Grönarealisten

Kärnkraft, miljö och annat smått och gott ur en reaktorfysikers synvinkel.

Idag är det 22 år sen Tjernobylolyckan och det finns flera anledning att minnas vad som hände. Tyvär så utnyttjar antikärnkraftsfundamentalisterna denna dagen för att sprida alla möjliga löjliga och absurda konspirationsteorier och överdrifter, här är bara två smakprov på sådana artiklar

Glöm aldrig Tjernobyl!
Tjernobyl - en pågående katastrof

I båda de artiklarna så väljer författarna att ljuga och bedra för att försöka få en nog stor katastrof att verka större. Det är rent ut sagt äckligt att försöka utnyttja tjernobylolyckan på det sättet. I realiteten så dog 28 personer av akuta strålskador och bland de 600 000 personer som tvingades städa upp efter olyckan så förväntar man sig upp till 4000 dödliga cancerfall. Bland de som var barn under olyckan så har man upptäckt 4000 fall av sköldkörtelcancer varav 15 lett till döden. Man har inte sett någon ökning av andra cancerformer och inte heller någon ökning av missbildningar. Tyvär hindrar det inte miljöföreningarna från att visa bilder på grovt missbildade barn i försök att peka ut tjernobyl som skyldig. Oerhört smaklöst.

Stråldoserna till befolkningen i övrigt var alldeles för låga för att kunna orsaka någon mätbar höjning, det finns spekulationer att det möjligtvis kan orsaka några tusen extra cancerfall bland de 6 miljoner invånare som exponerades mest. Men det är omöjligt att se en sådan ökning böand de 2 miljoner cancerfall man förväntar sig naturligt i den befolkningsgruppen.

Tjernobyls konsekvenser har summerats väldigt väl i denna sammanfattande rapporten av IAEA.
Chernobyl's Legacy: Summary Report
Man kan iallafall säga att konsekvenserna av Tjernobyl har lyckligtvis visat sig vara betydligt mindre än man var rädd för efter olyckan. Något vi alla borde vara tacksam för oavsett hur man känner för kärnkraft. Hedra offren med sanningen, besudla dom inte med lögner och konspirationsteorier!

Det som orsakade olyckan är en snudd på absurd kombination av felaktig design, dåliga beslut och kommunistisk byråkrati. Det mest tragiska är att hela olyckan var så fruktansvärt onödig, hade bara säkerhetskulturen varit annorlunda och operatörerna tillåtna att kritisera överordnades beslut så hade ingenting hänt.

Oavsett vad operatörerna gjorde så ligger ändå mycket av skulden på designen av reaktorn. En väldesignad reaktor ska inte under någon omständighet kunna skena iväg så som tjernobyl gjorde, den ska vara designad så det är en fysisk omöjlighet. I tjernobylreaktorn var det däremot möjligt under vissa driftförhållanden, men det var egentligen inte tillåtet att driva reaktorn under de förhållandena.

Kortfattat så sänkte man effekten hos reaktorn för att kunna genomföra ett test. När man sänker effekten så börjar en starkt neutronabsorberade isotop byggas upp, Xenon-135. Eftersom Xenonet absorberar så många neutroner måste man dra ut de neutronabsorberande säkerhetsstavarna som kompensation för att överhuvudtaget kunna hålla igång kärnreaktionen.



Detta ledde genom andra omständigheter till att effekten steg, vid det laget så försöker operatörerna stänga av reaktorn genom att föra in säkerhetsstavarna, men de var felaktigt designade. Som man ser på bilden ovan så var säkerhetsstaven kopplad till ett grafitblock, när staven är fullt utdragen så ligger grafitblocket i mitten av kanalen i reaktorn. När man för in staven kommer grafitblocket trycka undan vattnet under blocket, eftersom vatten absorberar neutroner så innebär det att fler neutroner blir tillgängligt om vatten pressas bort. Före säkerhetsstaven som kan slå av reaktorn når in i härden så får man alltså en höjning av effekten ettersom vatten trängs undan. Under normala driftförhållanden är det hanterbar, men under de testförhållanden reaktorn var vid i tiden vid olyckan så skenade effekten istället iväg.

Det fick i sin tur kylvattnet i reaktorn att förångas. I västerländska reaktorer så spelar kylvattnet två roller, dels så kyler det reaktorn och dels så modererar det(saktar ner) neutronerna. Neutroner måste modereras för att man ska kunna hålla igång kärnreaktionen. Men i Tjernobylreaktorn använde man grafit som moderator och vatten separat som kylmedel. 

Vatten absorberar som sagt även en del neutroner, om vattendensiteten plötsligt sjunker genom att förångas så innebär det att färre neutroner absorberad och fler finns tillgänliga för kärnreaktionen. I en lättvattenreaktor spelar det ingen roll eftersom moderatorförlusten stänger av reaktionen, men i tjernobylreaktorn så modererade grafiten alla extra neutroner och effekten ökade exponentiellt under en väldigt kort tid.

Man var alltså i ett läge där en införing av säkerhetsstavarna dramatiskt ökade effekten, det i sin tur förångade ögonblickligen allt vatten i reaktorn och effekten skenade iväg ännu mer. All vattenånga reagerade med grafiten i moderatorn, när vattenånga reagerar med grafit bildas väte. Därför fick man en kombinerad vätgas och ångexplosion som sprängde sönder byggnaden och antände resten av grafiten. Vad som hände efter det vet vi alla, reaktorn brann i flera dagar och spred ett radioaktivt moln över stora delar av europa.

Tjernobyl hade ännu en fatal designbrist. Hade reaktorn varit innesluten innuti en förstärkt betongbyggnad som alla västerländska reaktorer så är det fullt möjligt att ingenting hade sluppit ut byggnaden. De är nämligen lika robust byggda som bunkrar.

Vid det här laget borde det vara uppenbar varför en sådan olycka aldrig kan ske i västerländska lättvattenreaktorer. Styrstavarna i våra reaktorer orsakar aldrig en effektökning, de absorberar omedelbart neutroner och stänger av reaktionen. De kan även föras in betydligt snabbare än tjernobyls stavar. Om vatten förångas i våra reaktorer så innebär det att kärnreaktionen självdör eftersom det inte finns något som kan moderera neutronerna. En effektskening kommer därmed alltid ta ut sig själv eftersom det bildar mer vattenånga. Sist men inte minst, om något sker som orsakar skada på tryckkärlet och härden så finns inneslutningsbyggnaden där som ser till att ingenting kan läcka ut i omgivningen.

Redan under början av atomåldern så insåg amerikanerna att reaktorer liknande tjernobylreaktorerna kan vara ostabila och de har därmed alltid varit olagliga att bygga i väst. Tyvär så brydde sig inte Soviet om sådana detaljer, de ville ha reaktorer som kan producera vapenplutonium. Allt annat var sekundärt, i kombination med för dåligt utbilade operatörer, allsmäktighet hos kraftverkscheferna och en kultur som förbjuder att man ifrågasätter order så var katastrofen var ett faktum.

Precis som Bhopal katastrofen inte är ett argument mot all kemiindustri eller Banqiao katastrofen ett argument mot all vattenkraft så kan man inte heller använda Tjernobyl som argument mot all kärnteknik. Äpplen och päron, varje reaktordesign och dess egenskaper är unika och man kan inte dra slutsatser om en baserat på en annan. Det är lite märkligt att vi inte har en årsdag för Banqiao eller Bhopal, speciellt Banqiao som är den värsta industriella katastrofen någonsin. Båda de katastroferna var värre än Tjernobyl och även de offren förtjänar att hedras. Men eftersom de inte kan förvridas till propaganda för ett särskilt politiskt/ideologiskt syfte så ignoreras de av miljörörelsen som ska vara så human och älskvärd.

För lite mer teknisk läsning om tjernobyltypen av reaktor(RBMK reaktorer) så rekomenderar jag denna IAEA rapporten. The Chernobyl Accident.

Ja det var verkligen en fruktlös diskussion. Han verkar totalt ignorera varenda inlägg jag gjort.

Fakta som inte passar ens förutfatade mening försvinner i det rosafärgade filtret :)
Tänk på att det är inte han som är målet det är hans läsare.

/C

Ta en titt här:
http://beskt.motpol.nu/?p=456

Yepp jag har redan diskuterat med dem som står bakom den bloggen på deras andra blogg.

http://beskt.blogspot.com/2008/05/sker-krnkraft.html

Men det är tyvär ingen egentlig mening att föra debatt med Florestan som skrev svar till dig då han(hon?) helt förkastar naturvetenskap. Aloysius verkar vettigare men ingen av dom är intresserad av hur man kontrollerar en reaktor.

Har du tänkt på att det finns ett otal ämnen, jag tänker alltså på konventionella gifter nu, som fortsätter vara sjukt giftiga FÖR ALLTID till skillnad från utbränt kärnbränsle som ändå avtar i farlighet av sig själv? Gifterna går väl att förstöra i och för sig. Men vill man så kan man ju utvinna energin ur transuranerna som bildades och inte bara bli av med de långlivade isotoperna utan även utvinna deras energi :)

Eller kanske inte skapa några alls, om man tycker om sånt... :P Jag läste att de lyckats rädda en hel del FLiBe-salt från MSRE faktiskt.

Joakim: Uhm... även om utbränt kärnbränsle såväl av sig självt som efter upparbetning slutar att stråla så är det ändå en hel del giftiga ämnen vi talar om. Uran är en tungmetall och även om det inte strålar så skall du hanteradet med samma försiktighet för dess konventionella farligheter som exempelvis när du hanterar bly.

Ja, men om man nu använder allt uranet med hjälp av någon reaktor med snabbt neutronspektrum och upparbetning och så blir det ju ingen större mängd uran kvar i slutändan. Fissionsprodukterna är lättare element med atomvikter runt 100. Många är visst också väldigt sällsynta i naturen samtidigt som de är mycket användbara inom industrin. De är ju förstås starkt radioaktiva då man tar ut dem ur anläggningen men när man låtit dem ligga och "svalnat" så behöver man ju inte kasta bort dem.

Mmm om man använder slutna bränslecykler och breeders så ska det i princip inte vara något uran eller andra tungmetaller i avfallet, allt fissioneras bort. I praktiken kommer upparbetningen aldrig vara 100% effektivt så lite kommer vara kvar.

Jag har inte funderat djupare på den kemiska giftigheten hos avfallet efter radioaktiviteten klingat av, men jag misstänker att aktiniderna(i oxidform iallafall) är mycket mer olösliga i vatten än tex bly vilket eventuellt gör det till en mindre risk än andra tungmetaller. Fast det är ren spekulation från min sida och inget jag kontrollerat.

Som joakim säger så kan man förmodligen använda många av fissionsprodukterna ifall man har billig upparbetning. Molten salt förespråkarna brukar prata om det, men det återstår att se ifall någon kommer göra det. Synd att det satsas så lite pengar på molten salt reaktor forskning :(

Tungmetaller är kanske dumt att använda som begrepp eftersom det är omtvistat. Vi kan ta det mer korrekta "toxiska metaller". Däri hittar vi bland annat: barium, beryllium, kadmium, bly, kvicksilver, tallium, antimon samt de flesta av de radioaktiva metallerna. Sedan finns det ju många andra grundämnen som också är toxiska. Och jag tror inte att det är någon som törs påstå att fullständigt utbränt kärnbränsle, även om vi transmuterat bort alla ämnen som kan användas för fission, består enbart av icke-toxiska ämnen.

Nej det är nog helt sant att det finns mycket kemiskt giftigt bland det zoo av grundämnen som skapas vid fission. I princip allt mellan Z 80-150 skapas(och spårmängder ner till 70 och upp till 160).

Det skulle vara intressant att jämföra halterna av alla toxiska metaller med genomsnittliga halterna av samma metaller i granit(eller för den delen i askan efter kol eller biomassa) för att se ifall man ökar toxiciteten på ett signifikant sätt. "Avfallet" består ungefär till 95% av uran, 3% fissionsprodukter och resten transuraner.

Grymt bra inlägg på beska droppar bloggen föresten! Vi börjar bli några stycken nu som håller ett öga på bloggvärlden :)

Menar du mig? Tack! Aloysius har definitivt vettiga argument och funderingar men Florestan verkar tycka att jag är Ond och attackerar mig i stället för att peka på någon felaktighet i det jag påstår...

Kan du tänka dig att jag skrattade åt kärnkraft som en av världens dummaste idéer förut? Minsta lilla felsteg och halva Sverige försvinner typ tänkte jag, självklart bort med skiten så fort som möjligt! Sen så råkade jag lära mig lite om fysiken bakom hur det fungerar...

Men om det nu bildas gifter bland fissionsprodukterna - det är ju inte som vi måste ploppa ut dem i naturen om vi inte vill. Kemisk separation av olika ämnen är ju inte direkt något större problem och många ämnen som är giftiga har ju faktiskt användningsområden.

De här är ju inte sådana som vi kanske hittar som fissionsprodukter men till exempel arsenik som kan användas som dopning i halvledare. Berylliumoxid är en utmärkt värmeledare och elektrisk isolator. Används inte direkt i konsumentelektronik nuförtiden men under lite mer kontrollerade omständigheter så förekommer det. Eller vi kanske inte ska glömma klor som förekommer i en viss ganska viktig för oss kemisk förening. Sedan så är ju i princip alla metaller mer eller mindre giftiga...

Tack för en intressant förklaring av vad som hände i Tjernobyl :)

Finns också en trevlig dokumentär som gick på Discovery Channel - Chernobyl Disaster.

Denna berättar exakt samma historia likt ovan + att man byggde den för snabbt och hade snålat med material. Taket skulle t.ex. vara brandsäkert, istället användes brännbara material. Ritningarna var felaktiga och borstavarna på fel höjd. Den heta fläcken som bildades fick torrkoka med grafit vilket ledde till en enorm effekthöjning som fick hela anläggningen att explodera. Sedan som sagt ingen inneslutning.



Men ovanpå det där så gjorde man ett "säkerhetstest", man stängde av pumparna och lät reaktorn vara utan vatten i drygt 40 sekunder. Man körde reaktorn i 200MW trots att minsta tillåtna var 700MW. Man startade om reaktorn (Ta ut borstavarna helt) trots att reaktorn haft fel och varit instabil innan samma kväll. Det korrekta hade varit att stänga av reaktorn.



Tjernobyl är en summa av korkat ledarskap, planekonomi och kommunism samt undermålig teknik + en viss mängd otur.



Tack och lov finns denna typen av reaktorer knappt kvar. Ignalina i Litauen är väl en av de enda...

Om jag inte minns fel finns det runt 20 reaktorer av samma modell i Ryssland, 4 stycken bara i St Petersburg.. Men så vitt jag vet har de alla blivit modifierade så att de inte längre kan få positiv void koefficient. De borde ändå skrotas pga bristen på inneslutningsbyggnad, får hoppas det är ekonomiskt möjligt för ryssland att göra det.

Nördarnas Julafton eller?? :S:S:S snacka om att inte ha ngt liv grabbar.... hitta på ngt ist..

Helt rätt, Ogge^!