Atomkraft (fission)

Atomkraft er i øjeblikket forbudt i danmark, men man diskuterer løbende fordele og ulemper i forhold til andre energiformer. Atomenergi er en forholdsvis ren energiform. Udvindingen af Uran kræver dog en masse fossile brændstoffer, da det udvindes ved minedrift. Derved kommer der en masse CO2 og en del skadelige stoffer ud i naturen. Herunder er et billede af en moderne uranmine. Men du kan desuden se en ældre type uranmine i videoen nederst under radioaktivitet.

Af den Uran man udvinder fra klipperne er størstedelen ubrugeligt til atomreaktorer. Faktisk er det kun omkring 0,72% af den berigede (rensede/koncentrerede) Uran der er Uran 235, størstedelen er Uran 238, der desværre ikke kan bruges til samme formål.

At uran er beriget vil sige at man kunstigt har oparbejdet mængden af Uran 235 i en mængde af både Uran 235 og Uran 238. Metoden man bruger kaldes for isotopseperation hvilket ret forsimplet vil sige at man frasorterer den uønskede uran 238.

På billedet herunder skulle man angiveligt se en plade af højt beriget uran. Man må håbe at det ikke er helt almindelige gummihandske personen har på...

Den forarbejde uran formes til cylindriske piller og puttes ind i rør der består af zirkonium. På billedet herunder ser man piller og rør. Rørene samles herefter i bundter og sænkes ned i vand.

Herunder nedsænkes en brændselsstav i reaktoren.

For at kunne kontrollerer hvor meget varme der skabes i reaktoren, kan man skyde Bohr-stænger indimellem brændselscellerne. Disse stænger stopper en del af neutronerne der er blevet frigivet, og bremser dermed videre kædereaktion.

Herunder ses en samling borstænger der kan hæves og sænkes for at skrue op og ned for temperaturen i reaktoren. (disse brændselsstave er tomme).

Lidt forsimplet er en atomreaktor egentlig bare en avanceret kedel, der generer damp til en turbine. Tanken længst til venstre er reaktoren med brændselsstænger og kontrolstænger. Midt imellem de to tanke sidder en trykbeholder, der hjælper med at regulerer trykket i systemet. Tanken i til højre er i bund og grund bare en vandvarmer, der bruger den supervarme damp fra reaktoren til at varme vand i et nyt lukket system. Dampen fra denne tank ledes igennem en turbine, der drejer en generator og derved producerer strøm. Det afkølede vand går retur til tanken.

Grunden til at man gør det med to lukkede systemer, er for at holde eventuelt radioaktivt restmateriale ude af roterende dele.

Selve reaktoren holder en konstant temperatur på omkring 270 grader. Der er højt tryk og vandet kan derfor ikke fordampe. I den anden tank er trykket lavt, og vandet bliver derfor til supervarm damp (damp varmere end 100 grader C).

Den process man udnytter til at genererer varme kalde fission (spaltning), og fungerer ved at man har en Uran 235 kerne der bliver ramt af en neutron.

Neutronen går ind i kernen og dermed skifter uran en isotop op og bliver til uran 236, der er ustabil.

Nu spaltes kernen i Krypton 92 og Barium 141, derved frigives en masse energi/varme samt tre neutroner. De tre neutroner kan nu starte 3 nye fissionsprocesser. Denne tredobling af reaktioner, er det vi hentyder til når vi snakker om kædereaktioner.