I 1985 blev det i Danmark vedtaget, at atomkraftværker ikke må producere strålingsenergi, og da stråling og atomkraft hænger uadskilleligt sammen, er atomkraft derfor ikke en del af fremtidens energiplanlægning i Danmark.
Med atomkraft følger den velkendte risiko, at hvis det går galt, så går det rigtig galt. Men ser man bort fra ulemperne, så er der rigtig meget at vinde ved atomkraft frem for andre energiformer, og netop dér ligger roden til diskussionen omkring atomkraft.
I denne artikel kan du blive klogere på atomkraft som energikilde, hvordan det fungerer, hvorfor atomkraft både er meget populært grundet visse fordele, og hvorfor ulemperne samtidig er grund til stor bekymring.
Hvad er atomkraft?
I 1938 opdagede man, at atomer kan spaltes og dermed skabe en masse energi. Processen kræver hverken olie, kul eller gas og udleder ingen CO2, og derfor var der naturligvis et vist grundlag for at forske i atomkraft – blandt andre med den danske fysiker Niels Bohr i spidsen for udviklingen.
Atomkraft handler i bund og grund om den mindste del af et grundstof – det, der kaldes et atom, som består af en atomkerne og en omkringliggende sky af elektroner. Atomkernen består af protoner og neutroner, hvor antallet af protoner bestemmer hvilket grundstof, vi har med at gøre, mens antallet af neutroner kan variere.
Atomkerner kan derfor enten være normale, også kaldet stabile isotoper, eller have et unormalt antal neutroner, også kaldet ustabile isotoper.
Ustabile isotoper er ofte radioaktive, hvilket vil sige, at de med tiden omdannes til stabile isotoper. Denne proces kaldes henfald, og når en ustabil isotop henfalder og bliver stabil, vil den udsende radioaktiv stråling og danne et andet grundstof.
Henfald skaber en masse energi, og ved atomkraft går man så ind og høster atomernes energi med den metode, der kaldes fission, noget, vi går i dybden med lidt længere nede. Kort beskrevet så bruger man fission til at spalte et atom, dvs. at skille en atomkernes protoner og neutroner fra hinanden. Herefter kan energien nemlig omdannes til elektricitet, og sammenlignet med andre energikilder er det et både billigt og effektivt alternativ.
Hvordan fungerer atomkraft?
Som beskrevet ovenfor så fungerer atomkraft på den måde, at man høster atomernes energi og omdanner den til elektricitet. Tingene foregår med andre ord på samme måde som på andre kraftværker, hvor man i stedet benytter energien fra brændselstyper som olie, kul og naturgas.
Rent teknisk så producerer atomkraft elektricitet ved at bruge atomernes termiske energi. Den termiske energi bruges til at opvarme vand og dermed danne damp, hvorefter dampen bruges til at drive en turbine. Turbinen skaber bevægelsesenergi – dvs. det, som også kaldes kinetisk energi, og som sidste led i kæden bruges den kinetiske energi så til at drive en generator, som skaber det ønskede slutprodukt: elektricitet.
For at opvarme vandet, som skaber den termiske energi, bruger man grundstoffet uran som brændstof – nærmere betegnet U-235. Uran forekommer i tre forskellige isotoper, som så kan spaltes og skabe den nødvendige varme ved hjælp af metoden fission, som beskrives herunder.
Hvad er fission?
Fission betegner den metode, hvor man går ind og spalter en atomkerne, dvs. at man skiller atomkernens protoner og neutroner fra hinanden. En atomkerne holder fast på sine protoner og neutroner ved hjælp af energi, men ved at spalte atomkernen frigives denne energi, som så kan høstes.
Energien fra atomkraft er utrolig effektiv i forhold til, hvor lidt brændstof der egentlig kræves. Fission skaber nemlig ikke bare energi, men starter også en kædereaktion, som så fortsætter med at skabe ny energi. Når man spalter en atomkerne, så vil den helt automatisk udsende nye neutroner, som kan bruges til at spalte andre atomkerner, og dermed dannes der en utrolig kraftfuld kædereaktion.
For at kontrollere den kraftige kædereaktion, som skabes ved fission, er man så at sige nødt til at dæmpe den kemiske proces ved hjælp af det, der kaldes kontrolstave. Kontrolstavene går ind og absorberer de frigivne neutroner og kan dermed sænke fissionens hastighed eller lukke hele processen ned. Derudover pumper man også vand ind i reaktoren for at nedkøle dampen og kontrollere temperaturen.
Fordele ved atomkraft
I Danmark har vi ingen atomkraftværker, men i andre dele af verden er det en ret så populær energikilde. Fordelt udover 32 forskellige lande, dog hovedsageligt i Kina, Indien og Frankrig, er der på verdensplan 450 atomkraftværker, og oven i det er der også planer om at opføre 60 nye af slagsen.
Grunden til, at atomkraftværker er så populære, skyldes deres både enormt praktiske og uhyre effektive energiproduktion. Atomkraft kræver ingen fossile brændstoffer. Samtidig kræver atomkraft blot minimale ressourcer fra naturen for at producere elektricitet. I modsætning til for eksempel olie så er der ingen risiko for at løbe tør for atomer, som desuden også er tilgængelige i langt flere lande end olie, kul og naturgas.
Atomkraft har også den fordel, at strømmen fra atomkraftværker nemt kan reguleres. Andre miljøvenlige kilder til energi har den ulempe, at de er afhængige af enten solrige dage eller tilstrækkelig meget vind, mens atomkraft kan levere strøm helt uafhængigt af vind og vejr.
Ulemper ved atomkraft
De mange fordele ved atomkraft kommer med en stor bunke risici, og dette er netop grunden til, at atomkraft er så omdiskuteret. Når der opstår fejl på atomkraftværker, kan det få katastrofale følger for både mennesker og miljøet i et stort, geografisk omfang. Det var tilfældet i 1979 på Three Mile Island, i 1986 i Tjernobyl og så sent som i 2011 i Fukushima.
Atomenergi kaldes også strålingsenergi, og netop strålingen er den helt store ulempe ved atomkraft. Når man bruger fission til at spalte atomkerner, så skaber det et radioaktivt restprodukt, som er yderst farligt for mennesker. Hvis ustabile atomkerner bliver overophedet, resulterer det i en radioaktiv eksplosion.
Ved en radioaktiv eksplosion produceres der enorme mængder radioaktivt stof, som både er ødelæggende for et stort areal omkring eksplosionen og decideret dødeligt for mennesker, der befinder sig i nærheden, ligesom det var tilfældet ved ulykken i Tjernobyl.
En radioaktiv eksplosion er klart det værst tænkelige scenarie på et atomkraftværk, men andre uheld kan også have fatale følger. Skulle restproduktet af de radioaktive atomkerner for eksempel sive ud i vandet, så kan det være dødeligt for mennesker, der enten befinder sig i det eller drikker af det.
På trods af atomkraftværkernes miljøvenlige produktion af elektricitet så er der en miljømæssig ulempe i at opbevare det radioaktive restprodukt. Det tager utrolig lang tid, før kemikalierne ikke er skadelige længere – i visse tilfælde helt op til 300.000 år. Derudover er det desuden ret så dyrt at opbevare det radioaktive affald.
Atomkraft i fremtiden og forskning på området
Atomkraft er en ren energikilde, der ikke udskiller CO2, men som til gengæld producerer radioaktivt affald. Derfor er det et emne, der både afføder en masse optimisme og samtidig også en stor skepsis. I dag bliver der forsket ihærdigt for at fjerne de negative aspekter ved atomkraft, da løftet om en pålidelig kilde til CO2-neutral elektricitet naturligvis kan få stor betydning for fremtiden.
Indtil videre har man udviklet et IFR-anlæg, hvor man genbruger atomkraftværkernes radioaktive restprodukt i et lukket og fjernbetjent system. I stedet for at gemme det farlige restprodukt af vejen kan man på denne måde genanvende materialet og udvinde mere energi fra det, indtil der til sidst kun er en brøkdel tilbage. Det tilbageværende affald skal selvfølgelig stadig opbevares, men med så lille en mængde er det meget nemmere at håndtere.