Hur fungerar kärnkraft?

Kärnkraftverk använder rörelseenergi i upphettad vattenånga för att producera el. Värmen för att koka vatten skapas genom fission.

Fission kallas den process där man klyver en atomkärna, vilket frigör stora mängder energi.

Kärnkraft i energisystemet

I Sverige finns det sex aktiva kärnkraftsreaktorer fördelat på tre kärnkraftverk. År 2021 producerade dessa 51 TWh el vilket motsvarar 30 % av Sveriges totala elproduktion. I Sverige har kärnkraften gradvis avvecklats sedan år 1999 då Barsebäck började stängas ned. Sedan dess har ytterligare fem reaktorer tagits ur drift. Internationellt sett varierar trenderna, i Europa har användningen minskat sedan början på 2000-talet medan den har ökat i Asien.

Sveriges kärnkraftverk fungerar alla på liknande sett. Bränslet, i form av anrikat uran, bestrålas av neutroner för att klyvas. Vid klyvningen produceras värme och en neutron som kan fortsätta reaktionen. Hur man sedan använder värmen är olika. I Sverige så har vi två olika typer av kärnkraftverk. Oskarshamn och Forsmark har så kallade kokvattenreaktorer medan Ringhals använder tryckvattenreaktorer.

  • I en kokvattenreaktor används kylvattnet inne i reaktorn direkt för att driva ångturbinen.
  • I en tryckvattenreaktor leds det upphettade kylvattnet igenom en värmeväxlare som används för att förånga vatten i en annan cykel. Denna vattenloop används sedan för att producera el. Fördelen med en tryckvattenreaktor är att man skiljer på det radioaktiva kylvattnet och vattnet som genererar elen.

Ett kärnkraftverk har en verkningsgrad på ungefär 30 %, vilket innebär att en tredjedel av värmeenergin som skapas blir till el, resterande kallas för spillvärme och transporteras ut till havet.  

För- och nackdelar med kärnkraft 

Kärnkraftsproduktion genererar inga utsläpp av koldioxid, vilket gör det till en fossilfri kraftkälla. Kärnkraft är inte heller väderberoende, vilket gör det möjligt att planera kraftproduktionen. Kärnkraftverk är mest effektiva vid maxeffekt och bidrar med en baskraft under stora delar av året.

Kärnkraft är inte en förnybar energikälla, uranet som används till bränsle finns i begränsade mängder. Avfallet från det förbrukade bränslet är radioaktivt och måste tas hand om på rätt sätt för att inte orsaka skador för människor och miljö. Det långlivade avfallet ska grävas ned i berggrunden för att sedan isoleras i ca 100 000 år.

Inne i reaktorn sker det en kontrollerad kedjereaktion, kan den inte kontrolleras så blir reaktorn överkritisk och konsekvenserna stora. Moderna reaktorer har säkerhetsrutiner och system för att förhindra en kärnkraftsolycka.

Fördelar

  • Kärnkraft är ett fossilfritt kraftslag.
  • Kärnkraft fungerar som planerbar baskraft, vilket skapar stabilitet i kraftsystemet.
  • Kärnkraftverk har på grund av storleken på generatorerna hög rotationsenergi, vilket leder till ökad frekvensstabilitet.

Nackdelar

  • Kärnkraft är inte ett förnybart kraftslag.
  • Kärnkraft kräver idag import av bränsle vilket ökar beroendeställning mot andra aktörer.
  • Kärnkraftsavfall är radioaktivt och måste därför hanteras på rätt sätt.
  • Kärnkraftsolyckor kan få svåra konsekvenser på stora områden.