Kärnkraft Flashcards
vad är inducerad fission
Fission som åstadkoms genom tillsats av neutroner
Innehåller kärnbränsle mer energi/kg än konventionella bränslen
ja, kärnbränsle innehåller teoretiskt flera miljoner gånger mer energi/kg
Vilket år kom världens första kärnreaktor?
1942
Vad är en moderator?
En moderator bromsar “snabba neutroner” till “termiska neutroner”. Termiska neutroner är bättre på att inducera vidare fission.
Vad brukar användas som moderator?
- grafit (tveksam säkerhetskaraktaristik)
- tungt vatten (dyrt och leder till ansamling av tritium)
- lätt vatten (vanligaste moderatorn idag, låganrikat uran krävs som bränsle)
hur snabba är snabba neutroner?
10000-50000 km/s
hur snabba är termiska neutroner?
2-3 km/s
vad gör styrstavarna?
styrstavarna absorberar överskott av neutroner.
vilka material kan styrstavarna bestå av?
silver, kadmium, indium etc
hur omvandlas värmen till el i kärnkraftverk?
vanligen via traditionell ångkraftcykel
hur föreligger kärnbränslet i kärnkraftverket?
oftast i oxidform i en bränslestav av lämplig metallegering
Vilka isotoper av uran finns i kärnbränslet?
U235 och U238
Hur mycket av vardera isotrop innehåller naturligt uran?
U235: 0,7%
U238:99,3%
Hur mycket av vardera isotrop innehåller låganrikat uran?
U235: 2-5%
U238: 95-98%
Hur mycket av vardera isotrop innehåller höganrikat uran?
U235: 20%
U238: 80%
Hur mycket av vardera isotrop innehåller “vapen uran”?
U235: 90%
U238: 10%
Vilket bränsle används gör reaktorer modererade med grafit och tungt vatten?
naturligt uran
Vilket bränsle används gör reaktorer modererade med lättvatten?
låganrikat uran
vilket bränsle används till bridreaktorer?
höganrikat uran
Vilket ämne kan idag ersätta U235 i kärnvapen?
Plutonium, Pu239
hur skapas plutonium
bildas i kärnreaktorer via nuclear breeding
vad är en bridreaktor?
- En bridreaktor är en reaktor som bilder mer plutonium än vad den förbrukar U235.
- En bridreaktor saknar moderator
- använder höganrikat bränsle
- Till kylning används smält metall istället för vatten
- En bridreaktor måste uppnå kriticitet med snabba neutroner
Fördelar och nackdelar med bridreaktorer?
Fördelar:
1. öka resursbasen kraftigt
2. minskar behov av slutförvaring
Nackdelar:
1. svår säkerhetsekvation att lösa. (spec map. kylningen)
2. Många har avvecklats pga stora problem
hur anrikas bränsle?
genom diffusion, centrifugerna, membranfiltrering osv.
Vilket bränsle tar man i huvudsak vara på i upparbetning av utbränt bränsle?
Pu239, plutonium.
beskriv MKT kortfattat bränslecykeln!
- utbrytning av bränsle
- (anrikning)
- blir till oxidbränsle
- förbränns i reaktor
- utbränt bränsle går antingen till slutförvaring eller till upparbetning
Det finns 4 olika “grupper” av reaktor typer. Vilka?
- lättvattenmodererade
- tungvattenmodererade
- grafitmodererade
- bridreaktorer
Vilka lättvattenmodererade reaktorer finns?
- Tryckvattenreaktor, ca270 st
2. kokvattenreaktor, ca 120 st
Vilka tungvattenmodererade reaktorerfinns?
CANDU, ca30 st
Vilka grafitmodererade reaktorer finns?
RMBL, 10 st
AGR, 7 st
Hur många bridreaktorer finns?
0-2 st (ryssland)
vart har vi kokvattenreaktorer i sverige?
- forsmark (3)
- oskarshamn (3)
- Ringhals (1)
vart har vi tryckvattenreaktorer i sverige?
ringahals(3)
Största skillnad mellan tryckvattenreaktor och kokvattenreaktor?
- tryckvattenreaktor har separat cirkulation av ånga och bränslekärl. Det har inte kokvattenreaktorn.
- vätskan i reaktorkärlet i tryckvattenreaktorn förhindras att koka pga det höga trycket. I stället värmeväxlas det varma trycksatta vattnet mot en ånggenerator. I kokvattenraktorn kokar reaktorvattnet till ånga.
När byggdes kärnkraften ut som kraftigast?
70- och 80-talet
Hur många aktiva reaktorer finns idag globalt?
ca 388-440 st. (konstant sedan 80-talet)
hur mycket av sveriges el produceras av kärnkraft?
ca 40% av sveriges el
I vilket land dominerar kärnkraftverk?
frankrike
hur stor del av världens elproduktion består av kärnkraft?
ca 11% av världens el
Vilka länder jobbar med nyproduktion av kärnkraft?
Kina, Ryssland, Sydkorea, Indien
Vilka länder jobbar med avveckling av kärnkraft?
Japan, Tyskland
Finns några nyproduktioner av kärnkraft i EU?
Ja, finska Olkiluoto-3 och franska Famanville-3
Vilka är de största utmaningarna vid nyproduktion av kärnkraft?
- olyckor
- avfall
- kärnvapen
- ekonomi
- resursbas
Nämn 3 större känkraftolyckor
- Three Mile Isle, 1979
- Tjernobyl, 1986
- Fukushima, 2011
olycka med vattenmodererad kärnreaktor?
om vattnet kokar bort försvinner modelleringen och reaktionen stoppas
Olycka med grafitmodererad?
om vattnet kokar bort accelererar reaktionen. Dessutom kan grafiten brinna vilket förlänger förlopp vid härdsmälta
vad gick bla fel i fukushima?
kedjereaktionen avstannade men resteffekten från klyvningsprodukterna gav partiell härdsmälta.
Dessutom deagerade ämne i bränslestavarna med vattenångan och skapade vätgasexplosioner
sannolikhet för stora olyckor?
1/100 000 per reaktorår
vilket avfall är farligast på kort sikt? När klingar dess effekt av?
De instabila fissionsprodukterna. Dess effekt klingar av efter ett par hundra år
Vilket avfall är farligast på långsikt?
transuraner, ex. plutonium. Lång halveringstid. kan vara klyvbart även efter 10 000 år
vart förvaras svenskt utbränt kärnbränsle?
oskarshamn
vart skall slutförvaringen vara?
utan för forsmark, på 500m djup
hur kapslas utbränt kärnbränsle in?
det kapslas in i kopparkapslar och gjuts sedan in i betonitlera
hur skulle man kunna minska avfallsmängden?
Avfallsmängden skulle kunna minskas med bridreaktorer eller aktiv transmutation. (kontroversiellt och kostsamt)
Förklara kortfattat sambandet med kärnkraft och kärnvapen (5 grundläggande argument)
Den som behärskar bränslecykeln kan också bygga bomber.
- anrikningsanläggningar kan även producera vapenuran
- upparbetningsanläggningar kan även producera vapenplutonium
- stater som behärskar hela bränslecykeln kan snabbt ställa om till kärnvapenproduktion
- expansion av kärnkraft innebär större flöden av fossilt material, samt fler personer med kunskap om bränslecykeln
- utbräntkärnbränsle kan fungera som gruvor för plutonium
Hur ser dagens resursbasen urtför kärnbränsle?
tillgänglig reserv ca 5Mton, uppskattas räcka 10 år.
Hur löses resursbas problemet för utökad kärnkraftverk?
Antinngen måste uran börja brytas ur världshaven eller utveckling av bridreaktorer.
