Vad händer vid fission?

I kärnkraftverken används uran som bränsle och detta är inte en förnybar energikälla. Med kärnkraft slipper man växthusgaser och andra utsläpp och på det viset är det en renare energiteknik. Men kärnkraften påverkar miljön på andra sätt.

När man producerar el med kärnkraft får man ett radioaktivt avfall. Använt kärnbränsle, och även viss utrusning som använts i kärnkraftverket, måste förvaras säkert. Det tar 100 000 år innan kärnbränslet förlorat sin radioaktivitet. I Sverige har man bestämt att avfallet från kärnkraftverken ska förvaras i en särskild typ av kopparkapslar. Kapslarna ska sänkas ned en halv kilometer i berggrunden och omslutas av bentonitlera. SKB:s förslag är att avfallet sedan ska slutförvaras i närheten av Forsmark Kärnkraftverk.

Även om säkerheten är hög i kärnkraftverken, finns alltid en risk att en kärnkraftsolycka kan inträffa.

Ett kärnkraftverk fungerar ungefär på samma sätt som ett kraftverk som eldas med kol, olja eller biobränslen. Det handlar om att koka vatten så att ånga bildas och som driver en turbin. Turbinen är sedan kopplad till en generator som omvandlar rörelseenergin till elektricitet.

Processen som får vattnet att koka kallas fission. Det innebär att man klyver atomkärnor. En neutron skickas in i urankärnan som gör att den ”klyvs”. Anledningen till att det är just uranet som vi använder till denna process är att den är tillräckligt instabil och därför går att klyva.

Vid uranklyvningen frigörs i sin tur nya neutroner. För att neutronerna ska fortsätta att klyva uranatomer krävs att de bromsas upp, modereras. I de svenska kärnkraftverken bromsas neutronerna upp med hjälp av vatten.

Vilka ämnen bildas vid fission?

Fission innebär klyvning av tunga atomkärnor som till exempel uran-, torium- eller plutoniumisotoper. Fission kan uppstå spontant, eller induceras genom att atomkärnan upptar en neutron eller någon annan partikel. Vid spontan kärnklyvning har sönderfallsprodukterna totalt en lägre vilomassa än ursprungskärnan. Överskottet övergår till fri energi. Atomkärnor som kan klyvas kallas fissionabla. Atomkärnor som dessutom kan upprätthålla en nukleär kedjereaktion (kriticitet) kallas fissila. Atomkärnor som kan bli fissila genom neutronabsorption kallas fertila.

Då en fissil atomkärna träffas av en neutron och klyvs sänder den också ut nya neutroner, i genomsnitt någonstans mellan 2 och 3. Dessa kan klyva ytterligare atomkärnor och på så sätt skapa en kedjereaktion. Ett system innehållande fissila atomer i en sådan konfiguration att en kedjereaktion kan skapas, upprätthållas och kontrolleras benämns kärnreaktor eller bara reaktor. För att kontrollera eller stoppa kedjereaktionen i en reaktor använder man någon neutronabsorbator (vanligen bor, kadmium eller hafnium) till exempel i så kallade styrstavar.

Neutronernas hastighet bestämmer deras rörelseenergi och deras förmåga att klyva olika typer av atomkärnor. Med några få undantag använder de kraftproducerande reaktorerna i världen så kallad termiska neutroner (med energier omkring 0,025 eV) för att klyva bränslets atomkärnor. De neutroner som sänds ut vid fissionen är dock i genomsnitt mycket snabbare och måste bromsas in. Denna inbromsning åstadkoms genom att låta neutronerna krocka med andra atomer i ett så kallat moderatormaterial och därmed ge ifrån sig en del av sin rörelseenergi. Bra moderatorer är i första hand de atomer med kärnor som är ungefär lika stora som en neutron, som till exempel väte eller dess isotop deuterium (som ger tungt vatten i förening med syre). Kol är dock också en god moderator.

När kärnor delas?

Atomkärnan hos vissa isotoper av grundämnen som plutonium och uran kan om de bombarderas med neutroner fånga in en neutron och därigenom bli så instabila att de klyvs.[1] I processen frigörs neutroner som i sin tur kan klyva fler atomkärnor och därigenom hålla igång en kedjereaktion. Därutöver bildas nya, mindre atomkärnor, och stora mängder energi frigörs som rörelseenergi hos klyvningsprodukterna samt gammastrålning.[1][2] När denna rörelseenergi och strålning sprids i omgivande gods, genom att partiklarna krockar med omkringliggande atomer, innebär det att värmen stiger.

Isotoper som ofta används i kärnkraftverk och vid kärnvapentillverkning är uran-235 och plutonium-239.[1] En möjlig sådan process är:

Klyvningsprodukterna från fissionen blir här krypton och barium, två ämnen som är starkt radioaktiva. Andra klyvningsprodukter kan vara 131I (Jod-131), 137Cs (Cesium-137) och 90Sr (Strontium-90).

Vissa typer av kärnvapen bygger på en okontrollerad fissionär kedjereaktion. I vätebomber kan en fissionssprängladdning användas för att utlösa en fusionsreaktion.

Vad är det för skillnad mellan fission och fusion?

All of the energy we produce comes from basic chemical and physical processes.

That’s mostly been accomplished throughout history by burning carbon-based material like wood, coal and gas—or by harnessing power from the sun, wind, and water.

Vad är det för fördel av fission?

I Finland finns fyra kärnkraftsenheter i drift. Kärnkraftens andel av Finlands totala elproduktion år 2016 uppgick till ungefär 34 procent.

Vad händer när en neutron delar en Urankärna?

Kärnkraft - ett sätt att producera el

Allmänt är det inte många som vet hur el produceras. Elen finns överallt omkring oss, i hemmen, i bilen, på jobbet, på gatorna, utan att vi ens tänker på det. Kärnkraft är ett sätt att producera el på.

Vilka ämnen används vid fusion?

Fusionen i stjärnorna fortsätter så länge det blir energi över efter sammanslagningen, och det tryck utåt som den frigjorda energin åstadkommer kan hålla gravitationens tryck inåt i jämvikt. När för lite väte återstår i stjärnans centrala delar, så kommer gravitationen att komprimera stjärnan. Det högre tryck, och högre temperaturer som då uppstår, kan få igång en ny omgång reaktioner där helium reagerar till tyngre ämnen, varvid ett nytt jämviktstillstånd uppstår. Så småningom är heliumkoncentrationen även den för låg, varvid stjärnan komprimeras än mer och nya reaktioner tar fart. Kedjan kan ta slut på två sätt: antingen är stjärnan för liten för att initiera någon av de senare reaktionerna, eller också (om stjärnan är mycket tung från början) så innehåller centrum alltför mycket järn.

Grundämnena järn och nickel har de isotoper som har mest bindningsenergi per nukleon, vilket gör att den energivinnande fusionen har dem som absolut sista steg. Tryck och energi från omkringvarande fusion kan dock tvinga ihop kärnor till ännu tyngre grundämnen, men större delen av de tyngre ämnen som förekommer i universum (det vill säga ämnen tyngre än järn) anses ha bildats i supernovor.

En stjärna som är i den första fasen, där vätekärnor slås ihop, är oftast en huvudseriestjärna. När vätet tar slut går stjärnan in i en kortare fas där helium och allt tyngre element slås ihop. Stjärnans öde avgörs till största delen av hur mycket massa den har; från att vara huvudseriestjärna kan den bli en vit dvärg, neutronstjärna eller annat. Se vidare på stjärna.

Hur fungerar fission och fusion?

1 Fission och fusion - från reaktion till reaktor

2 Fission och fusion Fission, eller kärnklyvning, är en process där en tung atomkärna delas i två eller fler mindre kärnor som kallas fissionsprodukter och i de allra flesta fall någon eller några biprodukter. Dessa biprodukter kan vara fria neutroner, gammastrålar, betapartiklar (fria elektroner) eller alfapartiklar (heliumkärnor). Fission av tunga ämnen är en så kallad exotermisk reaktion, vilket betyder att energi avges under rektionen. I en fissionsreaktion avges denna energi både som gammastrålning och som värme i materialet där fissionen äger rum. Fission används för att producera energi i kärnkraftverk och för att driva explosionen i kärnvapen. Fission är användbart som kraftkälla eftersom vissa material, som kallas kärnbränsle, både generar fria neutroner under kärnrektionen och reagerar med neutroner för att undergå en ny kärnklyvning. Dessa kärnbränslen kan användas i reaktorer där de undergår en kontrollerad kedjereaktion för att producera energi eller i kärnvapen där kedjereaktionen är mycket snabb och explosionsartad. Mängden energi som finns att tillgå i kärnbränsle är miljontals gånger större en den energi som finns i en liknande mängd bränsle som till exempel bensin. Detta gör att kärnklyvning är en väldigt bra energikälla. Det som talar emot fission är att avfallet från reaktionen är mycket radioaktivt och fortsätter att vara det i årtusenden vilket ger problem med förvaring av dessa avfallsprodukter. Också risken för katastrofer som de vid Three Mile Island och Tjernobyl har gett upphov till politiska debatter om kärnkraftens fortsatta existens. Ovan visas schematiska bilder av en fusionsreaktion till vänster och en fissionsreaktion till höger.

Vad händer med en atomkärna hos uran-235 vid fission?

We process your data to deliver content or advertisements and measure the delivery of such content or advertisements to extract insights about our website. We share this information with our partners on the basis of consent and legitimate interest. You may exercise your right to consent or object to a legitimate interest, based on a specific purpose below or at a partner level in the link under each purpose. These choices will be signaled to our vendors participating in the Transparency and Consent Framework. More information

Always Active

Vad händer när man klyver uran?

Brytning av uranmalm medför konsekvenser för både miljö och människors hälsa.

Förutom att brytningen skadar landskapet, lämnar den efter sig miljontals ton av farliga restprodukter. Dessa restprodukter kallas för ”tailings”. Varje ton uranoxid som produceras lämnar tusentals ton miljöfarligt avfall efter sig.

Detta avfall utgör allvarliga miljö- och hälsorisker i form av utsläpp av tungmetaller, radioaktiva gaser såsom radon och radioaktivt damm.

Vad sker vid fusion?

Som Sveriges ledande redovisningsspecialister bistår vi dig vid kapitalmarknadstransaktioner och bevakar utvecklingen inom redovisning och finansiell rapportering. Vi hjälper dig inom en alltmer komplex regelvärld, såsom IFRS, K3 och K2. Vi arbetar med redovisning och finansiell rapportering vid företagsförvärv, konsolidering, carve-outs, omstrukturering, kapitaltäckning samt CFO-stöd.

Det blir allt viktigare att hålla sig uppdaterad om regelverk kring finansiell rapportering och kapitalmarknadsfrågor. Områden tillkommer, förändras och uppdateras och leder till en alltmer komplex regelvärld. Företag behöver rätt kontroller, processer, verktyg och strategier för att implementera nya redovisningsstandarder, hantera redovisningsförändringar och efterleva reglerna på kapitalmarknaden.

Våra specialister bistår dig med IFRS konverteringar och redovisningsförändringar, extern rapportering (inklusive ESEF/iXBRL-rapportering) och redovisningsfrågor och CFO-support. Vi identifierar möjligheter och utmaningar som ligger i börsnoteringar och hjälper dig igenom hela processen kring upprättande av prospekt och IPO-förberedelser. Du kan även räkna med att hålla dig ständigt uppdaterad, då vi följer utvecklingen inom såväl redovisning och finansiell rapportering som kapitalmarknadsfrågor.

Är fusion farligare än fission?

Det är på tiden att vi tar tillbaks vårt förlorade försprång

Sverige var världsledande i kärnkraft en gång i tiden, bland annat på grund av att vi tog emot en mycket speciell flykting:

När atomkärnor delas?

Isotoper som ofta används i kärnkraftverk och vid kärnvapentillverkning är uran-235 och plutonium-239.[1] En möjlig sådan process är:

Vissa typer av kärnvapen bygger på en okontrollerad fissionär kedjereaktion. I vätebomber kan en fissionssprängladdning användas för att utlösa en fusionsreaktion.

Vad händer med bränslets massa efter en fission?

Saktar ner neutronerna så de kan klyva uranisotoper och att koka, bli ånga och åka in i en turbin som driver en generator

I kärnreaktorerna

Vad bildas vid fusion?

Vad händer med fusionstekniken? Melanie Windridge från Fusion Energy Insights berättade om utvecklingen. UKAEAs tokamak JET i Culham har lyckats hålla en reaktion igång i fem sekunder!! Sen blir de icke-supraledande magneterna för varma. Brittiska STEP förväntas leverera kraft till Englands elnät år 2040. Kinesiska supraledande tokamaken EAST har uppnått temperaturer på 120 miljoner grader under tusen sekunder, dock utan att utvinna mer energi än man stoppade in. Japanska supraledande JT-60SA förväntas hålla en reaktion igång i 100 sekunder under 2023. Laser-reaktorn National Ignition Facility vid Lawrence Livermore Laboratory i Kalifornien har uppnått 1,3 MJ fusionsenergi i en smäll, dock utan att ha uppnått en fusionsreaktion (”ignition”).

Men tritium är lite svårt att få tag i. Istället har TAE Technologies fusionerat deuterium och bor vid 50 miljoner graders temperatur. Tritium är faktiskt en knäckfråga. En reaktor måste producera sitt eget tritium och gärna mer än vad som förbrukas. Sen måste man lösa problemet med hur man förvarar tritium på ett effektivt sätt. Tritium uppkommer i det litium som används i reaktorns skal, men det ska utvinnas på ett effektivt sätt, också.

What is nuclear fission?

Nuclear fission is a reaction in which the nucleus of an atom splits into two or more smaller nuclei. The fission process often produces gamma photons, and releases a very large amount of energy even by the energetic standards of radioactive decay .

Who discovered nuclear fission?

Nuclear fission was discovered on 19 December 1938 in Berlin by German chemists Otto Hahn and Fritz Strassmann. Physicists Lise Meitner and her nephew Otto Robert Frisch explained it theoretically in January 1939. Frisch named the process "fission" by analogy with biological fission of living cells.

What did Hahn & Strassmann say about nuclear fission?

In their second publication on nuclear fission in February of 1939, Hahn and Strassmann used the term Uranspaltung (uranium fission) for the first time, and predicted the existence and liberation of additional neutrons during the fission process, opening up the possibility of a nuclear chain reaction.

What are the stages of binary fission in a liquid drop model?

The stages of binary fission in a liquid drop model. Energy input deforms the nucleus into a fat "cigar" shape, then a "peanut" shape, followed by binary fission as the two lobes exceed the short-range nuclear force attraction distance, then are pushed apart and away by their electrical charge.