Kärnkraft – Trots riskerna

Denna artikel är skriven av Gary Was, professor vid Nuclear Engineering and Radiological Sciences, University of Michigan och översatt av Mikael Andersson, doktorand vid Nukleär teknik på Chalmers tekniska högskola. Originalet nås via följande länk https://theconversation.com/the-case-for-nuclear-power-despite-the-risks-41552, och är en del av en större artikelserie som nås via https://theconversation.com/au/future-of-nuclear-series.
Artikeln är baserad på data från USA, men relevanta svenska eller i något fall finska jämförelser är tillagda inom parentes.

Kärnkraft – trots riskerna
Kärnkraft är troligtvis den sämst förstådda energikällan i USA. Endast 99 reaktorer, utspridda i 30 stater, står för 20 % av USA:s elproduktion (i Sverige: 10 reaktorer som 2013 motsvarade 43 % av elproduktionen). Dessa reaktorer har försett USA med tillförlitlig, prisvärd och ren energi i årtionden. De bidrar även med en risk för allmänheten, miljön och investerarna till anläggningarna.

Risk definieras som produkten av sannolikheten att något inträffar och konsekvenserna när det inträffar. Sannolikheten att dö i en bilolycka är tämligen hög jämfört med andra dagliga aktiviteter, men då en bilolycka vanligtvis dödar ett fåtal individer åt gången är risken låg. Anledningen till att kärnkraft får så stor uppmärksamhet är att sannolikheten för en katastrof ska hända är mycket låg, men konsekvenserna uppfattas som väldigt höga.

Kärnkraft och risk för allmänheten
I USA har kommersiella kärnkraftverk varit i bruk sedan slutet av 60-talet (i Sverige: Prototypen Ågestaverket i mitten av 60-talet och den kommersiella reaktorn O1 i Oskarshamn i början av 70-talet). Om man adderar anläggningarnas år i drift med en medelålder på 30 år, så blir det totalt runt 3000 ”reaktorår” med erfarenheter. I USA finns inte ett enda fall där en civilperson har avlidit på grund av de kommersiella kärnkraftverken. Vår risk i mänskliga termer är försvinnande låg.

Kärnkraftsverkens säkerhetshistoria är lovvärd med tanke på att tillgängligheten för kärnkraftverk, i genomsnitt är över 90 % (mellan 70 och 80 % i Sverige), vilket betyder att de 99 kärnkraftverken genererar full effekt under 90 % av året.

Om man jämför detta med alla andra energiformer finns en stor skillnad. I USA är kol stöttepelaren i elproduktionen och har en tillgänglighet på 65 %. Naturgas har en liknande tillgänglighet. Vindkraft ligger runt 30 % och solkraft 25 %.

Även om sannolikheten för en kärnkraftsolycka är väldigt liten, är detta bara en del i riskberäkningen. Den andra är konsekvenserna. Under åren med kärnkraft har världen skakats av tre stora kärnkraftsolyckor, Three Mile Island (1979), Tjernobyl (1986) och Fukushima (2011). Trots att Three Mile Island var en skrämmande olycka, resulterade den inte i någon vetenskapligt dokumenterbar hälsofara för allmänheten.

Tjernobyl var en total katastrof, där reaktorkärlet (där bränslet genererar värme) sprack och grafitmoderatorn i reaktorn antändes. Detta orsakade en brand där stora mängder av radioaktivt material släpptes ut i miljön. Denna sorts reaktordesign skulle aldrig blivit godkänd för bruk i ett västerländskt land, då den saknar reaktorinnerslutning.

Den vetenskapliga konsensusen av konsekvenserna av Tjernobylolyckan som framtagits av FN:s vetenskapliga kommitté för strålningsverkan (UNSCEAR) har kommit fram till att olyckan orsakade 66 dödsfall av trauma, akut strålsjuka och sköldkörtelcancer. Flera dödsfall kan komma med åren, men då förståelsen för dödsorsaken är slumpartad och inte deterministisk är dessa därför svåra att koppla till olyckan. Med tanke på att myndigheterna inte varnade de närliggande samhällena förrän flera timmar efter olyckan, är de långsiktiga hälsoeffekterna av Tjernobylolyckan överraskande små.

Den senaste olyckan var i Fukushima Daiichi, där minst tre av reaktorernas härdar skadades. Det finns även risk att reaktorkärlet har skadats i dessa fall och markområdet runt anläggningarna blev kontaminerat. Fram till nu har inga dödsfall kunnat kopplas till radioaktivt utsläpp från Fukushima, men uppskattningsvis dog 1600 människor under och av själva evakueringen.

Sammanfattningsvis: I Tjernobyl brann härden öppet mot himlen. I Fukushima tappade tre reaktorer all elförsörjning under drift och fick stora härdskador, vilket resulterade i ett radioaktivt utsläpp i ett av de folktätaste länderna i världen.

Man får inte underskatta eller trivialisera konsekvenserna av dessa olyckor, då dess följder inte kommer att försvinna på många år. Men konsekvenserna är inte alls i närheten av vad som filmer har förespeglat under de senaste 50 åren. Under denna tid har vi lärt oss att mardrömsscenariot vid en kärnkraftsolycka, så som det utmålats för allmänheten, inte har uppfyllts. Detta samtidigt som vi som samhälle har accepterat eller bara vänder ryggen åt tusentals trafik- eller kolrelaterade dödsfall varje år, bara i USA (runt 270 i trafiken i Sverige 2014).

Förvaring av kärnavfall: risk och slutförvar
Alla typer av elproduktion påverkar miljön på något sätt. Kol och gas släpper ut partiklar, växthusgaser och liknande föroreningar. I USA producerades 100 miljoner ton aska från koleldade kraftverk enbart under 2012. Avfallet från kärnkraftverk kommer i koncentrerad fast form med en volym som är väldigt liten i jämförelse, men det är väldigt farligt. Även vind- och solkraft producerar avfall.

Bränslet i ett kärnkraftverk består av bränsleelement som innehåller rör gjorda av en zirkoniumlegering som i sin tur innehåller hundratals keramiska kutsar av uranoxid.

Varje bränsleelement används i fyra till fem år i en reaktor innan det tas ur bruk. När bränslet tas ur bruk betraktas det som avfall och måste förvaras säkert, då dessa är väldigt radiotoxiska. Om avfallet inte bearbetas måste det ligga 300 000 år i förvar innan avfallet har samma aktivitet som bakgrundsstrålningen och därmed är försumbart.

I USA finns ingen bestämd plats för slutförvar då deras tänkta förvar i Yucca Mountain i Nevada har lagts ner (I Sverige är slutförvaret planerat att byggas utanför Forsmark). En kortsiktig lösning som används i USA är tillfälliga förvar utanför kärnkraftverken. Dessa har licensierats för 100 år av the Nuclear Regulatory Commission (NRC, USA:s motsvarighet till Strålskyddsmyndigheten SSM), men är ingen permanent lösning. (i Sverige finns CLAB – centralt mellanlager för använt kärnbränsle; Finland har som första land godkänt en metod för slutförvar av använt kärnbränsle).

Många hurrade när Yucca Mountain-projektet lades ner, men avfallet måste förvaras någonstans, och klart är att det är säkrare att förvara avfallet på ett permanent ställe än i 99 separata och tillfälliga byggnader.

Ett övervakat slutförvar är det säkraste sättet att förvara avfallet. Slutförvar som dessa kan vara centraliserade, kontinuerligt övervakade samt byggda på ett sätt så att kärnavfallet kan hämtas upp om exempelvis bättre slutförvar tas fram eller om upparbetning av det uran och plutonium som finns i avfallet blir ekonomiskt gångbart.

Om vi fortsätter att använda kärnkraft i denna takt kommer riskerna med avfall att öka med tiden och frågan om slutförvar måste börja tas på allvar.

Infrastruktur: Samma anläggning, olika århundraden
I den kommersiella kärnkraftens vagga utlovades mängder av energi, så billig att det skulle bli onödigt att ens mäta åtgången för hushållen. Men då kärnkraftverken designades märktes snart att den nödvändiga säkerhetsaspekten skulle öka kostnaden för energiproduktionen.

Varje olycka har lärt oss något nytt och med varje olycka har NRC lagt fram nya föreskrifter och regler som bidrar till att säkerheten i alla kärnkraftverk ökar. I jämförelse med när de byggdes är anläggningarna väldigt mycket säkrare idag. Med en sådan hård och nödvändig övervakning ökar kostnaderna och större finansiella risker måste beaktas för varje kärnkraftverk som byggs.

För några årtionden sedan fanns inga som helst planer på att förlänga livslängden på kärnkraftverk. Idag har 75 % (I Sverige är denna siffra 60 %) av USA:s kärnkraftverk fått licens att vara i drift i 20 extra år och nu talas det om ännu en förlängning. NRC och USA:s energidepartement (DOE) diskuterar tillsammans med industrin nu även vad som skulle krävas för en tredje förlängning. Detta skulle resultera i kärnkraftverk som i så fall kan producera el i 80 eller till och med 100 år och därmed överleva den generation som byggde anläggningarna.

Kortsiktigt är dessa förlängningar vettiga. De flesta av reaktorerna idag är av den andra generationen (samma som i Sverige), men den tredje generationens kärnkraftverk byggs nu världen över. Gen 2- reaktorer har visat sig vara robusta och ekonomiska att driva. Gen 3- reaktorer, såsom Vogtle som byggs i Georgia (eller Olkiluoto 3 i Finland), kan skryta med bättre säkerhet samt bättre komponenter och design.

Skulle jag hellre ha Gen 3- reaktorer istället för Gen 2? Självfallet. Risken att driva en sådan anläggning är helt enkelt mycket lägre. Men med kostnader runt 4,5 till 10 miljarder USD är Gen 3- reaktorer väldigt dyra att bygga. Men vi måste antingen acceptera högre kapitalkostnader eller hitta andra energikällor som har samma fördelar som kärnkraft.

Hur stor risk kan vi acceptera?
Som samhälle har vi mer eller mindre accepterat 32000 trafikrelaterade olyckor i USA under 2013 och slutar inte att köra trots dessa siffror.

De flesta människor vet inte om att år 2012 dog sju miljoner människor världen över av orsaker på ett eller annat sätt relaterade till luftföroreningar. Uppskattningsvis var 13000 amerikaners dödsorsak direkt relaterad till fossileldade kraftverk.

Enbart i USA överstiger varje år antalet dödsfall relaterade till kolkraft det totala dödsfall som kärnkraften och dess olyckor bidragit till under hela sin mer än femtioåriga historia. Faktum är att kärnkraft har förhindrat uppskattningsvis 1.84 miljoner dödsfall relaterat till luftföroreningar. Naturgas, som byggs ut för fullt i USA och i andra länder, är väldigt känsligt för prisinstabiliteter och trots att det är ”renare” än kol, så står naturgas för 22 % av koldioxidutsläppen i USA. Detta utan att nämna det ologiska att använda denna dyrbara resurs för elproduktion, när den är mer användbar som energikälla för att värma hem och driva fordon.

Innan tillgänglighet och pris på förnybara källor förbättras drastiskt eller storskaliga energilager tagits fram är dessa källor inte utrustade att hantera merparten av USA:s energibehov och inte heller att leverera elektrisk effekt när den behövs.

Genom NRC:s övervakning och forskning världen över delas erfarenheter globalt för att förbättra kärnkraftverken. Den inbyggda risk som finns vid drift av kärnkraft kommer alltid att finnas där, men verksamheten är en av de mest rigoröst övervakade i världen. Kärnkraft är dokumenterat säker och kan tillförlitligt leverera nästintill koldioxidfri el. Denna energikälla är inte något vi bör avvisa av enbart rädsla.

Kan ej kommentera.