Atomkraft

Hvad er atomkraft?

Der findes to former for atomkraft: fission og fusion. Fission sker ved, at der frigives energi, når tunge atomkerner spaltes. Den energi, vi får fra atomkraftværkerne, opnås ved fission, oplyser Niels Bohr Instituttet på deres hjemmeside “Fysikleksikon. Fission” (1). Ved fusion frigives energi, når lette atomkerner smeltes sammen. Fusion er det, der sker i solen, når den producerer lys og varme. Fusion er endnu ikke en brugbar energikilde, men der arbejdes på det både i Danmark og i udlandet, forklarer Videnskab.dk i artiklen “Fusionsenergi: Forskere har annonceret “et historisk stort skridt” i den grønne omstilling” (2).

Det brændstof, der bruges i atomreaktorens fissionsprocess, er uran. Uran er et tungt atom. Dvs., at det har mange neutroner og protoner. Det gør det velegnet, fordi det er relativt nemt at spalte, oplyses det i Den Store Danske i artiklen “Kerneenergi” (3). Ved fission beskydes uranatomet med neutroner, som får det til at spalte og frigøre nye neutroner, som så får andre atomer til at spalte. Der er dermed sat gang i en kædereaktion. I processen dannes der varme; derfor skal kædereaktionen nøje kontrolleres, så den ikke løber løbsk og skaber overophedning. Det gøres ved hjælp af neutronabsorberende stave, som tilføjes eller fjernes, afhængigt af om processen skal gå hurtigere eller langsommere.

Uranen er nedsænket i vand, som opvarmes af fissionsprocessen. Det opvarmede vand kan omdannes til elektricitet i et kraftværk, hvor det i dampform driver nogle store turbiner, som genererer elektricitet. Et atomkraftværk fungerer dermed på samme måde som andre kraftvarmeværker; blot er det fissionsprocessen, der skaber energien, der kan varme vandet op, forklares det i artiklen “Atomkraft og fusionsenergi” (4).

Videoklip

“Sådan virker atomkraft”. P3 x Viden, 20-08-2020.

Hvornår begyndte man at bygge atomkraftværker?

Første gang atomkraft blev anvendt, var i den atombombe, der blev sprængt over den japanske by Hiroshima i 1945 i slutningen af Anden Verdenskrig. I 1951 lykkedes det i USA at skabe elektricitet fra atomenergi, mens det daværende Sovjetunionen fulgte trop i 1954. De første anlæg i fuld skala, hvor hele byer kunne forsynes med elektricitet, kom i funktion i USA og Storbritannien omkring 1957, berettes det i National Geographic-artiklen “What is nuclear energy and is it a viable resource?” (5). I Danmark blev Atomreaktor Risø åbnet i 1958 med kernefysiker og nobelpristager Niels Bohr i spidsen, men Risø kom aldrig til at producere strøm til forbrugerne, oplyses det i DTUs jubilæumsskrift “Energi til fremtiden: med Risø fra atomkraft til Bæredygtig Energi” (6). 

Hvilken rolle spiller atomkraft i verdens energiforsyning?

Det meste af verdens atomkraft produceres i de vestlige lande og Rusland. Elektriciteten produceres af ca. 440 reaktorer fordelt på 32 lande. Disse producerede i 2021 10 procent af verdens elektricitet. I 2021 fik 13 lande på verdensplan mindst 25 procent af deres elektricitet fra atomkraft, og en stor del af disse ligger i Europa. Frankrig er topscorer med 70 procent elektricitet produceret fra atomkraft, mens Ukraine, Slovakiet, Belgien og Ungarn får 50 procent af deres elektricitetsbehov dækket via atomkraft, angives det i artiklen “Nuclear Power in the World Today” fra World nuclear organisation (7). Tyskland har derimod fra april 2023 helt udfaset atomkraft. I Norden har både Finland og Sverige atomreaktorer, og mere end 30 procent af disse landes elektricitetsbehov dækkes af atomkraft. Hverken Norge eller Danmark har egne atomkraftværker; men godt 3 procent af strømforsyningen i Danmark dækkes af atomkraft fra svenske værker.

Hvad er forskellen på energi produceret ved atomkraft og energi produceret med fossile brændstoffer?

Energiproduktionen ved spaltning af uran er meget stor, fordi kræfterne i atomer er meget stærke. Sammenlignet med andre energiproducerende processer kræves der derfor langt mindre materiale til at skabe den samme mængde energi. F.eks. kræver det forbrænding af 2,5 millioner kg kul at opnå lige så meget energi, som man får ved 1 kg spaltet uran, forklares det i artiklen “Kerneenergi” i Den store danske (3).

Spaltning af uran har den yderligere fordel, at det ikke danner CO2 eller forårsager luftforurening, i modsætning til elektricitet produceret af fossile kilder som kul, olie og gas, forklares det i artiklen “Nuclear Energy” fra National Geographics (8). Energi produceret ved atomkraft bidrager altså ikke til den globale opvarmning.

Hvad er forskellen på energi produceret ved atomkraft og energi produceret på sol og vind?

Solceller og vindmøller producerer CO2-neutral energi ligesom atomkraft. Til gengæld er de meget pladskrævende, oplyses det i artiklen fra Dr.dk “Atomkraft Ja tak eller hvad? Her er 3 fordele og ulemper fra den kontroversielle energikilde” (9). Derudover er der perioder, hvor der ikke produceres energi, fordi solen ikke skinner og vinden ikke blæser, mens et atomkraftværk kan køre døgnet rundt. Men det er dyrt at bygge et atomkraftværk, bl.a. fordi der stilles meget høje krav til sikkerhed for at undgå en gentagelse af fortidens atomkraftulykker og for at sikre værket mod terrorangreb. På den baggrund har danske forskere i rapporten “Fakta om Atomkraft i Danmark” (10) beregnet. at elektricitet fra atomkraft, der blev bygget i Danmark i dag, ville være ca. dobbelt så dyr at producere som elektricitet fra sol og vind.

Boks: Tal og grafer

Kilder til verdens elproduktion.

Figur 2 i artiklen “Nuclear Power in the world today” fra World Nuclear Association viser hvor stor en andel forskellige kilder til elektricitet udgør. Atomkraft producerede i 2020 10 % af verdens elektricitet.

https://world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/nuclear-power-in-the-world-today.aspx

Dødsrater pr. enhed elproduktion i 2021.

Hos Our World in Data finder man figuren ”Deathrates per unit of electricity production”, som viser at der dør langt flere mennesker som følge af energiproduktion genereret ved olie, kul og biomasse end ved atomkraft. De dør blandt andet som følge af luftforurening, hændelser ved minedrift og transport mm.

https://ourworldindata.org/grapher/death-rates-from-energy-production-per-twh