessa kan driftpersonalen öva de driftsåtgärder som behövs både vid normaldrift och i störningslägen. I nya anläggningar minskas också möjligheterna till mänskliga misstag genom ändamålsenliga anvisningar, förfaringssätt och utbildning samt genom kvalitetssäkring.

Kontrollrumspersonalen utbildas i anläggningens drift bl.a. i simulatorer, som även

används för att öva undantagssituationer.

Bild: TVO


Kärnkraftverken skyddas så väl som möjligt mot yttre riskfaktorer. Sådana är till exempel olika naturfenomen, störtande flygplan, terroristattacker eller krigstillstånd.

Ett kärnkraftverk är på grund av de strukturella säkerhetsfaktorerna ett svårt attackobjekt. Reaktorn och de närmaste systemen befinner sig på grund av strålskärmningen inne i stabilt byggda betongkonstruktioner. Dessa omges av en trycktålig reaktorinneslutning. Dessutom är de utrustningar som svarar för säkerheten placerade i olika lokaler för att en samtidig skada på grund av avsiktlig eller oavsiktlig påverkan utifrån inte skall vara möjlig. Likaså placeras kraftverkets reservkraftaggregat på olika håll inom anläggningsområdet för att energitillgången skall kunna säkras vid en olycka.

En terroristattack skulle, för att orsaka allvarlig skada på ett kärnkraftverk, kräva ingående information om anläggningens konstruktion och utrustningens funktioner. För att förhindra terroristverksamhet finns övervakningssystem vid kärnkraftverken med uppgift att upptäcka och varna vid obehöriga intrång samt att försvåra ett intrång så mycket som möjligt. Dessutom skyddas reaktorn av olika skyddsfunktioner för felaktiga driftåtgärder. Skyddsfunktionerna försöker alltid att återföra reaktorn i säkert läge.

I ett kärnkraftverks konstruktion beaktas de

Kärnkraftverkens yttre riskfaktorer

naturförhållanden som gäller för det aktuella området. Jordskalv är till exempel en central faktor vid dimensioneringen av utrustning och konstruktioner speciellt i områden med risk för jordskalv. Finland befinner sig på ett urbergsområde där kraftiga jordskalv inte förekommer. Välbyggda byggnader skadas inte av skakningarna vid de jordskalv som sannolikt förekommer i Finland.

Det är möjligt att bygga nya kärnkraftverk så att de till och med tål ett kolliderande stort

passagerarplan utan påtagliga effekter på omgivningen. Beredskapen för flygplanskollisioner

skyddar även anläggningen för övriga yttre hot.

Den risk ett kärnkraftverk utsätter de boende i omgivningen för är mycket liten jämfört med många av de risker som människorna utsätts för i det dagliga livet. Mycket få olyckor med omgivningseffekter har inträffat vid kärnkraftverk. Därför kan inte risken beräknas med hjälp av olycksstatistik vilket sker inom många andra områden.

Med risk förstår vi sannolikheten för att vi utsätts för något oönskat inom en bestämd tidsrymd. Cirka trehundra finländare dör i vägtrafiken årligen. Med statistiken som grund är finländarens risk att dö i en trafikolycka under kommande år 300 dividerat med fem miljoner, dvs. 0,06 %.

De risker som kärnkraftverken medför bedöms beräkningsmässigt eftersom ett statistiskt underlag saknas. De olyckstyper som eventuellt förkommer vid ett kärnkraftverk samt olyckornas följdeffekter på omgivningen definieras. Risken för respektive

Kärnkraftens risker

typ av olycka bestäms enligt följdernas omfattning och sannolikheten för en olycka. Metoden kallas för sannolikhetsbaserad säkerhetsanalys. Sådana säkerhetsanalyser har utförts för en stor mängd kärnkraftverk i världen. I Finland har analyser utförts för både Lovisa och för Olkiluoto. Resultaten visar att den risk ett kärnkraftverk medför är en bråkdel jämfört med många risker i det dagliga livet.

Risken med kärnkraften upplevs ofta som mycket större än den verkligen är eftersom risken inte är frivillig. Vi accepterar risken med vår egen tobaksrökning eftersom vi fattar beslutet själva. Vi ställer oss redan mycket mer kritiska till risken vid passiv rökning. En risk som samtidigt gäller många människor upplevs också som mycket farligare än en risk som bara avser en människa per gång. Nya och okända risker betraktas helt naturligt med större misstro än gamla välkända faromoment.


Radioaktivitet är en egenskap hos atomkärnan att spontant omvandlas till en annan kärna. Omvandlingsförloppet benämns ofta för radioaktivt sönderfall trots att kärnan bibehåller nästan den ursprungliga storleken. Under omvandlingen kan en liten mängd material lämna kärnan i form av en neutron eller som alfa- eller betapartiklar eller som enbart energi i form av gammastrålning. Gammastrålningen är en elektromagnetisk vågrörelse på samma sätt som synligt ljus och röntgenstrålar. Efter omvandlingsförloppet är kärnan en vanlig stabil atomkärna eller så kan den vara en fortsatt radioaktiv kärna och omvandlas på nytt tills den når stabil form.

Radioaktiva ämnen finns överallt. Så har det varit från världsalltets ursprung. De radioaktiva ämnen som uppstått genom människans verksamhet är därför inget nytt fenomen i världen. Den mängd radioaktiva ämnen som förekommer i naturen är den överlägset största delen av den radioaktivitet som finns omkring oss.

Måttet på radioaktivitet är antalet kluvna kärnor per sekund i det undersökta ämnet och mätenheten är becquerel (Bq). Om ett ämnes aktivitet är en becquerel förekommer en klyvning per sekund i ämnet. Radioaktiva atomer är oftast blandade i något material som inte är radioaktivt. I detta fall är det praktiskt att mäta det aktuella ämnets halt av radioaktivitet till exempel i enheten becquerel per liter (Bq/l) eller becquerel per kilogram (Bq/kg). Vissa radioaktiva ämnens atomer har en stor sannolikhet för omvandling och det radioaktiva sönderfallet sker i snabb takt. Andra ämnens atomer sönderfaller i låg takt.

Sönderfallets hastighet anges med begreppet halveringstid. Under halveringstiden sönderfaller hälften av det aktuella ämnets kärnor och hälften är

Radioaktivitet och strålning

oförändrade. Efter ytterligare en halveringsperiod är hälften av de återstående kärnorna kvar oförändrade, dvs. en fjärdedel o.s.v. Halveringstiderna varierar betydligt. Vissa radioaktiva ämnen har en mycket kort halveringstid, till och med endast bråkdelar av en sekund. Andra ämnens halveringstid kan vara miljarder år.

I samband med sönderfallet slungas partiklar och energivågor ut ur den radioaktiva kärnan vilket med en gemensam benämning kallas strålning. När strålningen träffar ett objekt överförs energin till objektets material. Radioaktiviteten däremot överförs inte till objektet med strålningen och ett material som utsätts för strålning blir inte radioaktivt. En alfapartikel förlorar snabbt energin när den rör sig i ett material, dvs. räckvidden är kort. En betapartikels massa är mycket mindre än en alfapartikel och betapartikeln kan tränga djupare in i ett material. På grund av den elektriska laddningen bromsas partikeln ändå rätt snabbt i materialatomernas elektriska fält. Gammastrålningen kan, på grund av att den saknar massa, tränga genom tjocka materiallager. Strålningens styrka minskar i förhållande till tjockleken hos det material strålningen passerar.

Strålningens effekter beror på den energimängd som överförs till materialet. De biologiska effekterna är dessutom beroende på hur effektivt det aktuella strålningsslagets energi överförs från strålning till vävnader. Strålningens effekter beror däremot inte på det radioaktiva ämne som strålningen kommer från.

Ett mått på strålningen som beaktar de biologiska effekterna är stråldos. Enheten för stråldos är sievert (Sv). Oftast är sievert ett opraktiskt stort mått på en dos och ofta används tusendelen av en sievert, millisievert (mSv) eller tusendelen av en millisievert, mikrosievert (µSv).

Olika strålningsslag dämpas på olika sätt

pappersark aluminiumskiva tjock betongvägg

alfa

gamma

beta


Huvuddelen av den strålning som träffar människan kommer från radioaktiva ämnen i markgrunden, från rymdens kosmiska strålning och från radioaktiva ämnen i människokroppen. Endast drygt 15 % av en människas genomsnittliga stråldos beror på mänsklig verksamhet, såsom strålning i medicinsk användning, och endast under 0,1 % kommer från kärnkraften.

För finländarna är markgrundens radon den viktigaste strålningskällan i naturen. Radon är en ädelgas som sänder ut alfastrålning. Halveringstiden är 3,8 dygn. Radon uppkommer som ett mellan-stadium i sönderfallskedjan hos det uran som finns i vår berggrund. Eftersom radon är en gas sipprar den ut ur markgrunden och påverkar människan främst genom inandningsluften. I vissa områden kan människor också utsättas för radon i brunnsvatten. Radon orsakar i genomsnitt en årlig dos på 2 mSv hos finländarna men de största uppmätta doserna är mångfalt större än genomsnittet. Radonet i sig är inte särskilt farligt eftersom det är en ädelgas som lämnar kroppen rätt snabbt. Radonets klyvningsprodukter är däremot fasta ämnen. En del av dessa följer med andningsluften eller drickvattnet och blir kvar i kroppen samt bestrålar vävnaderna med såväl alfa-, beta- som gammastrålning.

Den kosmiska strålningen orsakas av de kärnreaktioner som pågår i solen och i andra stjärnor i vintergatan. Den kosmiska strålning som når jordens yta har dämpats betydligt under passagen genom atmosfären. Högre upp är strålningen betydligt kraftigare. Den genomsnittliga stråldosen i Finland vid havsytan är cirka 0,3 mSv per år, men till exempel i bergstrakter på 2 km höjd är den årliga stråldosen dubbelt så stor.

Människokroppen innehåller naturligt i

Strålkällor och -mängder

genomsnitt 140 gram kalium, av vilket cirka 0,01 % är den radioaktiva isotopen kalium-40. Dessutom finns små mängder av bl.a. uran, torium och radium i kroppen. Alla dessa ger en sammanlagd stråldos som är lika stor som den kosmiska strålningen.

Största delen av den strålning som orsakas av medicinsk användning av strålning kommer vid olika laboratorieundersökningar där röntgenbestrålning eller radioaktiva märkämnen används. I Finland utförs årligen över 5,5 miljoner medicinska eller odontologiska röntgenundersökningar. Den dos som olika undersökningar ger varierar betydligt, men är i medeltal under 1 mSv per undersökning. Alla undersökningar sammanlagt ger finländarna i genomsnitt en årlig dos på cirka 0,5 mSv.

Även de kärnvapenprov som har utförts i atmosfären ger fortfarande en liten exponering. Sammanlagt har drygt 500 kärnvapenprov utförts i atmosfären på olika orter. De flesta utfördes under 1950- och 1960-talen. Det största nedfallet efter kärnvapenprov nådde jordens yta i början av 1960-talet efter explosioner i atmosfären. Då gav nedfallet finländarna en exponering på som mest 0,4 mSv per år (renskötare i Lappland). I dag är den genomsnittliga dosen som finländarna får av kärnvapenproven cirka 0,01 mSv per år.

Den stråldos som människor utsätts för från kärnkraftverken vid normal drift är som mest någon tusendel av en millisievert per år. Dosen utgör endast en tusendel av den dos som vi får från naturens bakgrundsstrålning, radon och användningen av medicinsk strålning.

Finländarnas genomsnittliga stråldoser från olika strålkällor är totalt 3,7 mSv per år.


I Finland är stråldosgränserna fastställda i social- och hälsovårdsministeriets beslut om strålskydd. Den årliga dosen för en person som utsätts för strålning i arbetet får inte överstiga gränsen 50 millisievert och summan av fem års doser får inte överskrida 100 millisievert. Som årlig dos för en person som lever i ett område påverkat av en strålkälla har 1 millisievert fastställts. I omgivningen kring kärnkraftverk tillämpas en lägre gräns enligt Strålsäkerhetscentralens anvisningar. Den dos som en anläggnings utsläpp medför får inte överstiga 0,1 millisievert per år.

Stråldoserna för personer i strålningsutsatt arbete är de samma i flera länder. De bygger på rekommendationer från internationella strålskyddskommissionen (ICRP). Gränserna är ställda så att de risker strålningen medför är små i jämförelse med de övriga risker som en människa utsätts för.

Personalens övervakningDoserna för personer som utsätts för strålning i sitt arbete övervakas med personliga dosmätare. Doserna rapporteras regelbundet till strålskyddsmyndigheten som förvarar doshistoriken för personer som varit i strålningsutsatt arbete under personens hela livstid. Individuell dosmätning och uppföljning är en orsak till att den tillåtna årliga dosen för denna grupp är högre än för andra.

Omgivningens övervakningDoserna för personer i ett område som påverkas av en strålkälla följs inte alltid med individuella mätningar. Oftast beräknas doserna med hjälp av teoretiska modeller. Beräkningsgrunden för doserna

Stråldosgränser

i ett kärnkraftverks omgivning är till exempel de uppmätta utsläppen av radioaktiva ämnen från anläggningen. En mätning av doserna i omgivningen är i praktiken omöjlig eftersom de doser som orsakas av utsläppen är för låga för att kunna urskiljas från den naturliga bakgrundsstrålningens tidsmässiga och geografiska variationer. Med beräkningsmetoder är det också möjligt att beakta den dos som utsläpp orsakar i framtiden.

Halten av radioaktivitetMed dosgränserna som grund har myndigheterna satt gränser för halten av radioaktivitet i till exempel andningsluft, dricksvatten och livsmedel. Vid fastställandet av gränserna har utgångspunkten varit att ett livsmedel med den aktuella halten radioaktivitet skall kunna användas kontinuerligt som näring utan att aktiviteten medför en årlig strålningsdos i kroppen nu eller i framtiden som överstiger dosgränsen.

Strålsäkerhetscentralen har fastställt gränsen för cesiumhalten i renkött till 3000 becquerel per kilogram. För att nå den tillåtna dosgränsen, dvs. en årlig dos på 5 millisievert, krävs att kroppen får 200 000 becquerel cesium per år. Utifrån detta kan man räkna ut att det är tillåtet att äta 66 kg av det aktuella renköttet per år utan att överskrida den tillåtna dosgränsen.

Den årliga stråldosen för anläggningspersonal i Finland och i Europa

Källor: STUK, OECD NEA


Radioaktiva ämnen sänder vid sönderfall ut joniserande strålning som är farlig för hälsan. Strålningens biologiska effekter bygger på den jonisering i cellerna som strålning orsakar, dvs. att elektriskt laddade atomer uppstår. Den kan skada cellerna antingen direkt eller indirekt och speciellt cellkärnans DNA-molekyler. Cellskadornas omfattning påverkas inte av om strålningen är konstgjord eller naturlig, men skadorna påverkas av längden på den tidsperiod under vilken stråldosen mottagits.

De radioaktiva ämnen som samlas i en människas kropp orsakar en inre stråldos vars storlek beror på det radioaktiva ämnets mängd, egenskaperna hos den utsända strålningen samt till vilket organ eller vilken vävnad det radioaktiva ämnet transporteras och hur det beter sig kemiskt. Bland de olika slagen av strålande ämnen är de alfaaktiva särskilt giftiga när de samlas i kroppen. Giftigheten ökas av att de ofta blir kvar under lång tid i kroppen.

Strålningens hälsoeffekter kan indelas i två grupper: effekter som leder till direkt omfattande cellförstöring och statistiska skadeeffekter som beror på slumpmässiga genetiska förändringar i en cell. Slumpmässiga skador är risken att insjukna i cancer och möjligheten att ärftliga skador uppträder hos efterkommande. De slumpmässiga skadorna visar sig först år efter exponeringen. Sannolikheten för en skada minskar när dosen minskar. Ju större dos desto fler cellers DNA blir påverkade. DNA-skadorna leder inte nödvändigtvis till hälsoeffekter. Det är mycket sannolikt att en DNA-skada korrigeras eller att skadan inte ställer till besvär. För att en skadad cell skall ge upphov till hälsoproblem måste den mångdubblas. Inte ens då är hälsoproblemen säkra eftersom många faktorer som inte beror på strålning också påverkar skadorna, t.ex. hormoner. Om en mutation uppstår i en könscell på grund av strålning eller andra orsaker och ur denna cell utvecklas en ny individ kommer mutationen att finnas i alla celler i

Strålningens effekter på människan

den nya individen. Detta kan medföra hälsoproblem för individen eller hans efterkommande.

Sambandet mellan strålning och cancer hos en människa har endast kunnat undersökas utifrån ytterst statistiska material, såsom offren i Hiroshima och Nagasaki och bl.a. från statistik avseende röntgenläkare i början av 1900-talet. Informationen i detta material gäller dock förhållandevis stora doser på ca 1000 mSv. I uppföljningsundersöknigar har man tydligast kunnat upptäcka en ökning av leukemi. Även lung-, hud- och sköldkörtelcancer har ökat betydligt. Någon cancerrisk som orsakas av små stråldoser har inte kunnat upptäckas hos befolkningen. Cancer är en mycket vanlig sjukdom och cancer orsakad av strålning kan inte särskiljas från cancer som uppkommit på annat sätt.

De direkta effekterna av strålning avser alltid stora doser inom en kort tid. En dos på ca 1000 mSv är en gräns under vilken det sannolikt inte uppstår några observerbara direkta symtom hos den person som utsatts för strålningen. Strålningen orsakar direkta sjukdomssymtom om dosen under kort tid, ca ett dygn, överstiger 1000 mSv. De första symtomen är illamående och feber samt vid större doser även inre blödningar i ett senare skede. Sannolikheten för att en person som fått en dos på under 2000 mSv skall tillfriskna är mycket stor. Prognosen försämras när dosen ökar och endast en liten del av sådana individer som fått en dos på 6000 mSv tillfrisknar.

Målet med strålskyddet är att på förhand förhindra att skadliga hälsoeffekter uppstår på grund av strålning. Principen är att under alla förhållanden förhindra direkta skador som orsakas av strålning. Målsättningen är att begränsa strålningens skadliga effekter på lång sikt, cancer och ärftliga effekter, så att de blir så begränsade som möjligt, dels med hjälp av dosgränser och dels genom att tillämpa principen om att strålningsexponeringen alltid skall hållas så låg som det praktiskt är möjligt.

Exempel på strålningens effekter och på stråldosgränser som tillämpas


De finländska kärnkraftverkens miljöeffekter har under hela drifttiden varit små och utsläppen endast en bråkdel av de tillåtna värdena. Kärnkraftverkens drift orsakar praktiskt taget inga försurande utsläpp eller koldioxidutsläpp. Elproduktionens CO

2-

utsläpp i Finland var 25 miljoner ton år 2003. Utsläppen skulle ha varit 18 miljoner ton större om den elenergi som producerades i Finland med kärnkraft hade producerats med kolkondenskraft.

Miljöeffekterna orsakade av ett kärnkraftverk vid normaldrift avser i huvudsak utsläpp av varmt kylvatten i havet.

KylvattenKylvattnet värms upp drygt 10 grader när det passerar genom anläggningen och värmen påverkar ett några kvadratkilometer stort område i havet. Kylvattnets effekter visar sig mest på vintern när kylvattnet åstadkommer ett isfritt område och ett område med svag is som försämrar möjligheterna att röra sig i området och försvårar vinterfisket. Temperaturhöjningen ökar också den biologiska aktiviteten i utloppsområdet. Samma effekt har det isfria området eftersom solljuset kan påverka vattnet under en längre tid av året. Detta orsakar en lindrig övergödning i närområdet kring utloppet. De ändringar som kylvattnet ger upphov till i flöden och temperaturer kan även ha effekter på förhållandet mellan olika fiskarter när fisken söker sig till lämpliga förhållanden. Utifrån upp-följningsundersökningar ser det ändå ut som om det uppvärmda vattnet skulle ha en positiv effekt, förutom på fiskarnas tillväxt även på fiskbeståndet.

Utsläpp av radioaktiva materialKärnkraftverkens tillåtna utsläpp av radioaktiva material i omgivningen är så fastställda att ingen som bor i anläggningens närhet kan få en stråldos större än 0,1 mSv per år. Utsläppen kan ske genom

Ett kärnkraftverks miljöeffekter

ventilationsskorstenen ut i atmosfären eller genom utloppskanalen för kylvatten ut i havet. Denna stråldos kan till exempel jämföras med den naturliga strålningen som människorna i Finland utsätts för och som är en dos på i genomsnitt cirka 3 mSv per år.

I praktiken har de stråldoser som de finländska kärnkraftverken utsatt miljön för varit långt under den tillåtna gränsen. De årliga doserna har varit högst några procent av de tillåtna. Det är omöjligt att genom mätning upptäcka doser i denna storlek i miljön eftersom de täcks av tusentals gånger större tidsmässiga variationer i naturens bakgrundsstrålning. De radioaktiva ämnen som har sitt ursprung i ett kärnkraftverk kan följas med de övervakningsinstrument i omgivningen som kan särskilja ämnen karakteristiska för ett kärnkraftverks utsläpp från naturens radioaktiva ämnen.

De vanligaste ämnena vid utsläpp i luften från lättvattenreaktorer är ädelgaser som uppstår vid fission (xenon och krypton), gasformiga aktiverings-produkter (främst kol-14) och halogener (jod). Största delen av de radionukleider som kommer ut i luften är så kortlivade att de endast kan upptäckas i anläggningens närmaste omgivning. Dessutom späds de radioaktiva ädelgaserna ut i atmosfären. De sjunker inte heller ned till markytan. Vid mätningar av de boende i närområdet har inga radioaktiva ämnen med ursprung i kärnkraftverket upptäckts.

Korrosionsprodukter och tillsatser i reaktor-kylvattnet aktiveras när vattnet strömmar genom reaktorn. Även aktiva ämnen ur bränslet kan hamna i vattnet. För att avlägsna dessa radioaktiva ämnen ur vattnet finns en primärkrets med ett reningsverk. De använda aktiverade jonbytarkvartserna från reningsverket flyttas till ett förråd för avfall i vätskeform där avfallen överförs i fast form för slutförvaringen. De största radioaktiva utsläppen i vatten består av tritium vars avlägsnande ur vattnet i praktiken inte lyckas. Ändå är tritiumutsläppen i praktiken endast cirka 10 % av de tillåtna.

Källa: STUK

Beräknad stråldos som finländska kärn-kraftverken har utsatt en person för som bor i närheten av anläggningen 1977 - 2003


Radioaktiva utsläppFör de radioaktiva ämnenas del är övervakningen av utsläpp det centrala i miljöövervakningen. Utsläppen i omgivningen kan endast ske via övervakade rutter. Utsläppen i gasform sker centralt genom anläggningens ventilationsskorsten. I skorstenen finns en provtagningsutrustning genom vilken en del av den utströmmande gasen passerar. De partikelformade ämnen som finns i provströmmen fastnar i provtagningsfiltret som byts och analyseras regelbundet. De gasformiga ämnenas radioaktivitet mäts med kontinuerligt fungerande aktivitetsmätare. Med regelbundna intervall tas även prover ur gasen för isotopanalyser. Med ett motsvarande provtagningsförfarande övervakas även aktiviteten i det avloppsvatten som anläggningen släpper ut i vattendragen.

Övervakning av strålningen i omgivningenOmgivningens stråldoser bestäms beräkningsmässigt utifrån uppmätta utsläppsmängder av radioaktiva ämnen. I beräkningsmodellerna beaktas de radioaktiva ämnenas spridning i atmosfären och vattendragen samt anrikningsfenomenen i olika näringskedjor. Dessutom utnyttjas kunskapen om hur människor i anläggningens närhet utnyttjar omgivningen för t.ex. jordbruk, fritidsaktiviteter och fiske. På detta sätt är det möjligt att bestämma de stråldoser människorna utsätts för via olika rutter.

Omgivningen runt ett kärnkraftverk övervakas med hjälp av mångsidiga stråldos- och radioaktivitetsmätningar. I mätprogrammet ingår en löpande mätning av omgivningens stråldoser och stråldoshastigheten vid ett flertal mätpunkter samt

Övervakning av miljöeffekterna

radioaktivitetsbestämningar av ett stort antal prover. I omgivningen insamlas enligt ett regelbundet program bl.a. luft-, regnvatten-, jord-, växt-, mjölk-, havsvatten-, sediment- och fiskprover. Med dessa kan en människa få i sig radioaktivitet eller med hjälp av dessa kan radioaktiva ämnens väg enkelt följas.

Övervakning av vattendragI det havsområde som omger ett kärnkraftverk övervakas även effekterna av det varma vattnet. Vattnets temperaturer övervakas genom kontinuerliga mätningar. Vattnets olika föroreningar följs upp med regelbundet tagna prover. I övervakningen av vattnets biologiska tillstånd ingår planktonundersökningar samt bestämningar av bottendjur och bottenväxter. Områdets fiskbestånd och fångster följs upp med regelbundet utförda fiskerinäringsutredningar.

OrganiseringEtt kärnkraftverks användare svarar i huvudsak för insamlingen av prover för omgivningsövervakning. Analysen av proven sker i ett speciallaboratorium som har tillgång till teknik för mätning av prover som innehåller ytterst begränsade mängder radioaktivitet. En av myndigheterna oberoende utförd provtagning och analys bekräftar och kontrollerar den miljöövervakning anläggningens användare utför.

Ett kärnkraftverks omgivningar övervakas kontinuerligt.

Bild: STUK


Uranet är ett förhållandevis vanligt grundämne. Den genomsnittliga halten av uran i jordskorpan är några gram per ton. Brytning börjar vara lönsam om uranets andel i ett ton malm är minst cirka ett kilogram, dvs. 0,1 %.

Färskt bränsleUranets väg till kärnbränsle börjar i gruvan där uranmalmen anrikas och renas till uranoxid (U

3O

8)

som innehåller 60-70 % uran. För följande steg i behandlingen, anrikningen, omvandlas uranet till en annan kemisk form, uranhexafluorid (UF

6), som

är ett gasformigt ämne vid temperaturer över 56° C. I denna form kan uranet anrikas i s.k. gasdiffusions- eller centrifuganläggningar. I dessa höjs halten av den lättare klyvbara uranisotopen U-235 från natururanets 0,7 % till i allmänhet minst 3 %. Det behövs 5,5 ton natururan för ett ton 3 % anrikat uran.

Det koncentrerade uranet omvandlas kemiskt till urandioxid (UO

2). Detta pressas till tabletter

som är 8-12 mm i diameter och 10 mm höga. Tabletterna placeras i långa metallrör, bränslestavar. Stavarna tillsluts gastätt i båda ändarna. Flera tiotals bränslestavar fästs vid varandra till knippen som bildar en kvadrat eller en sexkant i genomskärning, bränsleelement. Bränslet kommer till ett kärnkraftverk i form av sådana element.

I reaktorn klyvs en del av uran-235-kärnorna i allmänhet till halvtunga atomkärnor och mängden uran-235 minskar. När bränslet avlägsnas ur reaktorn är bränslets halt av uran-235 ungefär av samma klass som natururanets.

Bränsleomloppet

Använt kärnbränsleDet kärnbränsle som avlägsnats ur reaktorn lagras i början temporärt i kraftverket. Efter några år flyttas bränslestavknippena till ett mellanlager. Det vanligaste mellanlagret är en cirka 10 meter djup bassäng med ställningar i vilka bränslestavknippena placeras. Vattnet i bassängen hålls ungefär vid rumstemperatur med ett kylsystem. Dessutom hålls vattnet ytterst rent med filter för att förhindra korrosion av materialet i bränslets kapsel. Vattnet kyler bränslestavknippena och skyddar omgivningen mot strålning.

Under lagringen minskar radioaktiviteten och därmed värmeutvecklingen väsentligt, vilket underlättar hanteringen och transporten av bränslet. Använt bränsle kyls i mellanlager i minst 20 år före slutförvaring.

Använt kärnbränsle innehåller förutom uran-235 bl.a. plutonium (0,5-1 %) som är användbart som kärnbränsle. Både uran och plutonium kan tas till vara genom upparbetning av det använda kärnbränslet och därefter användas vid tillverkningen av nytt bränsle. Ett ton uran lämnar som egentligt avfall cirka 30 kg klyvningsprodukter och bränslestavknippets metalldelar. Ett alternativ till upparbetningen av bränslet är en direkt slutförvaring i berggrunden.

Endast en liten del av det använda bränslet upparbetas. Det låga intresset för upparbetning beror främst på uranets låga pris jämfört med kostnaderna för hanteringen av använt bränsle. I Finland upparbetas inte använt bränsle, bl.a. på grund av den begränsade mängden bränsle.

Kärnbränslets cirkulation

Kuva: TVO

Minskningen av radioaktiviteten i använt bränsle


Enligt den finländska kärnenergilagen skall allt radioaktivt avfall som uppkommer i Finland omhändertas och slutförvaras i Finland. Radioaktivt avfall klassindelas i låg- och medelaktivt driftavfall samt högaktivt använt kärnbränsle. Med driftavfall avses allt radioaktivt avfall som uppstår vid ett kraftverk, såsom jonbytarhartser och filtermaterial som bildas vid processvattenrening, maskindelar, rör och skyddskläder som tas ur bruk.

DriftavfallEndast en bråkdel av driftavfallet tillhör den aktivitetsmängd som ingår i använt bränsle. De radioaktiva ämnenas halveringstider varierar från några år till några decennier. I Finland samlas sammanlagt drygt 400 kubikmeter kraftverksavfall per år.

Låg- och medelaktivt driftavfall slutförvaras förpackade i tunnor på kraftverksområdet i utsprängda klippgrottor på ca 70-100 meters djup. Även kraftverkens rivningsavfall placeras i tilläggstunnlar som drivs i dessa utrymmen. I Olkiluoto började slutförvaringen redan år 1992 och Lovisa fick användningstillstånd till en egen bergsgrotta i början av år 1998.

Använt kärnbränslePlaneringen av slutförvaringen av använt kärnbränsle inleddes i Finland redan när anläggningarna byggdes. Undersökningarna har avancerat från en screening som täcker hela Finlands berggrund till mer detaljerade fortsatta undersökningar för vilka år 1992 valdes Olkiluoto i Euraåminne, Romuvaara i Kuhmo, Kivetty i Äänekoski samt senare Hästholmen i Lovisa. Undersökningarna hittills har redan visat att den teknik som krävs för slutförvaring redan finns och att slutförvaringen i berggrunden kan genomföras på ett säkert sätt.

Riksdagen fastställde våren 2001 statsrådets principbeslut att bygga en slutförvaringsanläggning i Olkiluoto. Våren 2002 godkände riksdagen principbeslutet att utöka slutförvaringsanläggningen så att även det använda bränslet från Finlands femte kärnreaktor ingår. Slutförvaringsutrymmena och byggnaderna ovan jord byggs så att slutförvaringen kan inledas år 2020. Avsikten är att tillsluta

Kärnavfallshantering i Finland

slutförvaringsutrymmena först efter år 2100 eftersom även det använda bränslet från den femte reaktorn i Finland som uppkommer under 60 års drift slutförvaras i utrymmena.

SlutförvarFör finländska förhållanden är den bästa slutförvaringen att placera avfallet djupt i berggrunden. Det slutförvaringsutrymme som skall byggas i det cirka två miljarder gamla, seismiskt stabila urberget ger säkra förhållanden för slutförvaring av använt kärnbränsle. Slutförvaringsutrymmet bildas av ett tunnelnät som kommer att sprängas i berggrunden på cirka 500 meters djup. Bränslet, som förpackas i dubbla metallkapslar, placeras i lodräta schakt som borrats i tunnelgolvet eller i långa vågräta tunnlar. Mellanrummet mellan kapseln och schaktet fylls med bentonitlera som expanderar vid absorbering av grundvatten och bildar ett tätt skyddsskikt runt kapseln.

I Finland planeras en slutförvaring av använt kärnbränsle

i berggrunden på cirka 500 meters djup. Bild : Posiva


Både driftavfallens och det använda kärnbränslets förvaringsgrottor och transporttunnlar fylls till slut med en blandning av bergkross och bentonit och tillsluts. Utrymmena fylls så småningom med grundvatten. Avfallen skyddas dock genom många tekniska och naturliga barriärer som hindrar och bromsar frigörandet av de radioaktiva ämnena ur slutförvaringsutrymmet in i berggrunden och ämnenas fortsatta rörelse till den organiska naturen. Förvaringsplatsen är vald i så homogent berg som möjligt där grundvattnets rörelse är mycket liten. De radioaktiva ämnenas rörelse är också långsam eftersom ämnena i grundvattnet fastnar på sprickornas ytor och i bergets porer. En eventuell radioaktivitet som efter lång tid följer med grundvattnet till markytan är så liten att den stråldos en människa utsätts för är försumbar jämfört t.ex. med den dos som följer av den naturliga bakgrundsstrålningen.

Slutförvaringens säkerhet tryggas genom att i beräkningarna beakta även mycket osannolika händelser. Till de analyserade händelserna hör störningssituationer som har ytterst liten sannolikhet för att inträffa såsom istider med tillhörande förkastningsrörelser, landhöjning, jordskalv och bildandet av nya svaghetsplan. Inte heller en människas oavsiktliga aktivitet i närheten av förvaringsplatsen utgör någon fara för förvaringens säkerhet.

OrganiseringKärnkraftbolagen är ansvariga för ett säkert genomförande av hanteringen av radioaktivt avfall och för de kostnader detta medför tills avfallet är slutförvarat på ett sätt som Strålsäkerhetscentralen godkänner. År 1996 inledde Posiva Oy, ett företag som kärnkraftbolagen bildat, sin verksamhet. Företagets uppgift är att sköta forskningen kring slutförvaringen av använt kärnbränsle och, när det blir aktuellt, sköta byggandet och driften av utrymmena. Handels- och industriministeriet (HIM) beslutar om metoden för slutförvaringens genomförande och tidplan, samt övervakar avfallshanteringsfunktionerna och branschens forsknings- och utvecklingsarbete. Strålsäkerhetscentralen sköter övervakningen av anläggningarnas och verksamhetens säkerhet.

HIM fastställer årligen en kärnavfallsavgift som kraftbolagen betalar till statens kärnavfallsfond för att täcka de kommande kostnaderna för avfallshanteringen. De nödvändiga medlen samlar kraftbolagen in på förhand i kärnkraftselektrici-tetens pris. Avfallshanteringsmedlen måste täcka alla kostnader för hanteringen av kärnavfallet och slutförvaringen samt förberedelserna för dessa, samt kostnaderna för rivningen av kärnkraftverket och slutförvaringen av rivningsavfallet. Kostnaderna för beredskapen för kärnavfallshantering utgör sammanlagt cirka 10 % av produktionskostnaderna för kärnkraftsel.

Utrymme för slutförvar av lågaktivt avfall i Olkiluoto. Bild: Posiva


Kärnenergiländerna har under de senaste två decennierna använt mycket resurser på kärnavfallshantering. Hanteringen av medel- och lågaktivt avfall har avancerat i många länder ända till slutförvaringsfasen, bland annat i Sverige, Frankrike, Spanien, Japan och USA. I Finland har låg- och medelaktivt kärnavfall slutförvarats i Olkiluoto från år 1992 och i Lovisa från år 1998.

Hanteringen av högaktivt avfall är i planeringsfasen. En slutförvaring av kärnavfall i mark- eller berggrund krävs i alla för närvarande kända hanteringsmetoder. Olika avfallshanterings-alternativ övervägs och kärnkraftsstaterna utför ett omfattande gemensamt forskningsarbete. Europeiska unionen har till exempel under de senaste åren försökt harmonisera kärnavfallshanteringen i Europa. I världen har en mängd använt kärnbränsle som motsvarar cirka 200 000 ton uran samlats. Största delen av bränslet är lagrat i mellanlager. En del är upparbetat.

Med högaktivt avfall avses använt kärnbränsle som man avser slutförvara som sådant eller högaktiva avfallsmaterial som separerats under upparbetningsprocessen av använt kärnbränsle. Det uran och plutonium som separeras under processen kan på nytt användas till bränsle men upparbetningen eliminerar inte helt behovet av avfallshantering. Högaktivt bränsle stabiliseras i glas och slutförvaras sedan på samma sätt som använt bränsle. Dessutom samlas medel- och lågaktivt avfall under upparbetningsprocessen. Kommersiella upparbetningsanläggningar är i drift i bl.a. Frankrike, Storbritannien och Ryssland. Från dessa returneras avfallet till kunderna för slutförvaring.

Det finns också förslag på att hälsofarliga atomer skulle kunna förstöras med hjälp av transmutation. Med transmutation avses i det här sammanhanget att ändra långlivade radionukleider till kortlivade eller stabila genom kärnreaktioner som åstadkoms med neutroner. Genom transmutation skulle det i praktiken inte vara möjligt att förstöra alla långlivade radioaktiva material så att slutförvaring kunde undvikas helt. I princip är transmutationen möjlig men den kräver decennier av utvecklingsarbete, upparbetning och ämnens separering samt avsevärda investeringar.

Som alternativ till geologisk slutförvaring i berg- eller markgrund har också en tillsvidare fortsatt mellanlagring föreslagits. Lagringen som planeras för obestämd tid kräver att de kommande samhällena förblir stabila och klarar av att fortsättningsvis ta hand om lagringen. Inga garantier finns för

Kärnavfallshantering i världen

detta. Samhällena har även en naturlig tendens att anpassa sig till lagringsanläggningarnas existens och närhet samt så småningom glömma riskerna som i verkligheten kan öka när övervakningen och underhållet försämras. Om den nuvarande generationen dröjer med slutförvaringen därför att man väntar på teknisk utveckling eller för att mellanlagringen är billigare, kan man inte heller förvänta sig att de kommande generationer fattar beslut om slutförvaring. Att överföra ansvaret på kommande generationer kan ses som etiskt felaktigt.

Övervakning av kärnavfallshanteringenKärnavfallets övervakning hör främst till de nationella myndigheterna som i Finland representeras av handels- och industriministeriet samt Strålsäkerhetscentralen. Internationella atomenergiorganisationen (IAEA) som finns i Wien har en överstatlig, styrande roll. De länder som förbereder kärnavfallshanteringen godkände 1997 ett allmänt avtal som utarbetats inom ramen för IAEA och enligt vilket varje land regelbundet rapporterar sin kärnavfallshantering till de andra länder som har undertecknat avtalet. IAEA använder inte avtalet som ett tvångsmedel utan snarare som en sporre. Avtalsländerna kan även framföra sitt missnöje med bristerna i ett annat lands kärnavfallshantering.

Den globala kärnavfallshanteringen följs bland annat av OECD-ländernas kärnenergiorganisation NEA (Nuclear Energy Agency). NEA:s kärnavfallskommitté konstaterade år 1995 att slutförvaring i bergrunden eller i någon annan geologisk miljö är den lämpligaste bland strategierna för kärnavfallshantering. Enligt kommittén tar slutförvaringen i berggrunden ”i beaktande rättvisan mellan generationerna”. NEA framhåller även en stegvis genomföring av slutförvaringen. Stegvis genomförd kan metoderna för avfallshanteringen modifieras om den vetenskapliga utvecklingen eller förändringar i samhället ger anledning till detta.

Slutförvaringsplaner i olika länderI Sverige koncentreras planerna på kärnbränslets avfallshantering liksom i Finland på geologisk slutförvaring i berggrunden. I Sverige väljs slutförvaringsplatsen för använt kärnbränsle 2007-2008 och inledningen av slutförvaringen planeras till omkring år 2017.

I Frankrike är planeringen av använt kärn-bränsles avfallshantering uppdelad i tre olika


forskningsområden: upparbetning, direkt slut-förvaringen skall fortsätta.

I USA har beslut fattas om direkt slutförvaring för använt kärnbränsle. Som slutförvaringsplats har en formation av förstenad aska i Yucca Mountain i Nevada valts. Undersökningar har redan utförts i många år i området. År 1996 borrades en cirka åtta kilometer lång tunnel i Yucca Mountain på den plats där man har för avsikt att senare bygga de egentliga slutförvaringsutrymmena för delstatens använda kärnbränsle. Efter lämplighetsutredningar och tillståndsförfarande är avsikten att fortsätta byggandet så att slutförvaringsverksamheten kan inledas år 2010.

Hanteringen av Storbritanniens använda kärn-

bränsle bygger på upparbetning. I Sellafield finns en upparbetningsanläggning för använt kärnbränsle. Inga planer finns i dag för slutförvaring av det högaktiva avfall som samlas vid upparbetningen i Storbritannien och inga förberedelser för slutförvaring har inletts.

Ryssland har stor erfarenhet av kärnavfalls-hantering men det finns många brister i den nuvarande avfallshanteringen. Förberedelserna för slutlig förvaring har ännu inte avancerat särskilt långt. Rysslands viktigaste lager och behandlingsanläggning för använt kärnbränsle finns i Majak i Uralområdet. Hit transporterades tidigare även använt kärnbränsle från kraftverket i Lovisa.

Undersökningar av högaktivt avfalls slutförvaring

ÄspöOskarshamnÖsthammar

Olkiluoto

Tono Kamaishi

URL

Bure

Grimsel

Yucca Mountain

Underjordiskt forskningslaboratorium

Kandidatort för slutförvaring

Källor: STUK, World Nuclear Association


För transporter av farliga ämnen finns speciella bestämmelser i vilka ämnena enligt egenskaper indelas bl.a. i grupper med explosions-, brand- eller strålningsrisk. Transporterna av radioaktiva material utgör cirka ett par procent av alla transporter av farliga material. Radioaktiva ämnen transporteras för användning i sjukhus, inom industrin och för forskning samt i samband med kärnkraftverkens bränsle- och avfallshantering.

Radioaktiva ämnen transporteras med alla olika transportformer: på landsväg, på järnväg, med flyg och med båt. De flesta förpackningarna som innehåller radioaktiva ämnen transporteras som normalt fraktgods med annat gods. Under transporten hålls de radioaktiva förpackningarna separerade från passagerar- och personalutrymmen och får inte förvaras i utrymmen som obehöriga har tillträde till.

De kärnmaterial som transporteras för tillverkning av kärnkraftverksbränsle och färskt bränsle är inte så aktiva att hanteringen skulle innebära någon väsentlig strålningsrisk. I Finland utförs några transporter av färskt bränsle per år. Även den största delen av det kärnavfall som uppkommer i ett kärnkraftverk är ganska lågaktivt. Låg- och medelaktiva avfall som uppkommer vid dessa anläggningar transporteras knappast alls på allmänna vägar i Finland, eftersom de behandlas och slutförvaras på anläggningsområdet.

Använt bränsleDe mest radioaktiva materialen finns i transporterna av använt bränsle eller högaktivt avfall från ett kärnkraftverk. Det använda bränslet förvaras efter

Transport av kärnavfall

uttagningen ur reaktorn vid kärnkraftverket i några år innan det transporteras från kraftverket till mellanlagring. Under lagringen minskar bränslets radioaktivitet betydligt. Många gasformiga isotoper hinner förlora nästan all radioaktivitet. I Finland förekommer för närvarande inga transporter av använt bränsle, utan bränslet väntar i anläggningsområdets mellanlager på en inhemsk slutförvaring.

Av transportförpackningarna för högaktivt avfall krävs många sådana hållfasthets- och materialegenskaper som gör att de tål eventuella olyckor. Påkänningarna vid olyckstesterna är valda så att de är större än de påkänningar förpackningen skulle kunna utsättas för vid en verklig transportolycka. Dessutom skall konstruktionen kunna leda bort den resteffekt som uppstår i bränslet eller avfallet och garantera att kriticitet inte nås, samt ge ett tillräckligt strålskydd för gamma- och neutronstrålning.

Använt bränsle transporteras i allmänhet med specialkonstruerad utrustning. Av landsvägs- och järnvägsmateriel krävs specialkonstruktion redan på grund av den stora vikten hos transportförpackningen. För sjötransporter finns ett tiotal specialutrustade fartyg i världen.

Använt bränsle har transporterats i stor omfattning i världen under årtionden och vad som är känt har inga sådana transportolyckor inträffat där det transporterade radioaktiva materialet skulle ha medfört skadliga hälsoeffekter. Från många länder i Europa och från Japan förs använt bränsle till Frankrike och Storbritannien för upparbetning, där uran och plutonium som är dugligt som råvara separeras ur bränslet. Upparbetningsländerna sänder tillbaka allt avfall samt det utvunna uranet och plutoniumet till avsändarlandet. Från Japan har cirka hundra transporter med specialbyggda fartyg utförts. I Sverige transporteras allt använt bränsle från kärnkraftverken sjövägen till ett gemensamt lager vid kärnkraftverket i Oskarshamn. Årligen utförs cirka 15 sådana transporter.

Transportbehållarna för radioaktivt material måste uppfylla stränga internationella säkerhetsbestämmelser.Bild: Posiva


Världens första kommersiella kärnkraftverk togs i drift i slutet av 1950-talet. De äldsta anläggningarna har därigenom redan överskridit den teoretiskt ställda livslängden på 30-40 år som utgjorde basen för konstruktionen. Vid många anläggningar är det möjligt att fortsätta driften längre än planerat. Anläggningens kondition och uppfyllande av säkerhetskraven är en viktigare faktor för driften än den beräknade livslängden på konstruktionen.

Den tekniska livslängden bestäms främst av utrustningens åldring, slitage och annan försämring av tillgängligheten. Hit hör även konstruktionsmaterialens utmattning när de utsätts för olika belastningar. Under driften i anläggningen sker en uppföljning av alla delar av anläggningen som är viktiga för driften och säkerheten genom kontroller och tester. Med hjälp av dessa får man i sista hand indikationer på när anläggningens tekniska livslängd närmar sig sitt slut.

Livslängden för reaktorns tryckkärl kan vara en teknisk faktor som bestämmer en anläggnings livstid. Materialegenskapernas försämring på grund av neutronstrålningen sätter en gräns för ett tryckkärls livslängd. Tryckkärlets stora dimensioner och vikt samt den höga strålningsnivån i kärlets material och omgivande konstruktioner försvårar både rivningen av ett gammalt tryckkärl och installationen av ett nytt kärl.

Erfarenheter av rivningarI Finland är målsättningen att livslängden för anläggningarna i Lovisa blir 50 år och för anläggningarna i Olkiluoto 60 år. Förutsättningarna för en lång livslängd är att anläggningarna

Kärnkraftverkens livslängd och rivning

konstateras vara i ett skick som överensstämmer med säkerhetskraven och att driften är ekonomiskt lönsam. Preliminära planer har utarbetats för rivningen. Planerna kompletteras löpande enligt de erfarenheter som kommer från annat håll samt utifrån forsknings- och utvecklingsarbete. Byggnadernas radioaktiva rivningsavfall slutförvaras i de underjordiska bergsutrymmen som finns på anläggningsområdet tillsammans med driftavfallet.

Hittills finns rätt liten erfarenhet av kärnkraftverks slutförda rivningar i världen. Förutom anläggningens ålder har orsaken till rivningen oftast varit att ombyggnaden av en redan föråldrad anläggning för att motsvara de hårdare säkerhetsbestämmelserna ansetts vara ekonomiskt olönsam. De flesta hittills nedlagda anläggningar har också varit anläggningstyper som främst byggts i provningssyfte.

Det företag som äger ett kärnkraftverk ansvarar för anläggningens rivning. I många länder, bl.a. i Finland, måste de medel som behövs för rivningen fonderas på förhand.

Utförande av rivningI första skedet av rivningen avlägsnas bränslet, radioaktivt avfall och annat ”löst” kraftigt radioaktivt material. Anläggningens processystem sluts så att de radioaktiva material som finns på inre ytor inte kan spridas ut i anläggningsutrymmena. Detta skede pågår i allmänhet i några år. Det är fördelaktigt med tanke på rivningskostnader och säkerhet att bevara anläggningen i detta tillstånd under några decennier. Under denna tid hinner radioaktiviteten sjunka till en bråkdel av den ursprungliga vilket gör det slutliga rivningsarbetet enklare och orsakar mindre strålning för rivningspersonalen.

En anläggnings rivning är även möjlig direkt efter driftens nedläggning. De mest radioaktiva komponenterna måste i detta fall hanteras med fjärrstyrda redskap. Vid en fördröjd rivning är det möjligt att i större omfattning tillämpa normala tekniska metoder.

Slutförvaringsutrymme för driftavfall och det rivningsavfall som uppkommer senare när kraftverkets rivning genomförs, Olkiluoto.

byggtunnel

medelaktivtavfall

kontrollrumsbyggnad

lågaktivtavfall

schakt

drift-tunnel

hall

kontrollrumsbyggnad


Enligt kärnenergilagen kräver uppförandet av ett kärnkraftverk statsrådets principbeslut om att anläggningen överensstämmer med samhällets helhets-intresse. Enbart statsrådets positiva principbeslut är ändå inte tillräckligt utan frågan behandlas i riksdagen som antingen godkänner eller förkastar beslutet. Innan principbeslutet träder i kraft får inte den som söker tillståndet ingå ekonomiskt betydande upphandlingsavtal som avser uppförandet av anläggningen.

Principbeslutet kräver utredningar om kraftverket, dess miljöeffekter och säkerhet från den tillståndssökande samt olika instansers bedömning om utredningarnas tillräcklighet. Strålsäkerhetscentralen (STUK) ger en preliminär säkerhetsbedömning av anläggningen. Olika parter såsom miljöministeriet samt kommunfullmäktige i den planerade placeringskommunen samt grann-kommunerna ger sina utlåtanden om projektet. Dessutom har kommuninvånarna möjlighet att framföra sina åsikter skriftligt och muntligt.

Ett positivt principbeslut är en förutsättning för ett byggnadstillstånd. Detta beviljas av statsrådet. För byggnadstillståndet krävs en s.k. preliminär säkerhetsspecifikation för anläggningen. Detta är ett omfattande tekniskt dokument. Dokumentet innehåller detaljerad information om anläggningens omgivning, konstruktion och beteende både vid normal funktion och i tänkbara störningslägen.

Statsrådet beviljar kärnkraftverket drifttillstånd när hela kärnkraftverket är färdigt för drifttagning. Drifttillståndet förutsätter att byggnadstillståndets bestämmelser har följts vid uppförandet, att Strål-säkerhetscentralen har fastställt att anläggningen uppfyller ställda säkerhetskrav, att kärn-avfallshanteringens arrangemang och finansiering

Beslut om kärnkraftverk och övervakning av kraftverkets drift

är tillräckliga och att anläggningens driftspersonal har ändamålsenlig kompetens och utbildning.

Myndigheter och övervakningStrålsäkerhetscentralen är den tekniska kontroll-myndighet som övervakar kärnkraftverkens upp-förande och drift. En samling anvisningar som Strålsäkerhetscentralen utarbetar och upprätt-håller bestämmer de tekniska säkerhetskrav som ett kärnkraftverk i Finland måste uppfylla. Strål-säkerhetscentralens tillsynsförfarande när ett kärn-kraftverk byggs omfattar förhandsgranskning av utrustning och konstruktioners planer samt över-vakning av tillverkning och drifttagning.

Under driften utför Strålsäkerhetscentralen regelbundna kontroller av anläggningens drift-, underhålls- och övervakningsfunktioner. Dessutom lämnar verksamhetsidkaren regelbundet rapporter om anläggningens beteende till Strålsäkerhescentralen. Dygnsrapporten innehåller information om anläggningens driftshändelser under föregående dygn. Produktionsinformationen och olika systems övervakningsresultat, liksom personalens stråldoser, rapporteras per månad. Utsläpp av radioaktiva material rapporteras kvartalsvis. Speciella situationer och driftstörningar rapporteras per fall.

Statsrådet beviljar byggnads- och drifttillstånd för ett kärnkraftverk. Förutsättningarna för att få tillstånden är ett principbeslut som fastställts

av riksdagen.

I Finland övervakar Strålsäkerhetscentralen bl.a. livsmedlens halter av radioaktivitet.

Kuva: Valtioneuvosto

Kuva: STUK

Bild:Statsråde

Bild: STUK


Enligt kärnenergilagen krävs tillstånd beviljat av handels- och industriministeriet för import, innehav och användning av kärnbränsle. Strålsäkerhets-centralen övervakar tillverkning, transport, förvaring, hantering och användning av kärnbränsle.

Inom ramen för det icke-spridningsavtal som trädde i kraft i mars 1970 övervakas kärnbränslen även av det internationella atomenergiorganet, IAEA. Övervakningens syfte är att fastställa att kärnämnen endast används för fredliga ändamål. När Finland blev medlem i EU år 1995 överfördes de praktiska övervakningsåtgärderna till Euratom.

Enligt det övervakningsavtal som träffades

Övervakning av kärnämnen

med IAEA har atomenergiorganets inspektörer tillträde till alla de platser där kärnmaterial som övervakas finns. Genom regelbundna inspektioner kontrollerar organets representanter det övervakade materialets placering, mängd och sammansättning. Med hjälp av ett bokföringssystem för kärnämnen följer organet de kvantiteter kärnmaterial som mottas i, importeras till och skickas från Finland.

Tillståndet för innehav av kärnbränsle kräver bevakning för att hindra obehöriga att komma åt kärnmaterial. De fysiska skydden måste fylla myndigheternas krav och skyddens funktion kontrolleras regelbundet.

Med en kärnexplosion avses en explosion som åstadkoms genom en okontrollerad klyvnings- (fission) eller sammansmältningsreaktion (fusion). Vid både fission och fusion uppstår så mycket energi att en rätt liten mängd material räcker för en explosion. Vid en fissionsexplosion behövs klyvbart material, uran eller plutonium. Anrikning av uran som kommer från naturen för bombtillämpning är dock en mycket krävande process och den teknologi som behövs för detta finns inte på många platser.

I ett kärnkraftverks reaktor finns i allmänhet bränsle för 3-5 år och bränslets anrikningsgrad är cirka 3-5 %. Största delen av det plutonium-

En bomb av bränslet?

239 som uppkommer i reaktorn ändras genom neutronbestrålning till tyngre plutoniumisotoper. En sådan blandning sammansatt av olika isotoper lämpar sig dåligt, om alls, som råvara för kärnsprängämnen. Vid tillverkningen av plutonium för militära ändamål hålls bränslet i reaktorn i endast några veckor för att inte tyngre plutoniumisotoper skall hinna uppkomma. Vapenplutonium måste vara minst 80-90 procentigt plutonium-239.

Olämpligheten för ändamålet lockar knappast till anskaffning av använt kärnkraftverksbränsle för vapenändamål. Dessutom skulle omvandlingen av använt kärnbränsle till sprängämne i praktiken utgöra en övermäktig operation för en enskild människa eller en liten terroristgrupp. Utsmugglingen av använt bränsle från ett kärnkraftverk är redan i sig en omöjlig uppgift. Den starka radioaktiviteten kräver stora och tunga specialanordningar för transporten och hanteringen av det använda bränslet.

Att separera plutonium från uran och att göra ett sprängämne av det svårhanterade plutoniet är också tekniskt krävande moment som förutsätter ändamålsenliga produktionsanläggningar för att lyckas.

Anrikning av uran för bombtillämpning är en mycket krävande process och den teknologi som behövs för detta finns inte på många platser.

Bild: SKB


Ett kärnkraftverks flerfaldiga tekniska fysiska skydd kompletteras med en beredskap för skydds- och evakueringsåtgärder av befolkningen i den högst osannolika situationen att en betydande mängd radioaktivt material skulle komma ut i omgivningen.

Ett kärnkraftverks omgivning indelas i Finland i två beredskapsområden som används för utarbetandet av räddningstjänstplaner. Det inre beredskapsområdet sträcker sig 20 kilometer från ett kraftverk och det yttre området 100 kilometer. I det inre området finns en beredskap för strålningsmätning, snabb alarmering till befolkning och utdelning av jodtabletter samt en uppmaning till befolkningen att ta skydd inomhus. Inom detta område förbereds också genomförandet av en evakuering av befolkningen vid behov. Inom det yttre beredskapsområdet sker en förberedelse för strålningsmätning samt för att uppmana befolkningen vid behov att ta skydd inomhus.

I Finland hör ledningen av räddningsfunktionen vid en reaktorolycka till räddningsmyndigheterna. Dessutom är det räddningsmyndighetens uppgift att utföra strålningsmätning och att svara för befolkningens alarmering samt uppmaning om att ta skydd inomhus. Om läget kräver detta verkställer räddningsmyndigheten en evakuering av befolkningen. Polismyndighetens uppgift är att isolera riskområdet och hindra obehörig trafik till området samt utföra övrig trafikledning. Polispatruller deltar även i allmänhetens alarmering.

Hälsovårdsmyndigheterna sköter vid behov om att första hjälpen och akutvård arrangeras samt senare övervakningen av hälsoförhållandena, bl.a. eventuella begränsningar i användningen av livsmedel och dricksvatten. De sociala myndigheternas uppgift är att sköta om befolkningens omsorg vid en eventuell evakuering.

Under tiden för en olycka fungerar ledningsgruppen inom Strålsäkerhetscentralen som ett expertorgan som bl.a. ger rekommendationer till räddningstjänstorganisationen angående åtgärder för att skydda befolkningen. Vid en olycka lämnar Strålsäkerhetscentralen de meddelanden till myndigheterna i andra länder som krävs enligt internationella avtal.

Räddningstjänstfunktionens chef sköter vid en olycka informationen till massmedia på lokal nivå. Han har till sin hjälp en informationsgrupp som även består av en representant med sakkunskaper

Beredskap för en nukleär olycka

om kraftverket. Strålsäkerhetscentralen sköter den rikstäckande informationen och kontakterna med centralförvaltningens myndigheter.

Av ett kärnkraftverks användare krävs en intern haveriberedskapsplan för hur man bör agera vid en olycka. En viktig uppgift i denna är att vid en olycka informera myndigheterna och alarmera befolkningen i anläggningens omgivning. Anläggningens användare skall ha beredskap för en snabb och tillräckligt noggrann bedömning av hur allvarligt ett läge som utgör en fara för omgivningen är, och lämna åtgärdsrekommendationer till räddningstjänstorganisationen i olyckslägets inledningsskede.


Den säkerhetsmässiga betydelsen av olyckor och incidenter i kärnkraftverk beskrivs med den internationella INES-skalan (International Nuclear Event Scale). På detta sätt kan befolkningen informeras om händelsers och olyckors betydelse för kärn- och strålsäkerheten i olika länder och vid olika anläggningar. Skalan kan också användas för klassificering av händelser vid andra kärntekniska anläggningar såsom kärnavfallslager, upparbetningsanläggningar och forskningsreaktorer samt kärnavfallstransporter. Med de lägre klasserna 1-3 beskrivs händelser som försämrar anläggningssäkerheten och med klasserna 4-7 olyckor som kan leda till sådana utsläpp i omgivningen som resulterar i att olika strålskyddsåtgärder kan vara nödvändiga.

Allvarsgradskalan har utarbetats i ett samarbete mellan Internationella atomenergiorganet IAEA

INES-skalan

(International Atomic Energy Agency) och Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling OECD. I konstruktionen av skalan har även andra experter från många olika länder deltagit. Klassificeringen av den säkerhetsmässiga betydelsen sker omedelbart efter en händelse och betydande händelser rapporteras till IAEA. Klassificeringen av händelser vid anläggningarna i Finland beslutas av STUK. Skalan används redan i 60 länder. Den allvarligaste olyckan, som tillhör klass 7, inträffade vid kärnkraftverket i Tjernobyl år 1986. Händelserna vid kärnkraftverk i Finland har tillhört klass 1-2. En händelse klassificeras under tre om ingen direkt hälsorisk finns för de anställda och om de radioaktiva utsläppen i omgivningen runt anläggningen inte överstiger de utsläppsgränser som myndigheterna har fastställt.

År19771978 1979198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003

1 (avvikande)

172481253922432234504351127

2 (betydande)

000010001011101010000000000

3 (allvarlig)

---------------------------

4-7

---------------------------

Allvarsgrad

Avvikande händelser vid anläggningar i Finland under åren angivna enligt den internationella INES-skalan

Källa: STUK


Vid elproducerande kärnkraftverk har två sådana olyckor inträffat som frigjort exceptionella mängder med radioaktivt material i omgivningen. Den ena är kärnkraftverksolyckan i Harrisburg som inträffade i USA år 1979, där en mindre mängd radioaktivitet släpptes ut i omgivningen. Den andra kraftverksolyckan inträffade i Tjernobyl i Sovjetunionen år 1986. I Tjernobyl avled i samband med olyckan 31 personer som ingick i anläggningens personal och deltog i släckningen av den brand som uppstod vid olyckan. Stora mängder radioaktivitet spreds i omgivningen. Olyckan i Tjernobyl tillhör högsta klassen på INES-skalan.

I det följande beskrivs kortfattat de viktigaste olyckorna eller tillbuden som inträffat vid reaktoranläggningar under de senaste 30 åren. Många av dessa är små och skadorna har varit begränsade. Alla anläggningar har inte varit anläggningar för energiproduktion utan i gruppen ingår även forsknings- och prototypreaktorer. Händelserna skulle ha kunnat utvecklas till allvarligare om inte anläggningens säkerhetsutrustning eller personalens åtgärder hade avbrutit förloppet.

Olyckan som inträffade vid kärnkraftverket i Harrisburg (Three Mile Island) 28.3.1979 fick sitt upphov i ett ventilfel som hade haft obetydlig effekt om personalen vidtagit korrekta årgärder. Personalen kunde dock inte helt tolka händelseförloppet och agerade därför på felaktigt sätt. Den felaktiga ventilen fastnade i öppet läge, reaktorn torkade och överhettades vilket medförde en partiell härdsmälta. Vid olyckan strömmade en stor mängd radioaktivitet ut i reaktorinneslutningen, men utsläppen i omgivningen var små. Bränslet har avlägsnats från reaktorn och transporterats till slutförvaring. Anläggningen står under övervakning och väntar på rivning. Utifrån de inre effekterna tillhör olyckan klass 5 på INES-skalan.

Den 10 oktober 1957 utbröt en brand i den luftkylda grafitreaktorn i Windscale (nuvarande Sellafield) i England. Branden började när personalen ökade reaktortemperaturen för mycket på grund av instrumenteringens felaktiga mätvärden. Branden släktes genom att vatten pumpades in i reaktorn. Till följd av olyckan spreds radioaktivt material i omgivningen. På grund av nedfallet av radioaktivt jod begränsades användningen av mjölk som producerats inom ett 500 kvadratkilometer stort område. På grund av miljöeffekterna tillhör olyckan klass 5 på INES-skalan.

Den 3 januari 1962 inträffade en olycka vid

Exempel på olyckor som inträffat

den militära provreaktorn SL-1 i USA. Vid olyckan dog tre personer. De utförde installationsarbeten i reaktorn och drog av ouppmärksamhet ut reaktorns styrstavar. Prototypreaktorn saknade fungerande säkerhetssystem för detta. Den snabba effektutlösningen bröt sönder reaktorns inre delar. Trots att största delen av stoftet blev kvar i de inre utrymmena spreds radioaktivitet i omgivningen eftersom reaktorn saknade reaktorinneslutning och fanns i en normal industrihall.

Den 5 oktober 1966 orsakade en lös metalldel att kylmedelsströmmen till två bränslestavknippen blockerades och bränslestavknippenas smälte vid kärnkraftverket Enrico Fermi i USA. Reaktorn var en natriumkyld snabb reaktor. Inga personskador eller radioaktiva utsläpp inträffade.

Den 5 mars 1975 utbröt en brand i kärnkraftverket Browns Ferry i USA. Branden förstörde el- och instrumentkablar och startade på grund av ett ljus som användes för att undersöka luftläckage i kabelgenomföringar. Det polyuretanskum som användes som tätningsmedel i kabelgenomföringarna antändes av ljuslågan. Reaktorn stoppades på normalt sätt i brandens inledningsskede. Utbytet av de brandskadade kablarna orsakade ett driftavbrott på ett år. Inga radioaktiva utsläpp eller personskador uppstod.

Den 23 september 1983 inträffade en kriticitetsolycka i den argentinska forsknings-reaktorn RA-II som ledde till en persons död på grund av strålning. Reaktorn höll på att laddas med bränsle och mot säkerhetsanvisningarna utfördes detta utan kontroll av att styrstavarna var på plats. Eftersom styrstavarna saknades uppstod en snabb effektutlösning som det automatiska säkerhetssystemet bröt. Ingen radioaktivitet spreds i omgivningen. Utifrån de inre effekterna i anläggningen klassades olyckan som klass 4 på INES-skalan.

TjernobylGrundorsaken till den olycka som inträffade under efternatten den 26 april 1986 i aggregat 4 vid kraftverket i Tjernobyl var de instabila egenskaper som styr RBMK-reaktortypens beteende vid låga effektnivåer: reaktorns effekt har en tendens att stiga när kylvattnets ånghalt ökar. Effekten å sin sida ökar ånghalten och en självaccelererande effektökning uppstår. Vid den aktuella tidpunkten utfördes ett prov vid anläggningen som ledde till detta förhållande. Driftpersonal hade dessutom i strid


med säkerhetsbestämmelserna kopplat från de flesta av reaktorns säkerhetsutrustningar. Den kraftiga värmeutvecklingen ledde till att bränslet bröts sönder och att reaktorns tryck ökade explosivt.

Ångtrycket bröt sönder skyddsgasmanteln runt reaktorhärden. Delar ur den öppna reaktorn kastades ut i omgivningen och förstörde reaktorbyggnadens övre del. Samtidigt uppstod ett flertal bränder. Bränderna i anläggningens olika delar kunde släckas inom drygt tre timmar. Därefter pågick grafitbranden i själva reaktorn ännu i cirka en vecka under vilken betydande mängder radioaktivt bränsle och grafit spreds i omgivningen. Elden kvävdes slutligen genom att man med helikopter fällde 5000 ton bor, bly, lera och sand över resterna av härden.

Vid olyckan dog 31 människor. Alla tillhörde den räddningspersonal som arbetade på anläggningsområdet vid tidpunkten för olyckan. Förutom dödsfallen insjuknade 134 av de personer som tillhörde anläggningsområdets personal i strålsjuka. Ingen av de boende i omgivningen insjuknade på grund av direkta effekter av strålning, men cirka 116 000 personer måste evakueras från ett område inom 30 kilometers radie från anläggningen. Bosättning och obehörig vistelse inom skyddsområdet är fortfarande förbjudet trots att en del av invånarna har återvänt till sina tidigare bostadsområden.

Objekt för uppföljningsundersökningar av sena effekter av den strålning som uppkom vid olyckan är cirka 1 150 000 personer inom före detta sovjetiskt område. Exakta siffror på de hälsoeffekter som olyckan ledde till är omöjliga att ge eftersom hälsostatistiken för de människor som bodde inom området före olyckan var ytterst bristfällig. Tillsvidare har endast en betydlig ökning av antalet fall av sköldkörtelcancer hos barn kunnat fastställas inom det förorenade området. Sjukdomen leder i allmänhet inte till döden om den behandlas korrekt. Konstaterade fall av sköldkörtelcancer hos barn uppgick till drygt 1000 vid utgången av 2001. Av dessa har under 20 avlidit. Förutom fallen av sköldkörtelcancer och omfattande psykosomatiska och psykosociala konsekvenser har inte samband med övriga hälsoeffekter vetenskapligt kunnat påvisas. Ingen förändring har till exempel inträffat i antalet fall av leukemi hos barn under tio år.

På längre sikt kommer säkert en del cancerfall att inträffa som en följd av olyckan. Kalkylmässigt kan totalantalet av hela jordens befolkning till

och med uppgå till 30 000 under cirka 80 år. Av det totala antalet uppskattas 40 % (12 000) inträffa inom det tidigare sovjetiska området, där befolkningsmängden uppgick till 280 miljoner år 1986. Bland dessa människor dör cirka 60 miljoner i cancer orsakade av annat under samma tid, vilket betyder att det tillskott som nedfallet från Tjernobyl orsakar endast är ett kalkylmässigt antal. Ett statistiskt relevant tillskott kan inte förväntas.

Den förstörda reaktorbyggnaden för Tjernobyls 4 aggregat är innesluten i en massiv bunker av armerad betong, “sarkofag”, som blev färdig i november 1986. Reaktorresterna kyls med luft som blåses in genom kanaler under byggnaden och kommer ut genom filter upptill. Trots att sarkofagen planerades för en livslängd på 30 år har sprickor redan konstaterats i konstruktionen. Efter olyckan stoppades byggandet av halvfärdiga enheter och alla enheter i drift stoppades slutgiltigt före utgången av år 2000.

Som en följd av olyckan utfördes ändringar som förbättrar säkerheten på de kärnkraftverk av RBMK-typ som var i drift och nya anläggningar av RBMK-typ har inte byggts. Utbildningen av anläggningens operatörer ökades. Trots att en motsvarande olycka inte är möjlig i reaktorer av västerländsk typ har arbetet på kärnkraftverkens säkerhet ökats även i väster efter olyckan.

Den reaktor som förstördes vid olyckan i Tjernobyl är innesluten i en massiv betongbunker.

Bild: Vadim Mouchkin/IAEA


Enheter

Megawatt (MW) är en enhet för effekt. 1 MW = 1 000 kW = 1 000 000 W.

Becquerel (Bq) visar antalet sönderfall per tidsenhet i ett radioaktivt ämnes atomkärna. 1 Bq motsvarar ett sönderfall per sekund.

Gray (Gy) anger absorberad (uppsugen) energi i ett ämne. 1 Gy motsvarar en energiupptagning på en joule (J) per kilogram av ett ämne, dvs. 1 Gy = 1 J/kg.

Sievert (Sv) eller dosekvivalent anger samma som Gray men beaktar strålningens biologiska effekter med en faktor som beror på strålningens slag. Oftast används en tusendels sievert mSv (millisievert) eller en miljondels sievert (µSv mikrosievert). Ett visst antal människors kollektiva stråldos beskrivs med enheten manSv. Dosrat eller stråldos per tidsenhet (t.ex. mSv/h) anger hur stor stråldos en människa får under en viss tid.

Begrepp

AktivitetEn storhet som anger antalet sönderfall i ett radioaktivt material under en viss tid. Enheten för aktivitet är becquerel (Bq).

AlfastrålningAlfapartikel (heliumkärna: 2 protoner och 2 neutroner) som slungas ut ur en radioaktivt sönder-fallande atomkärna.

AnrikningEn behandlingsprocess, där halten av isotopen uran-235 ökas så att den blir större än i naturligt uran. I bränslet för kraftverksreaktorer är halten uran-235 i allmänhet 2-5 %.

BakgrundsstrålningEn gemensam benämning på strålning som kommer från naturens strålningskällor. Bakgrundstrålningens källor är markgrundens radioaktiva ämnen såsom radon, strålning som kommer från rymden och radioaktiva ämnen i den egna kroppen.

BetastrålningUtstrålning av partiklar med negativ laddning ur en radioaktivt sönderfallande atomkärna.

BridreaktorEn reaktortyp som vid drift framställer mer klyvbart bränsle än reaktorn under samma tid förbrukar.

BränsleelementEtt knippe som bildas av bränslestavar. I en tryckvattenreaktor innehåller ett bränslestavknippe 17x17 stavar och i en kokvattenreaktor 10x10 stavar. Stavarna i ett knippe är placerade något från varandra så att kylvatten kan strömma mellan stavarna.

BränslestavEtt tunt metallrör som är slutet i ändarna och som innehåller bränslekutsar. Rörets diameter är cirka 10 mm. Bränslet i röret är i allmänhet i form av tabletter som pressats av uranoxid.

CesiumEtt grundämne med den kemiska beteckningen Cs. Den viktigaste isotopen av cesium som uppstår i en reaktor är cesium-137 med en halveringstid på 30 år.

DekontamineringAtt avlägsna radioaktiva ämnen som fastnat på ett föremål eller material.

Fossilt bränsleOrganiska ämnen som under miljontals år i markgrunden har omvandlats till bränsle; kol, olja och naturgas.

GammastrålningStrålning i form av en elektromagnetisk vågrörelse som har en kortare våglängd än röntgenstrålningen.

HalveringstidDen tid som åtgår för att ett materials aktivitet skall minska till hälften av den ursprungliga. Halveringstiden för radionuklider varierar från en bråkdel av en sekund till miljarder år. Biologisk halveringstid innebär att hälften av det ämne som finns i ett organ eller en organism avlägsnas. Den biologiska halveringstiden är inte konstant utan varierar beroende på organism och beror även på bl.a. det aktuella materialets kemiska form.

Energins och strålningens enheter och begrepp


IsotopAtomer som tillhör samma grundämne men som skiljer sig från varandra genom antalet neutroner i atomens kärna. Nästan alla grundämnen före-kommer i naturen som flera olika isotoper.

Klyvnings- eller fissionsprodukterMedeltunga atomkärnor som uppstår vid klyvningen av atomkärnor, dvs. fission. De flesta är radioaktiva.

KontamineringEtt föremåls nedsmutsning av radioaktiva material som fastnar på föremålets yta eller ett ämnes (t.ex. vatten) nedsmutsning av radioaktiva föroreningar.

KriticitetEtt geometriskt tillstånd som bildas av kärnbränslet där en självunderhållande kedjereaktion är möjlig. En kritisk reaktors effekt är konstant.

Miljökonsekvensbedömning (MKB)Ett förfarande som krävs för alla betydande projekt som eventuellt har effekter på miljön. MKB-förfarandets syfte är att ta hänsyn till miljöfrågor och samhällsaspekter redan i planeringsfasen tillsammans med de ekonomiska och tekniska synpunkterna, samt att förbättra informationen om projektet och ge medborgarna möjligheter att påverka.

NatururanUran med sådan isotopblandning som förekommer i naturen. Natururan består av 99,27 % av isotopen 238, 0,72 % av isotopen 235 och under 0,01 % av isotopen 234.

NeutronEn elektriskt neutral beståndsdel i en atomkärna. En atomkärna består av neutroner och protoner.

Nukleär kedjereaktionEtt händelseförlopp bestående av en serie upprepade fissioner som de vid fissionen bildade neutronerna underhåller när de träffar nya urankärnor.

PlutoniumEtt grundämne med den kemiska beteckningen Pu. Plutoniets isotop Pu-239 bildas i en reaktor av uran-238 under påverkan av neutronstrålning. Även plutonium-239 är lämpligt som reaktorbränsle. Halveringstiden för plutonium-239 är 24 300 år.

RadioaktivitetAtomkärnans spontana sönderfall till en annan kärna. Vid radioaktivt sönderfall frigörs alltid energi i form av strålning.

ResteffektDen värmeutveckling i kärnbränslet som fissionsprodukternas strålningsenergi ger upphov till efter att reaktorn har stängts av.

StrontiumEtt grundämne med den kemiska beteckningen Sr. Den viktigaste isotopen av strontium som uppstår som fissionsprodukt är Sr-90 med en halveringstid på 28 år.

StyrstavEn stav av ett material som fångar upp, dvs. absorberar, neutroner och som används för att reglera mängden neutroner i reaktorkärnan och därigenom reaktorns effekt. I kraftverksreaktorer finns tiotals styrstavar.

TritiumVätets tyngsta isotop som är svagt radioaktiv.

Tungt vattenI molekylerna i tungt vatten finns en syreatom och två atomer av tungt väte, dvs. deuterium. Ungefär var sextusende vattenmolekyl i naturen är en molekyl av tungt väte.

UpparbetningKemisk behandling genom vilken uran och plutonium separeras i ett använt kärnbränsle. De återstående klyvningsprodukterna behandlas och slutförvaras som högaktivt avfall.

UtnyttjandegradUtnyttjandegraden är den energi som ett kraftverk producerar under ett år i procent av den energi som kraftverket skulle ha producerat vid oavbruten drift med full effekt under hela året

VerkningsgradDen elenergi ett kraftverk producerar i förhållande till energin i det förbrukade bränslet.

Övriga publikationer

Hyvä tietää ydinvoimasta

Hyvä tietääuraanista

Hyvä tietääydinjätteestä

Hyvä tietääsäteilystä

Energia-alan Keskusliitto ryEnergibranschens Centralförbund rfFinnish Energy Industries Federation

Södra kajen 10, PB 21, FI-00131 HelsingforsTel. (09) 686 161, fax (09) 6861 630

www.finergy.fi, e-mail: [email protected]

bra att veta om kärnkraftusers.abo.fi/tlonnrot/hyvaa-bra-veta-karnkraft.pdf · 2 bra att veta om...

Documents