Kärnenergi och dess betydelse för världen Ämne: so/sv Namn: Handledare: Anna Eriksson Klass: 9 Årtal: 2009 1
Innehållsförteckning Försättsblad 1 Innehållsförteckning 2 Inledning 3 Bakgrund 3 Syfte, frågeställningar, metod 3 Avhandling 4 Slutsats och diskussion 10 Sammanfattning 11 Slutord 12 Källförteckning 13 2
Inledning Bakgrund Vi har nyligen studerat atomfysik på NO:n. Där gick vi in på kärnkraft och kärnenergi, och jag tyckte att det var intressant, dels för att kärnenergin är så kontroversiell, också för att det är så aktuellt i Sverige just nu. Eftersom vi har läst om detta i skolan så har jag som sagt lite kunskap om hur en kärnreaktion fungerar, men jag vet inte så mycket i större utsträckning om kärnkraftens historia. Jag vet bara några få detaljer om Tjernobylolyckan som skedde 1986 i Ukraina, dåvarande Sovjetunionen, men det jag tror hände var att de anställda ville testa den maximala effekten på en av kärnkraftsverkets reaktorer, och när de sedan bytte skift med andra anställda så fick de nya ingen information om detta, därför späddes det på och pågick och till slut blev kedjereaktionen okontrollerbar och då exploderade på samma sätt som en atombomb gör. Jag tror även att detta hade stor påverkan i världen, eller jag snarare vet att i alla fall större delar av Europa fick mycket problem genom att radioaktiviteten spreds via vindar och regn. Syfte, frågeställningar, metod Syftet med denna uppsats är att få ytterliggare insikt i hur kärnenergi fungerar, hur den används och hur kärnenergin påverkat samhället, och som hjälp till detta ska jag studera olyckan i Tjernobyl. Hur fungerar kärnenergi? Hur har kärnkraften påverkat världen? Vad hände i Tjernobyl och vilka konsekvenser fick det? Jag ska leta fakta på internet och i böcker för jag tycker att det är lämpligt och lättillgängligt. Jag kommer även att ta hjälp av muntliga källor som har kunskap om ämnet. 3
Avhandling Vad är kärnenergi? Kärnenergin utvinner man från att klyva atomkärnor, och det kallas fission. Fission innebär att om en atomkärna (inom kärnenergin är det då uran 235 som används) träffas av en neutron så klyvs atomkärnan och då frigörs ett par neutroner som i sin tur träffar en annan urankärna, vilket skapar en kedjereaktion. Inom kärnkraften så används denna process för att utvinna energi, men under kontrollerade former. För om kedjereaktionen är okontrollerad så fortsätter neutronerna att träffa kärnorna, och det leder tillslut till en explosion precis som i en atombomb. Ett annat sätt att utvinna energi på är fusion. Fusion är istället för klyvning, sammanslagning där man slår ihop två väteatomer till en heliumatom och då frigörs lite materia som gör så att temperaturen stiger ytterliggare. Men för att fusion ska kunna ske så krävs det att temperaturen extremt hög, ca 100 miljoner grader. Som bränsle i kärnreaktorerna används ämnet uran 235 som bryts i stora dagbrott i länder som t ex Australien, Kanada och Sydafrika. Dessa gruvor är väldigt kontroversiella, för mycket radioaktivt avfall läcker från dessa gruvområden. Uranet har en halveringstid på 4 500 000 år, och detta avfall gräver man ner i berggrunden. Jag ska nu redogöra hur man använder denna process för att utvinna elström i ett kärnkraftverk. I kärnreaktorn sker själva fissionen som värmer upp vatten som sedan övergår till ånga. Denna ånga driver en turbin som är kopplad till en generator som generar elström. 4
Hur har kärnkraften påverkat världen? 1896 upptäcktes för första gången att uran utsänder strålning, och mannen som upptäckte detta hette Henri Becquerel och han fick SI-enheten becquerel döpt efter sig. 9 år senare skriver Albert Einstein relativitetsteorin som visar att massa kan förvandlas till energi och att den energimängden som man får ut då är väldigt stor. Relativitetsteorin har varit till stor hjälp för vår kunskap och utveckling inom kärnenergin. 1932 gjorde två engelsmän en konstgjord kärnreaktion, och det var den allra första kärnreaktionen som någonsin skapats. 1938 döper sedan Otto R Frisch processen till fission. 1942 startas den första reaktorn i Chicago i forskningssyfte, och bara tre år senare utsätts städerna Hiroshima och Nagasaki som ligger i Japan för den första atombombningen. Det har hittills varit den enda gången som atombomber använts i krig. Atombomberna kom faktiskt till innan ett riktigt kärnkraftverk skapades, för det första kärnkraftverket som startades gjorde det år 1956 i England. Den första olyckan som inträffar med kärnkraften är att 1979 sker en härdsmälta i kärnkraftverket som ligger i Harrisburg, USA. Efteråt blir det en demokratisk omröstning i Sverige om kärnkraften ska avskaffas eller att fortsätta att användas, och resultatet från den folkomröstningen blev att alla kärnreaktorer skulle ha avvecklats år 2010. 1986 sker den katastrofala olyckan i Tjernobylkraftverket som ligger i Ukraina (dåvarande Sovjetunionen.) Denna olycka tog livet av många människor, och konsekvenserna olyckan orsakade syns än idag. Idag finns ca 440 kärnkraftverk som producerar el i ca 30 länder i världen. Många reaktorer planeras att byggas i framtiden och kärnkraftens elproduktion har fördubblats sedan 1983. Kärnkraftens elproduktion svarar idag för 14% av världens elbehov. 5
Vad hände i Tjernobyl? Den 26 april 1986 skedde det en olycka i Ukraina (dåvarande Sovjetunionen) som kom att påverka hela världen. Ett kärnkraftverk som låg intill staden Pripyat utförde ett experiment med syftet att se hur man kunde förbättra nödströmsförsörjningen. Under experimentets gång så stängdes många av reaktorns säkerhetssystem för att underlätta, även fast de gick emot säkerhetsreglerna. Detta ledde så långt att teknikerna tappade kontrollen över reaktorn vilket orsakade ett utbrott av neutronstrålning, som i sin tur orsakade en otroligt ökad effekt. Sedan förångades kylvattnet i reaktorn och en enorm ångexplosion uppstod. Explosionen förstörde reaktortanken och grafiten som moderatorn bestod av fattade eld, och en sådan eldsvåda är mycket svår att släcka på grund av de höga temperaturerna. De dagar som det fortfarande brann vid platsen så skickades radioaktiva ämnen, främst cesium 137 och jod 131 upp i luften och spreds med regn och vindar över till andra länder. Främst till Europa och Norden eftersom vindarna just var västliga den dagen. Det tog brandkåren och de övriga som hjälpte till vid släckningsarbetet tio dygn innan branden var helt släckt, och många av de dog kort därefter av strålningsskador och att benmärgen blivit påverkad. Många av dem hade även mycket svåra brännskador. Ukrainas grannländer och omvärlden hade ingen aning om att denna katastrofala olycka inträffat. Sovjetunionen vägrade tro att detta var sant, och de försökte helt enkelt mörklägga hela incidenten. Den 28 april uppmättes ovanliga halter av radioaktivitet på Sveriges kärnkraftverk Forsmark. De trodde först att det var någon av deras egna reaktorer som läckte, men sedan fick de veta att andra kärnkraftverk också mätt upp dessa ovanliga halter. Så det var först när Sovjetunionen blev utpekade som de erkände att det hade skett en kärnkraftsolycka. 6
Vilka konsekvenser fick Tjernobylolyckan? Efter olyckan så spred sig det radioaktiva regnmolnet mot nordväst och det nådde först Lettland och Litauen, centrala Skandinavien, större delen av Europa, och det nådde tillsist de Brittiska öarna. Påverkan av det radioaktiva nedfallet var olika från olika länder och platser, och beroende på hur vädret såg ut. I Sverige mättes den högsta halten av radioaktivitet i Gävle, Sundsvall och Härnösand. Det var 33 gånger större än det tillåtna värdet. Tusentals renar och andra viltdjur var tvungna att slaktas, och detta medförde stora problem för renägarna. Staten fick då gå in och kompensera rennäringen efter olyckan i Tjernobyl och under åren 1986-1996 betalade staten 460 miljoner som ersättning till rennäringen. Åren efter olyckan fick man heller inte äta bär, svamp och fisk från insjöar eftersom de innehöll radioaktivt nedfall. Boskapsägarna fick också problem genom att kossorna inte fick beta på de drabbade gräsmarkerna genom att mjölken då skulle påverkats. I Vitryssland bodde det 10 miljoner människor när olyckan inträffade, och 70 av landets samhällen utrymdes. Idag har Vitryssland 2,4 miljoner hektar jordbruksmark som de inte längre kan odla något alls på genom att marken är så pass förgiftat. 18 hektar skog och åkermark kommer att vara förgiftat i flera hundra år framåt och antalet cancersjuka och utvecklingsstörda personer med genetiska förändringar ökar för varje år. Antalet sköldkörtelcancerdrabbade inom Ukraina, Vitryssland och Ryssland var 2000 personer, främst ungdomar och barn eftersom de har lättare att drabbas än vuxna, och detta var mellan åren från olyckan fram till 1998. Andra sjukdomar som var vanliga de närmsta åren efter olyckan var andra fall av cancer som orsakats av radioaktiv strålning. Tjernobylolyckan påverkade också miljön. Staden Pripyat som låg alldeles intill reaktorn är nu avstängd genom att radioaktiviteten är så pass hög där. Efter olyckan så dog tallskogen där strålningsnivåerna var som högst, och många djurarter såsom sorkar och olika insekter minskade i antal efter olyckan. 7
Egna reflektioner Innan Tjernobylolyckan ansågs kärnkraften vara en miljövänlig och ofarlig energikälla eftersom de inte släpper ut större mängder av koldioxid, men sanningen är det att när uranet tas ur gruvorna så skadas luften då genom att maskinerna man använder också släpper ut koldioxid i form av avgaser, samma sak när man transporterar uranet. Jag tror att efter Tjernobylolyckan så ändrades många åsikter kring kärnkraften, om det nu verkligen var en sån bra energikälla som det var sagt eller inte. Jag tror många frågor som kan detta hända igen? och varför inträffade en sådan katastrofal olycka när kärnkraften ska vara så säker? dök upp i folks huvuden. Länderna kanske började fundera över sina val av energikällor då också, och det kan jag tycka vara positivt för att man började då forska om nya och säkrare energikällor. Efter olyckan så gjordes Sveriges kärnkraftverk också säkrare genom att de installerade ett så kallat haverifilter. Idag i Sverige så är kärnkraftsfrågan väldigt aktuell, om vi nu ska bygga fler kärnkraftverk eller inte. Jag anser att vi inte ska bygga fler kärnkraftverk för Sverige bryter numera inte uran längre pågrund utav de stora såren brytningen lämnar i naturen. Vi transporterar vårt uran från Australien, och den transporten är mycket lång och omiljövänlig i sig. Om vi nu skulle bygga fler kärnkraftverk i Sverige så betyder det att vi behöver transportera mer uran. Vad skulle hända om Australien sa upp sitt kontrakt med Sverige? Vid det laget så skulle Sveriges el vara beroende av kärnkraftverken, och om då Australien bestämde sig för att sluta transportera till Sverige skulle det innebära kris, och då kanske Sverige skulle vara tvungna att bryta eget uran, och jag tror att om det skulle ske en sådan situation så skulle nog de börja bryta utan att fråga folket om lov först bara för de var beroende av detta uran för att kunna försörja Sverige med el. Varför mörklade Sovjetunionen olyckan? Jag tror att eftersom Sovjetunionen var en ledande supermakt så ville de inte erkänna ett nederlag så att säga. De ville visa sig starka och bättre, men 8
nu när det hände en olycka med just deras kraftverk så ville de inte att omvärlden skulle veta att den första allvarliga kärnkraftsolyckan hände med deras kraftverk pågrund utav slarv och dumt agerande, och eftersom hela världen blev påverkade av detta så ville de inte bli utpekade. Om de hade tagit hjälp ända från början så tror jag att konsekvenserna hade blivit mindre katastrofala, för brandkåren som kom till den brinnande reaktorn var varken utbildad eller hade utrustning för en sådan situation. Jag tycker också att det var otroligt dumt och oansvarigt av personalen att stänga ner säkerhetsprogrammen även fast de stred mot reglerna, för de satte inte bara sig själv i fara, utan också människorna runt omkring och människor och djur i andra länder. Urangruvorna är mycket kontroversiella, för att det läcker radioaktivt avfall från dessa gruvor. Gruvföretagen försöker dock att tysta ner detta genom att det säga att det inte läcker något alls, vilket egentligen är ganska så förståeligt eftersom de skulle få otroligt mycket kritik från allmänheten om de skulle få reda på att detta var helt sant. De skulle säkert också få investera i nya säkerthetsåtgärder för att förhindra läckan, vilket de skulle förlora mycket pengar på. Lite konstigt egentligen att de bryr sig mer om pengar än om de personerna kring området och även i gruvorna som får cancer av strålningen. Den största nackdelen egentligen tycker jag är avfallet. Avfallet har så pass lång halveringstid, och då är det ändå bara en halveringstid, alltså efter 4,5 miljoner år har bara halva av ämnet slutat stråla, och sedan efter 4,5 miljoner år till har hälften av det som är kvar slutat stråla, och så fortsätter det. 4,5 miljoner år heller ingen kort tid, det är väl ungefär så lång tid innan solen kommer att slockna. Detta avfall grävs ned i berggrunden, och tillslut så kommer ju så otroligt mycket mark användas till att förvara detta avfall som kommer att ligga där näst intill för alltid. 9
Slutsats och diskussion Efter som vi läst om atomfysik på NO:n så stämde mina tankar med hur kärnenergi fungerar, däremot har jag fått reda på mycket hur kärnenergi och kärnkraft påverkat världen. Tjernobylolyckan och möjligheten till att bygga atombomber genom kärnenergi har haft stora konsekvenser för både människor, djur och miljö, och jag tror att om Sovjetunionen erkänt sitt misstag från början och varnat omvärlden från början så hade det fått mindre konsekvenser, som t ex att färre barn och ungdomar fått sköldkörtelcancer, skadorna varit mindre omfattande runt reaktorn vilket hade kanske resulterat ett mindre avspärrat område. Jag tror också att om de släckt branden snabbare så hade kanske mindre radioaktivitet spridits via vädret, och det hade resulterat att färre länder blivit drabbade av radioaktivt nedfall. För att släcka branden snabbare hade brandkåren behövt utbildning och utrustning för en sådan situation, så jag tycker att brandkåren och andra räddningstjänster som faktiskt är närliggande ett kärnkraftverk borde ha utbildning om en sådan katastrof skulle inträffa. Under andra världskriget och kalla kriget var världen i skräck för att de skulle bli ett atomkrig, och möjligheten för att bygga atombomber hade väldiga konsekvenser för Japan under andra världskriget då USA släppte ned två atombomber över Hiroshima och Nagasaki. Så om man funderar över om det hade varit ett annat land som skickat den första atombomben så hade kanske kalla kriget varit annorlunda. T ex om Japan släppt den första atombomben över USA så hade Japan haft en mer ledande roll under kalla kriget, och då hade Japans allierade blivit mäktigare. 10
Sammanfattning Den här uppsatsen handlar om kärnenergi. Hur kärnenergi fungerar, hur den påverkat världen, hur ett kraftverk fungerar, vad som hände i Tjernobyl och vilka konsekvenser det hade. Kärnenergin fungerar genom atomklyvning, och denna teknologi har påverkat världen på många olika sätt. Dels genom att det är en högproducerande energikälla som svarar för stor del av världens energibehov, och dels för att säkerheten och avfallet har varit så ifrågasatt inom många sammanhang. Miljöfrågan kan ju också diskuteras, från början sades kärnkraften vara en mycket miljövänlig energikälla, men om man räknar med brytningen av uranet, transporten och tillsist avfallet så kan man ju fråga sig om det är så mycket miljövänligare än någon annan energikälla. Det finns även stora risker för arbetarna inom kärnkraften, för radioaktiv strålning kan framkalla cancer i olika former, och vid en eventuell olycka så är miljökatastrofen ett faktum. 1986 skedde den hittills största olyckan inom kärnkraften, kärnkraftsolyckan i Tjernobyl, Ukraina (dåvarande Sovjetunionen.) Olyckan fick många konsekvenser då många människor och djur dog, blev sjuk, och naturen i stort tog skada, inte bara i Ukraina, utan radioaktiviteten spreds också vidare via vädret till andra länder. 11
Slutord Jag tycker att detta arbete har gått bra. Det har inte varit något problem med att hitta information om detta, och det kan bero på att ämnet är så aktuellt just nu, och att hela världen blev drabbad av Tjernobylolyckan. Det som jag tycker har varit lite svårt är att begränsa arbetet. Mitt ämne är ganska omfattande och brett, så det har varit ganska svårt att försöka avgöra vad som är viktigast att ta med. Jag har försökt att rikta in mig på mina tre frågeställningar, men nya saker dyker hela tiden upp som jag tycker är intressant. Jag har nu mer kunskap om kärnenergins historia och hur den påverkat världen, och även mer om hur Tjernobylolyckan skedde, och dess konsekvenser. Jag har under arbetets gång tittat på bilder och filmer från den numera avstängda och helt öde staden Pripyat, och jag tycker att det skulle vara väldigt intressant att få besöka staden och se det med egna ögon. 12
Källförteckning Internet: http://sv.wikipedia.org/wiki/tjernobylolyckan (29-04-09) 09) Karnkraftsolyckan-i-Tjernobyl-En-sammanfattning-femton-ar-efter-olyckan/ (28-04-09) 2006-tema-Tjernobyl.pdf (28-04-09) http://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/allmanhet/karnkraft/karnkraft-och-olyckor/ (28-04- http://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/global/publikationer/tidsskrift/stralskyddsnytt-nr1- http://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/global/publikationer/rapport/stralskydd/2001/ssirapp-2001-07.pdf (28-04-09) http://www.vattenfall.se/www/vf_se/vf_se/518304omxva/518334vxrxv/518814vxrxe/518844om xkx/519474kxrnk/580749kxrnt/index.jsp (29-04-09) http://www.vattenfall.se/www/vf_se/vf_se/518304omxva/518334vxrxv/518814vxrxe/518844om xkx/519474kxrnk/580667kxrnk/index.jsp (29-04-09) Muntliga: Samtal med Victor Romlin. 13