Kärnkraft, Uppgift 9 PDF

Preview

Summary

Download Kärnkraft, Uppgift 9 PDF

Description

Kärnkraft Inledning Mitt arbete handlar om kärnkraft med anledning till att kärnkraften har idag och även länge sen varit en debatterad fråga i Sverige. Diskussionerna förekommer mycket i media och handlar bland annat om fördelarna som framställningen av kärnenergi, flera explosioner som hade inträffat i världen är kopplat till kärnkraft. Jag har valt att fördjupa mig i just kärnkraftverk eftersom Sverige är en av de länder som mest beroende av kärnenergi, där ca 40 procent av landets elanvändningen kommer från kärnkraftverk. Jag kommer att inleda mitt arbete med beskrivning av kärnkraftverk teknikens historia och hur kärnkraftverket fungerar. Nackdelarna och fördelarna av kärnkraftverken och dess påverkan på miljön.

Kärnkraftverkets uppkomst Under slutet av 1930-talet pågick på många ställen i Europa och USA en forskning vad gäller atomkärnans egenskaper. Vilket år 1938 fick den italienske fysikern Enrico Fermi Nobelpris i fysik genom sina experiment som handlar om neutronbestrålning av uran. Därefter lyckades de tyska fysikerna Otto Hahn Lise Meitner och Fritz Strassmann att samarbeta med och utföra liknande experiment i Berlin och resultatet passerades motsäga vad man egentligen dit tills visste om kärnan. Deras tidigare kollega Lise Meitner, som var delaktig med Otto Hahn utforskningen var tvungen att flytta till Sverige från Tyskland på grund av judeförföljelserna. År 1939 lyckade fysiken Otto Frisch tolka de förbryllande experiment resultaten, där fram låg sin teori att urankärnor klövs med hjälp av neutroner, samtidigt frigjordes mycket energi. Otto Hahn fick år 1944 ensam Nobelpriset för upptäckten av kärnklyvningen, då däremot fick Lise Meitners inget särskilt betydelse för denna upptäckten, liksom hon bara hamnade i skuggan. Allt började i samband med andra världskriget att utveckla kärnkraft för att kunna använda det via militärt syfte. Det sprängdes atombomberna över Hiroshima och Nagasaki i Japan, år 1945 på order av USA, därefter slutade andra världskriget och fick därefter flera länder reda på kärnkraften och började planera använda det för att producera el. Under 1700- talet var sol, ved, vind och strömmande vatten de enda energikällor där man hade tillgång till. Dessutom startades det första kärnkraftverket, syfte på elproduktion år 1956 i England. Så småningom fungerade människors liv inte utan ständigt tillförsel av el, vilket flera av de människorna använde el och tänker inte på den, men däremot när det sker en strömavbrott då anser människan hur viktigt den är. Därför så är det oerhört viktigt se till hur människans energiförsörjning ska tryggas det kan handlar i första hand om bra val av bränsle och teknik. I Sverige började forskningsprojekt under 1947, efter olyckan som skedde 1979 i Harrisburg bestämdes den 1980 att Sverige skulle verkställa en folkomröstning vad gäller kärnkraftens framtid i landet. Idag finns det ca 442 elproducerande kärnkraftverk i drift i världen. I Sverige utgör kärnkraften för ca 40 procent av elproduktionen, och finns 10 st kärnkraft på landet. 3 st i Forsmark, som ligger 10 mil norr om Stockholm. 4 st i Ringhals, som ligger ca 10 mil

söder om Göteborg. 3 st i Oskarshamn, som ligger ca 10 mil norr om Kalmar.

Hur fungerar ett kärnkraftverk? Uran I kärnkraftverk används en energikälla som kallas uran som är silvervit metall med flera egenskaper böjlig, smidbar, tung och lätt magnetisk, som bränsle, som anser vara en svagt radioaktiv tungmetall. Bränslet uran innehåller fyra isotoper, det innebär att uran består av olika former av samma grundämne, uran-233, - 235, -237 och 238. Men det är uran - 235 som användes för kärnenergi utvinning på grund av att den har stor klyvnings benägenhet. Metaller uran finns i berggrunden nästan i hela världen, med däremot bryts bara vid koncentrationen är lagom stor, som exempelvis i Sverige är halten av uran i malmen anses vara för låg för att det ska vara ekonomiskt försvarbart att bryta uran. I dagens läge används man uran kommer från moderna och välskötta gruvor. Det är ca 1500 ton uran importeras varje år till Sverige framför allt från Australien och Kanada. Kärnbränsle innehåller låg halt av klyvbart ämne för att kunna explodera, jämfört med fos en atombomb borde mängden klyvbart uran vara närapå hundra procent, i annat fall blir kedjereaktionen för långsamt. Bränslekutsar i naturlig storlek innan användning innehåller ca 3 % uran - 235 och 97% uran - 238. Medan efter användningen så innehåller ca 1% uran -235 och 96% uran- 238 och klyvningsprodukter till exempel Sr - 90, Cs- 137, Pu- 239, Pu- 241.

Kedjereaktion När en långsam neutron träffar en urankärna 235 då klyvs kärnan och bildas två grundämne som är nästan hälften så tunga som urankärnan och samtidigt frigörs två eller tre neutroner som de kan i princip klyva var sin ny urankärna och där vid en kedjereaktion skapas. Klyvning av atomkärnor kallas för fission de två positivt laddade fragmenten repellerar varandra och kastas isär i sin tur avger hög energi. En kedjereaktion är något som fortsätter och fortsätter och för att kunna styra kärnklyvning process kan man ta hjälp av två medel, moderator och styrstavar. Styrstavar innehåller borkarbid, det är ett ämne som kan suga upp neutroner, och när man sända styrstavarna in mellan bränsleelementen då försvinner neutronerna och på detta sätt kan man bromsa kedjereaktionen om något inte går rätt till.

https://people.kth.se/~e98_bpo/frames/artikeli.html

Så här fungerar kärnkraftverket I kärnkraftverket använder man fissionsprocessen som ger en stark värmeutveckling jämfört med ett annat kraftverk som eldas med kol, olja, gas eller biobränsle. Uranstavarna och vattnet i reaktorn hettas upp till 280 c och då börjar koka och bilda ånga när uranet klyvs. Ångan leds till ordnad rörelseenergi som gör att turbinens skovlar börja snurra med 3000 varv per min. Turbinet driver en elektrisk generator, vilket alstrar elektriciteten. Därefter matas ut elektriciteten vidare till elnätet. I ett stort antal fingertjocka rör pumpas upp en stor mängd havsvatten. Ångan från turbinen kondenserar till vatten när den träffar utsidan av de kalla rören, som innehåller havsvatten, därefter pumpas tillbaka till reaktorn för att igen hettas upp. i ett kärnkraftverk går vattnet ständigt runt i ett kretslopp. Då vattnet kokas och kyls om och om igen. Dessutom kommer den kylvattnet från havet aldrig i kontakt med ånggeneratorn men däremot när det släpps ut i havet igen så är det 10 grader varmare än det som var från början.

https://corporate.vattenfall.se/om-energi/el-och-varmeproduktion/karnkraft/safungerar-karnkraft/ Säkerheten vid kärnkraftverket I sambandet med bränslet uran -235 klyvs uppstod många radioaktiva ämnen som avger strålning som i höga doser är farligt för levande varelser, eftersom alla vi vet att kroppens celler dör och förnyas ständigt, men det kommer att uppstå en allvarligt skada i fall flera celler dör och kroppen däremot inte hinna förnya cellerna, detta kan ske då kroppen bli utsätts för mycket höga stråldoser som medföra cancer. Därför är det oerhört viktigt med säkerhetsarbetet för att kunna skydda personalen från det. I det svenska säkerhetsarbete är delat i tre viktiga steg Förebygga fel, inom det så är det väldigt viktigt att kärnkraftverk kunna byggas med hög kvalitet och innehålla säkerhetsmarginaler. Säkerhetssystemet kontrolleras ständigt och dessutom finns det som kallas 30 minutersregeln med det menas att personerna behöver inte stressa och att de har en halvtimme på sig att överblicka oövertänkta beslut innan de agera det kan beror på att kärnkraftverket tar hänsyn till att människor kan gör fel ibland avsett träningen.

Säkerhetssystem mot haveri, med det menas att man bygger säkerhetssystemen med dubbla eller flerdubbla vilket det kan motverka att ett fel kan skapa haveri, om det något inte fungerar, då det alltid finns en reserv systemen över. Lindra konsekvenserna av ett haveri, kärnkraftverket byggdes med sex barriärer för att kunna blockera radioaktiva ämnen att framkomma. 1, bränslet har en keramisk form, som det hjälper att bli jättesvårt att lösa sig i vatten och luften där smältpunkten är 2900 grader 2, Det finns även runt om bränslen en tålig gastäta metallrör som tillverkas av en zircaloy. 3, Reaktortanken tillverkas av 20 cm tjock stål. 4, Dessutom består reaktorinneslutningen av en metertjock betong, det kan hindra radioaktiva ämnen komma ut om en olycka inträffar. 5, Reaktorbyggnaden byggde på ett sätt att kunna klara det värsta som inträffar liksom ett jetplan kraschar byggnaden med sitt full kraft. 6, Det finns även ytterligare ett säkerhetssystem bestående av filter i fall den värsta olycka skulle inträffa och då alla dessa säkerhetssystem skulle inte funktionera, vilket gör filtret fortfarande att hindra radioaktiva ämnen att läcka ut till omgivningen. Medan vad gäller säkerheten och miljö utanför kärnkraftverken så tar kraft företaget ansvaret vid olyckor som inträffar kärnkraftverkets område, och se till att personal och och de vanliga människor skulle skyddas mot strålning och andra faror. Det finns även myndigheterna SKI och SSI som vars uppgift att besikta att kärnkraftverken motsvara säkerhets och miljökraven. Dessutom svarar Länsstyrelsen för beredskapen mot risker vid olyckor som sker utanför kärnkraftverket.

För och nackdelar Fördelar, Kärnkraft är en effektiv teknik som producerar mycket el på kort tid, vilket kan ge ett lägre pris för konsumenten. Kärnkraftverken har hög säkerhet och dessutom anser vara miljövänligt genom att den är nästan fri från utsläpp av koldioxid CO2 eftersom man eldar inget där, det vill säga att den bidrar inte till växthuseffekten och därmed försämrar inte miljön. Det kan även vara en fördel att det gör möjligt att skapa många jobb på grund av att kärnkraftverket är så stor och det behövas många anställda. Nackdelar, Att bygga ett kärnkraftverk och slutförvara de radioaktiva avfallen är väldigt dyr, men däremot när den på plats så är det väldigt billigt att producera el. Uran som används som bränsle anses vara som icke- förnybar energikälla med anledning till att uran kommer att ta slut i framtiden. Kärnkraftverket skapar radioaktiva avfall som är väldigt farligt för människor och miljön och kan ej släppas ut i naturen därför kräver att avfallet lagras på ett säkert ställe under 500 m ner i berggrunden där måste försvaras inneslutet i hållbart strålskydd, ca 100000 år då bli ofarligt. Det kan även vara en stor fara om något gått fel kan skapa katastrofer, genom att spridas radioaktiva ämnen ut i luften och strålningen är väldigt farligt och skada atomer och framför allt kan påverka arvsmassan, DNA.

Framtid för kärnenergi, Det bedrivs vidare forskning för kunna bidra till mera hållbart utvecklingen av kärnkraftverket, några tänkbara utvecklingslinjer i framtiden är att möjliggöra kärnkraftverkets avfallets mest långlivade produkter till mer kortlivade inom en transmutations reaktor. Den andra är bridreaktorn där kan man använda annat kärnbränsle än uran eftersom kan man bara använda uran -235 som anser vara klyvbart av den naturliga uran som består av ca 99% av uran-238 som är icke klyvbart. Den tredje är fusionsreaktorn vilket kan man utnyttja tungt väte från havsvatten för att utvinna energi.

Källhänvisning Henriksson.A, (2014). Synpunkt 2, första upplagan, Malmö, Gleerups, s.153-156. Denna källa har jag tagit från gymnasieboken Synpunkt 2 som skrivs av författaren Anders Henriksson 2013 , han är en lärare i naturkunskap under flera år. Dessutom anser jag att källan var lämpligt och trovärdig, eftersom detta läroboken kommer ursprungligen från Gleerups denna bokförlag är specificerat genom utbildningsmaterial och därför beräknas vara kunnig på sin sak. Mats Areskoug, Eliasson P,(2017). Energi för hållbar utveckling, Naturvetenskap, miljö och teknik i ett historiskt perspektiv, Tredje upplagan, Lund, Studentlitteratur. s. 290-310. Denna källan har jag tagit från studentlitteratur som är lämpligt i högskolekurser för bland annat i teknik, miljövetare och även för alla som är intresserade för energifrågor, hållbar utveckling och så vidare. Bokens författarna anses vara kunniga i ämnet där Mats Areskoug är docent i fysik med didaktisk inriktning, hon har under lång tid utvecklat naturvetenskaplig undervisning kring hållbar utveckling, energi och miljöfysik. Medan Per Eliasson är senior professor i historia vid Malmö högskola och dessutom bedrivit forskning i miljöhistoria.

2/

Kärnkraft Kärnkraft har idag och länge sedan varit en debatterad fråga i Sverige. Diskussionerna brukar ofta handlar om fördelarna som framställningen av kärnenergi betyder tänker om nackdelarna. Grundtanken i kärnkraften fungerar genom att kärnenergi tillverkas genom kärnklyvningar av ämnet uran. Tekniken som används är ungefär samma princip som ett kraftverk som eldas med kol, olja eller biobränslen. Vatten upphettas och börjar koka. Det bildas vattenånga driver turbin vilken sedan driver en generator. Generatorn skapar elektrisk energi. För att upphetta vatten vid tillverkande av kärnkraft så behöver man omvandla bindningsenergin som finns i uranatomen till friktionsvärme. Detta händer när atomerna klyva med neutroner. När atomkärnan klyvs stöts delarna från varandra och retarderas när de stöts med andra atomer. Samtidigt frigörs stora mängder energi. En av de största fördelarna medkärnkraft, man får mycket energi på lite mängd uran. Energin som är i 5 st kutsar som väger tillsammans ca. 25g motsvarar ca. 4000l olja eller ungefär lika mycket energi som vindkraftverk ger på ett år.

Kärnkraft är väldigt viktigt för svenska elproduktionen, som har producerat normalt ca. halva den svenska elanvändningen under ett år. Så kärnkraft är en effektiv teknik för el produktion. Den har låga produktionskostnader, hög säkerhet dessutom ger varken utsläpp av koldioxid eller för surande ämnen. Så det bildrar inte till växt huseffekten och klimatpåverkan. På framtiden kommer kanske ingen att satsa på kärnkraften. Detta beror inte bara på att vi har en begränsad mängd uran på jorden som kanske kommer att ta slut utan även för riskerna som kärnkraften kan orsaka till. Uran är ett radioaktivt ämne, vilken betyder att dess kärna är i obalans. Obalans atomer eftersträvar att bli stabila via att omvandla neutroner till protoner eller tvärtom. Vid omvandlingen sänds en betapartikel ut och då har kärnan fallit sönder till ett nytt ämne. Strålningen som skapas är jätte farligt för människor. Detta anledningen till att det finns så mycket kontrollerande och omfattande säkerhetsystem på kärnkrafts anläggningarna. Dessa säkerhetssystem ska förhindra alla sorter av problem som kan uppstå. Även om kärnkraftverk skapas säkert kan olyckor hända som en konsekvens av till exempel jordbävningar och tsunamis, vilket olyckan i Japan är ett exempelvis på detta. Så kärnkraften kan orsaka till konsekvenser för båda människor och natur på kort och långt sikt i dess närhet och långtfrån. Man brukar dela skador som radioaktivitet orsaker hos människor i tre nivåer, beror på hur mycket strålning människan utsätts för. 1. Man dör genom ungefär 3 veckor då det tillverkningen av röda blodkropparna skadas. 2. Att det tunntarmen skadas och sluta fungerar då kroppen kan ej få näring och då människan dör. 3. Man dör nästan direkt, då centrala nervsystem slås ut. En nackdel med kärnkraften är kärnavfallet vad ska man göra med dem. De får inte släppas i naturen utan man förvarar avfallet i djupa hål och väntar ur halveringstiden det vill säga den tiden när radioaktivt ämnes aktivitet blir ofarligt att släppas i naturen igen utan att skada människor och miljon Den tiden ligger ungefär på flera tusen år. När tekniken utvecklas bättre och bättre kan man med hjälp av kärnkraftverk tillverkar kärnvapen. I Sverige använder vi inte uran för att tillverka kärnvapen, medan det inte likadant i andra länder. Det blir jätte farligt om vissa länder har möjligheter att tillverka kärnvapen i hemlighet, för att kunna använda dem senare. Just nu tycker jag att kärnkraft är en bra energikälla jämfört med övriga förrådsresurser. Det bidrar till exempel inte till växthus effekten som flera fabriker gör. Dessutom det avger inga giftiga gaser till atmosfären heller. Men jag tycker ändå att man ska inte satsa med kärnkraft i framtiden. Som jag visar ovan är kärnkraften ohållbart socialt och hälsoperspektiv och ekonomiskt. Det är dyrt i drift. Det är bättre att teknikern fokusera på resurser som är oändliga och har mindre konsekvenser....