Hur fungerar kärnkraft?

Ett kärnkraftverk fungerar egentligen som en väldigt komplicerad vattenkokare. Energin kommer från klyvning av anrikat uran. Anrikningen innebär att man ökar halten av en specifik klyvbar isotop av uran. När uranet bestrålas med neutroner klyvs atomkärnan. Det frigör fler neutroner som startar en kedjereaktion som sedan fortsätter av egen kraft. Vid uranklyvningen frigörs nya neutroner som behöver bromsas för att kunna fortsätta klyva uranatomer. Det görs i de svenska reaktorerna med hjälp av vatten, så kallat lättvatten. Därför kallas kärnkraftsreaktorerna som används i Sverige för lättvattenreaktorer. Lättvattenreaktorer kan vara antingen kok- eller tryckvattenreaktorer. Reaktorerna i Forsmark och Oskarshamn är kokvattenreaktorer, medan reaktorerna i Ringhals är tryckvattenreaktorer.

Klyvningen av atomkärnor kallas för fission, och den så kallade fissionskedjereaktionen som beskrivs ovan producerar stora mängder värme. Värmen leds bort i vattenrör till en värmeväxlare och för över energin till en ångturbin som driver en generator som i sin tur producerar elen.

Kylningen av kärnreaktorn skapar en stor mängd överskottsvärme som leds ut i havet. Därför ligger kärnkraftverk som regel vid kusten. Verkningsgraden hos en kärnreaktor är netto kring 35 procent. Verkningsgrad är ett mått som anger hur effektiv en energiomvandlingsprocess är. En tredjedel av energin från kärnreaktionen kan alltså tas tillvara och omvandlas till el, resten går förlorat som spillvärme från kylningen av reaktorn.

Kärnkraft är ett fossilfritt energislag som inte ger upphov till några koldioxidutsläpp under driften. Det orsakar inte heller radioaktiva utsläpp under drift. Däremot kräver det brytning av uran och genererar radioaktivt avfall. När uranmalm bryts frigörs radioaktiva gaser och radioaktivt damm, och radioaktiva sönderfallsprodukter som blir kvar i gruvavfallet riskerar att läcka ut. Brytningen av uran sker ofta på platser med tveksamma arbetsförhållanden.

Förbrukat kärnbränsle måste förvaras säkert under väldigt lång tid. Radioaktiviteten avklingar långsamt under hundratusentals år. Trots att den första forskningsreaktorn startades i Sverige på 1950-talet har det inte funnits någon godkänd metod för att lagra kärnavfallet. Än så länge lagras allt kärnavfall i ett så kallat mellanlager i Oskarshamn. I början av 2022 beslutade den då Socialdemokratiska regeringen att godkänna en metod som kärnkraftsbranschen föreslagit för slutförvaret, trots att metoden har kritiserats av både forskare och miljörörelsen. Kritiken har framför allt handlat om att kopparkapslarna, som avfallet ska förvaras i, inte skulle hålla tillräckligt länge.

Konventionella kärnkraftverk är en storskalig teknik med mycket höga investeringskostnader och långa byggtider. Få nya kärnkraftverk byggs just nu i Europa och av de som byggs förekommer ofta stora förseningar. Ett exempel är finska Olkiluoto 3 som försenats många gånger och väntas vara i full drift först 17 år efter byggstart.

I Sverige finns sex reaktorer i drift och kärnkraft stod för 31 procent av elproduktionen under 2021. De första reaktorerna började byggas i början av 1970-talet, inga nya har tillkommit efter 1985. Ursprungligen byggdes 12 reaktorer, sex av dessa har nu stängts. Höjda säkerhetskrav och allt äldre material i centrala delar av reaktorerna har gjort underhållskostnaderna höga och fortsatt drift olönsam för vissa reaktorer. 

Energiöverenskommelsen som slöts mellan flera riksdagspartier 2016 satte ett mål om 100 procent förnybar elproduktion i Sverige till 2040, men utan att sätta ett stoppdatum för kärnkraften. Trots att syftet med den blocköverskridande överenskommelsen bland annat var att skapa stabilitet i energimarknaden revs den upp 2019.

Regeringen bestående av Moderaterna, Kristdemokraterna och Liberalerna som tillträdde hösten 2022 lyfte kärnkraft som en prioriterad fråga på energi- och klimatområdet. De vill bland annat ge särskilda statliga kreditgarantier på 400 miljarder kronor för investeringar i kärnkraft. Trots att ägaren Vattenfall säger att det inte är aktuellt vill de dessutom undersöka vad som krävs för att återstarta de nedlagda reaktorerna Ringhals 1 och 2.

Det finns drygt 400 kärnkraftsreaktorer i drift runt om i världen år 2022. Tillsammans står de för 10 procent av världens elproduktion. Fler reaktorer stängs än det kommer till nya och andelen el från kärnkraft minskar därmed. Enligt det internationella energiorganet IEA kan kärnkraften globalt väntas bidra med ungefär samma produktion även 2040.