Anders Nordlund Nukleär Teknik, Chalmers

En presentation över ämnet: "Anders Nordlund Nukleär Teknik, Chalmers"— Presentationens avskrift:

1 Anders Nordlund Nukleär Teknik, Chalmers
Allt du alltid velat veta men aldrig vågat fråga om Kärnenergi – miljömässigt hållbar? Anders Nordlund Nukleär Teknik, Chalmers

2 1970 upptäcks i Oklo, Gabon, områden utarmade på 235U (Naturligt uran består av ca 0,7% 235U, resten är 238U)

3 Även fissionsprodukter hittas ->
Rester av kärnreaktorer 18 platser, typiskt ca 10 m diameter 0,5 m tjocka

4 Datering: 1,8 miljarder år
För 1,8 miljarder år sedan var andelen 235U betydligt högre. Det som behövdes var hög koncentration av uran samt vatten för att åstadkomma en naturlig kärnreaktor.

5 6 ton 235U klövs under en period om några hundratusen år.
Effekten var ett par hundra kW (Dagens kärnkraftverk ca 1000 ggr mer) Syret från livet på jorden oxiderade uran som kunde blandas med vatten.

6 1938 Lise Meitner förklarar fenomenen: fission (Kungälv)

7 1942 Fermi: första kärnreaktorn, uran och grafit

8 Varför är nukleära processer intressanta?
Mycket mer energi jämfört med kemiska processer som tex oxidation Solen – fusion Geotermiska energin beror till största delen på radioaktivt sönderfall av uran och thorium i jordskorpan (Radon)

9 Kärnklyvning, Fission 235U + n  klyvn prod n MeV 1 eV (elektronvolt) = 1, J Kemiska processer: 1-10 eV / reaktion (>10 miljoner ggr skillnad) Betydelse för bränslemängd, transport, avfall, byggnation av anläggningar

10 Effektivitet För att producera 8000 kWh:
50 kg uranmalm -> 30 g använt bränsle + 20 kg koldioxid 3000 kg stenkol -> 300 kg aska/partiklar kg koldioxid

11 Svensk Elförsörjning 2007

12 Kärnkraft – ond eller god
Speciellt med kärnkraft: Energiutbytet Bränsle (vad går att använda, hur mycket finns det) Avfall (hur farligt, hur mycket, vad gör vi med det) Ej förnybar (använder bränsle) Uthållig?

13 Kärnkraft Avfall: - radioaktivt - plutonium - slutförvar
Risker med drift - säkerhetssystem, reaktorkoncept Gruvdrift - radon Lågt utsläpp av växthusgaser Låg resursförbrukning map. byggnation av anläggningar eftersom få behövs. Storskalig energiproduktion

14 Fissionsprodukter Kärnan klyvs i två olika stora delar med en sannolikhetsfördelning. Resultatet är en blandning av olika nuklider, varav en stor del är radioaktiva. 238U kan plocka på sig en extra neutron och bli till 239Pu

15 Nuklidinnehåll i en reaktorhärd, 1000 MW.
Radionuklid Halveringstid Mängd (Dygn) (Kg) Kobolt ,3 Strontium Jod ,7 Cesium Plutonium Plutonium ,9x Plutonium ,4x Plutonium

16 Avfall Mängden avfall är direkt relaterad till effektiviteten med vilken vi använder bränslet ”Farligheten” i avfallet är relaterad till både effektiviteten och vilka nukleära processer vi använder Vi har redan radioaktiva ämnen i jordskorpan, men normalt inte plutonium

17 Bränsle Fissila nuklider kan klyvas av långsamma neutroner. Denna reaktion har högt tvärsnitt. Ex 235U, 239Pu Klyvbara kärnor (vilka det finns massvis av tex. 238U) kan klyvas av snabba neutroner. Jämförelsevis lågt tvärsnitt. Fertila nuklider kan genom infångning av neutroner bli fissila. Ex 238U, 232Th Kärnbränsle idag: några % 235U, resten 238U

18 Urantillgångar Med nuvarande teknik, nuvarande fyndigheter 250 år.
Med snabba bridreaktorer, år. Med utvinning av uran i tex världshaven, nuvarande reaktorteknik, år. Med tex acceleratordrivna system, thorium, år.

19

20 Acceleratordrivna system
Underkritisk härd med spallationskälla (accelerator) Mindre avfall Bättre säkerhet Kan använda thorium Möjlighet att unvika plutonium

21 ADS Höga neutronflöden klyver många nuklider och initierar många kärnreaktioner

22 Tack för er vänliga uppmärksamhet.