Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Kärnkraft och kärnavfall

No description
by

Laura Puronaho

on 21 November 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Kärnkraft och kärnavfall

http://www.45nuclearplants.com/nuclear_reactor_designs.asp
Kärnkraft och kärnavfall
Vad är kärnkraft?
Kärnkraft är en typ av energiproduktion som baserar sig på uppvärmning av vatten med hjälp av fission. Vattnet som värms upp av fissionen används sedan för att köra turbiner som producerar el. Fission är sönderfallandet av tunga grundämnen till lättare som samtidigt avger strålning. Uran är det vanligaste fissila materialet i dagens kärnkraftverk. Uran förkommer naturligt till ca 99% i form av 238 isotopen, den viktiga isotopen för fission är uran 235. Av isotopen 235 finns det under <1% i uranmalm vilket betyder att den ofta måste anrikas för att kunna användas som bränsle . Lättvattenreaktorer använder vanligt vatten som moderator och kräver därför en mera anrikad uran som bränsle, ca 3-5% uran 235. Tungvattenreaktor kan använda oanrikad uran som bränsle men kräver tungvatten (deuteriumoxid) som moderator för att kunna långsamma ner neutronerna tillräckligt för att kunna ha en konstant reaktion. De kända reserverna för uran uppgår till ca 7,6 Mton vilket med nuvarande konsumtion räcker i över hundra år.
Kärnkraft i Finland
I Finland har vi fyra reaktorer med en under uppbyggnad, två i Lovisa och två i användning och en under uppbyggnad i Olkiluoto. Kärnkraftens andel av den totala finska elproduktionen är ca 33% det vill säga 22066 GWh. Alla Finlands nuvarande kärnkraftverk var byggda under slutet av 70-talet och början av 80-talet. Olkiluoto-3 som har nästan dubbelt större kapacitet än de tidigare reaktorerna börjades bygga år 2005. Den skulle vara klar år 2014 men är ca två år efter tidtabellen och förväntas bli klar 2016. Finland har redan planerat och börjat bygga en plats för långtidsförvaring av högradioaktivt avfall. ONKALO som ligger vid Olkiluoto är platsen var Finland kommer att slutförvara sitt kärnavfall.
Kärnkraftsolyckor
Under historien gällande kärnkraftverk har 3 stora olyckor skett. Harrisburg, USA (1979), Tjernobyl, Sovjetunionen (1986) och Fukushima, Japan (2011). Till kärnkraftsolyckor hör också olyckor som skett vid transport av bränsle och avfall. Det radioaktiva nedfallet som en kärnkraftsolycka orsakar har långvariga och skadliga konsekvenser.
Harrisburg-olyckan orsakades av ett ventilfel som fick reaktorn att överhettas och därmed smälte härden.
Tjernobyl-olyckan orsakades av driftpersonalen som hade kopplat av de flesta säkerhetsutrustningar. Det skedde en kraftig värmeutveckling som ledde till att reaktorns tryck ökade explosivt så att bränslet bröts sönder.
Fukushima-olyckan orsakades av tsunamin som en följd av en kraftig jordbävning.

Varför skall vi bygga mera kärnkraft?
Kärnkraft är ett av de bästa sätten för Finland att öka sin elproduktion utan att höja CO2 utsläpp. Kärnkraft ger en säker och stabil elproduktion med minimal inverkan på miljön. Vattenkraft är nästan helt utbyggd och solenergi är inte lönsamt så här långt norr. Vindkraft och kärnkraft erbjuder möjlighet att expandera elproduktion och hållas inom Kyoto-avtalet. Kärnkraft minskar också på beroende av kol, gas och olja vilket ger mera stabilt elpris. Operationella kostnader är låga, efter att man har igång ett kärnkraftverk.
Nackdelar med kärnkraft
En av de stora nackdelarna med kärnkraft är risken av radioaktivt utsläpp vid en olycka. Radioaktivt utsläpp kan ha förödande konsekvenser på grund av vissa radioaktiva ämnens långa halveringstid. Områden som kontaminerats med radioaktiva utsläpp kan vara obrukbara i flera hundratals år om man räknar när strålningen blivit samma eller mindre än backgrunds nivån. Problemet med vissa radioaktiva isotoper som till exempel Jod-131 som samlas i människans sköldkörtel är att människor utsätts för strålning konstant i flera år framåt vilket ökar cancer risken märkbart. Andra problem som kärnkraft kan medföra är att de kan bli mål
för terror attacker eller i krig vilket kunde riskera
stora utsläpp av radioaktivt material. Vissa typer
av kärnkraftverk kan också användas för att
producera fissilt material till kärnvapen vilket
kan ha geopolitiska konsekvenser. Kärnkraft har
också en hög livstids- och initialkostnad vilket gör
dem mindre konkurrenskraftiga än till exempel
kol och gas.
Hur ser kärnkraftens framtid ut i Finland? Globalt?
Oron om klimatförändringen har lyft upp kärnenergin som en potentiell framtida energikälla, eftersom det inte bildas CO2 utsläpp. Ett stort problem inför framtiden är att kunna tillfredställa det växande energi- behovet som befolkningstillväxt och utveckling medför. Ett bra exempel är Kina, där den växande befolkningsmängden kräver allt mer energi. Kina har för tillfället 18 operativa kärnreaktorer och håller på att bygga 30 kärnreaktorer till för att kunna försäkra landets energiförsörjning i framtiden.
I Finland håller man på att bygga den femte kärnreaktorn vid Olkiluoto, utöver det planerar man att möjligen bygga ett tredje kärnkraftverk till Pyhäjoki.
Fukushima-olyckan fick flera länder som funderat på att satsa på kärnkraftet att tacka nej till det. Utöver det har t.ex. Tyskland undertecknat ett avtal att stänga alla sina kärnkraftverk till år 2022.
h.ttp://www.roundtree7.com/wp-content/uploads/2012/08/atom.png
Strålning
Radioaktivt strålning som bildas av fission är i form av kinetisk energi, gammastrålning och några neutroner. Denna kinetiska energi bildar värme som sedan används för elproduktion. I samband med sönderfallet bildas det små mängder radioaktiva dotter atomer som sedan sönderfaller vidare tills det bildas en stabil isotop. Stabiliteten av isotoper bestäms av mängden protoner och neutroner. Sönderfallning av uran börjar med uran 235 isotopen och slutar i den stabila bly 206 isotopen. På vägen bildas det ämnen som till exempel thorium 234 men de är ostabila och fortsätter sönderfalla. I samband med sönderfällandet slungas det ut protoner och neutroner som sedan kolliderar med om varande atomer och det kan leda till en kedjereaktion som är principen bakom kärnkraft. Radioaktivitet finns naturligt i miljön som backgrunds strålning och kosmisk strålning från rymden. Av nuvarande genomsnittliga stråldos för människor är cirka 15 % av mänskligt ursprung, mest från röntgen och annan medicinsk användning. Ca 0,1% av människans genomsnittliga stråldos beror av kärnkraft.
http://users.abo.fi/tlonnrot/hyvaa-bra-veta-karnkraft.pdf
http://www.ydinvoima.fi/ongelmat/onnettomuudet/
Kärnavfall globalt
Kärnavfall är allt avfall som blivit radioaktivt under operationen av kärnkraftverket. Avfallet indelas i tre olika kategorier: lågaktivt, medelaktivt och högaktivt avfall beroende hur mycket strålning den avger. Till lågaktivt avfall hör skyddskläder, verktyg och filter. Lågaktivt avfall utgör ca 90% till volymen av allt avfall men endast 1% av strålningen och kräver ingen skyddsutrustning för att hantera. Lågaktivt avfall kan grävas ner som vanliga sopor och inom 20-30 år är radioaktiviteten för liten för att kunna mätas.
Medelaktivt avfall är till exempel delar av reaktorn och kemikalier som kommit i kontakt med reaktorn. Medelaktivt avfall kan grävas ner och förvaras djupt under marken men kräver en skyddskapsel omkring avfallet. Avfallet utgör ca 7% av volymen av avfallet och 4% av total strålningen i av avfallet.
Högaktivt avfall är främst använt bränsle från reaktorn och är mycket radioaktivt. Högaktivt avfall måste förvaras i speciella strålskyddade behållare och kylas ner i ca 40-50 år. Det högaktiva avfallet utgör ca 3% av avfallet till volym och omkring 95% av strålningen och kräver speciella åtgärder för att kunna säkert förvaras. Till en början måste avfallet kylas när på grund av att det fortsatta sönderfallet producerar mycket värme. Efter avfallet kylts när tillräckligt kan de förvaras i djupa grottor var de fortsätter att vara radioaktivt i betydande mängder i 1000-100 000 år beroende om man upparbetar det. Upparbetning medför att man plockar ut de mest radioaktiva delarna ur det använda bränslet och begraver dem skilt eller återanvänder det som bränsle. Upparbetning möjliggör produktion av fissilt material för kärnvapen och är därför inte vanligt. Upparbetning krymper den totala högaktiva avfalls mängden till ca 7% medan resten går att återanvända.
Referenser
http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Nuclear-Wastes/Waste-Management-Overview/
http://www.bbc.co.uk/news/world-europe-13592208
http://www.stuk.fi/julkaisut_maaraykset/alara/alara_verkossa/fi_FI/alara_2007/_files/80804152035377240/default/alara4_2007_nettiversio.pdf
Kärnavfallshantering i Finland

5 § Långtidssäkerheten / Statsrådets beslut om säkerheten vid slutförvaring av använt kärnbränsle

Slutförvaringen får inte under någon granskningsperiod medföra sådana effekter på hälsan eller miljön som överskrider den maximinivå som skall anses godtagbar vid den tidpunkt då slutförvaringen genomförs.

I Finland skall kärnavfallet slutförvaras i ONKALO, bredvid Olkiluoto 1 & 2. För tillfället väntar avfallet i anläggningsområdens mellanlager, i inhemska lager.
http://energia.fi/sites/default/files/ydinjatenetti2007.pdf
http://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/start/Karnkraft/Sa-fungerar-ett-karnkraftverk/Sa-fungerar-en-tryckvattenreaktor/
Vad är en tryckvattenreaktor?
I Finland har vi två olika typer av reaktorer; kokvatten (BWR)- och tryckvattenreaktorer (PWR, på bilden). I båda reaktortyperna används samma princip, att m.h.a. kärnklyvning hetta upp vattnet så att det bildas vattenånga.
Tryckvattenreaktorer använder vatten som kylmedel och moderator.

Laura & Casimir
Full transcript