Hvorfor kan man ikke bare slukke for et atomkraftværk?
CLASSIC: En læser vil vide, hvorfor det er så svært at få kontrol over kernekraftværker efter jordskælv og tsunami.

Billeder af Fukushima Daiichiværket før (øverst) og efter katastrofen. På det nederste billede kan man se, hvordan en eksplosion har hærget den ene reaktor og har blæst den yderste skal af. (Fotos:Masaru Kamikura)

Billeder af Fukushima Daiichiværket før (øverst) og efter katastrofen. På det nederste billede kan man se, hvordan en eksplosion har hærget den ene reaktor og har blæst den yderste skal af. (Fotos:Masaru Kamikura)

Denne artikel er en genpublicering. Den blev bragt første gang 14. marts 2011.

 

Frygten for en regulær atomulykke lurede i Japan efter et grufuld jordskælv og tsunami.  

Problemerne på flere japanske atomkraftværker bekymrer flere af Videnskab.dk’s læsere, som f.eks. Jacob Skouboe, der spørger:

»Hvorfor er det vigtigt, at et atomkraftværk bliver nedkølet, og hvad er det der sker ved en nedsmeltning?«

Radioaktivitet kan ikke stoppes

Videnskab.dk vrider svaret ud af lektor i reaktorfysik Erik Nonbøll på Risø DTU samt lektor i acceleratorfysik Niels Hertel fra Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet.  

»Da jordskælvet indtraf, lukkede man reaktoren ned ved automatisk at stoppe de radioaktive kædereaktioner. Alligevel foregår der radioaktive processer i uranbrændslet, der udvikler varme, som skal ledes væk, da man ellers risikerer, at brændselsstavene smelter. Den eneste måde at forhindre nedsmeltning på er ved at køle anlægget ned,« fortæller Erik Nonbøll fra Risø DTU.

Et kernekraftværk kan ikke lukkes ned fra den ene dag til den anden på samme måde som et kulkraftværk. Det er en længerevarende proces, der sagtens kan strække sig over flere dage, pointerer Niels Hertel fra Aarhus Universitet.

I et kulkraftværk varmer man kul op, indtil det går i forbindelse med ilt ved en forbrændingsproces, der frigiver varme. Den proces kan man uden videre standse ved at stoppe tilførslen af kul til forbrændingskammeret.

I en kernereaktor bruger man derimod radioaktivt stof som brændsel, typisk i form af uran, der fra naturens hånd spalter op i mindre kerner i en henfaldsproces. Spaltningen frigiver store mængder energi i form af neutroner og varme.

Ramler de frigivne neutroner ind i en ny klump uran med en bestemt fart, kickstarter de endnu en henfaldsproces, så man får en kædereaktion.

Kontrolstænger styrer kædereaktion

Spørg Videnskaben Classic

Med jævne mellemrum 'genudgiver' vi tidligere spørgsmål og svar fra vores populære spørgekasse Spørg Videnskaben.

Kædereaktionen er ligeglad med, om det er koldt eller varmt, men den kan holdes under kontrol ved hjælp af nogle kontrolstænger af et særligt materiale, der efter behov sænkes ned mellem uranstængerne.

Det snedige ved stængerne er, at de absorberer nogle af de neutroner, som spaltningen frigiver, så man kan bremse kædereaktionen. Dette skete med det samme, da der blev registreret jordskælv - helt efter planen.

Men selv om man stopper kædereaktionen, så vil der blive ved at ske spontane henfald i uranstængerne, som varmer anlægget op. Derfor er det helt afgørende, at kølesystemerne virker efter nedlukning.

De spontane henfald er altså ustyrlige, mens en kædereaktion af henfald kan holdes under skarp kontrol.

»Fungerer køleanlægget ikke, vil temperaturen stige voldsomt, indtil brændselsstavene begynder at smelte. Den smeltede uran danner en stor pøl på bunden af reaktoren. Og når så store mængder uran er samlet på så lidt plads, kan der opstå en kædereaktion, der ryger ud af kontrol,« siger Niels Hertel. 

Kernekraftværkerne i Japan er på alle mulige måder sikret mod jordskælv og er udstyret med avancerede nødsystemer, som automatisk slår til ved tekniske uheld eller katastrofer. Katastrofen i Japan var dog for stor en mundfuld for systemet, der druknede i tsunamiens vandmasser.

Videnskab.dk sender en t-shirt til Jacob Skouboe som tak for et godt og aktuelt spørgsmål. 

Du kan selv stille et spørgsmål ved at sende en mail til redaktionen@videnskab.dk.

NB: Artiklen er redigeret 26. oktober 2015. Frem for at man kan standse et kulkraftværk ved at afkøle kullene er oplysningen nu rettet til, at man standser et kulkraftværk ved at stoppe tilførslen af kul. (LB)

Jodtabletter kan forebygge stråleskader

Hvis katastrofen skulle ske, og kraftværket ryger i luften, håber acceleratorfysiker Niels Hertel fra Aarhus Universitet på, at vinden kommer fra vest, så den radioaktive sky af damp og støv bliver ført ud over havet og spredt for alle vinde.

Den farligste situation opstår, hvis anlægget eksploderer i vindstille vejr, da der i så fald vil lande store koncentrationer af radioaktivt materiale på de omkringliggende marker, hvor det vil blive suget op i de afgrøder, som befolkningen lever af. Planternes radioaktive materiale består af jod, der ophobes i skjoldbrudskirtlen, hvorfra kroppen bliver udsat for stråling.

»Den situation kan man forebygge ved at tage jodtabletter. Den jod, der er i tabletterne, vil fylde skjoldbrudskirtlens depoter op, så der ikke er plads til det farlige, radioaktive jod fra afgrøderne og derfor ikke optages i kroppen,« siger partikelfysiker Niels Hertel fra Aarhus Universitet.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om, hvorfor denne 'sort hul'-illusion narrer din hjerne.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk