Atomreaktorer og nedsmelting og slikt ser ut til å være det nye Libya, så i et forsøk på å være en smule aktuell tenkte jeg å skrive litt om hvordan en atomreaktor egentlig funker. Dette er ikke egentlig noe jeg har så mye peiling på, men siden temaet har vært dekket nokså heftig i media de siste dagene har jeg sett meg nødt til å lese meg opp litt, så jeg kan vurdere kvaliteten på det jeg leser i avisene med et ikke bare kritisk, men også informert, blikk.

Den viktigste prosessen i en uran-reaktor er at et uran-atom absorberer et nøytron, og spaltes til to mindre atomkjerner. I denne prosessen sendes det også ut to eller tre nye nøytroner, og det frigjøres ikke så rent lite energi. Energien er viktig fordi det er den som på sikt blir til strøm, og nøytronene er viktige fordi de trengs for å spalte et atom til, slik at prosessen holdes i gang. Denne reaksjonen er felles for alle uran-reaktorer.

For at prosessen akkurat skal holdes i gang på et konstant nivå er det nødvendig at hver spalting gjennomsnittlig fører til akkurat én ny spalting. Siden hver spalting sender ut to eller tre nøytroner betyr det at ca 40% av disse må føre til nye reaksjoner for at kjedereaksjonen skal holdes ved like. Hvis færre nøytroner gir opphav til nye spaltinger vil det frigjøres færre nøytroner i neste runde, ogsåvidere, og reaksjonen vil stoppe opp. I motsatt fall, hvis flere enn 40% av nøytronene starter nye reaksjoner vil reaksjonstempoet øke, og reaktoren løper løpsk. Det gjelder altså å balansere på eggen.

For at et nøytron skal kunne bli absorbert i en atomkjerne, og dermed føre til at kjernen spaltes, er det essensielt at det har passe stor fart. Hvis det beveger seg for fort vil det ikke bli absorbert, og det vil heller ikke skje noen spalting. Nøytronene som frigjøres i reaksjonen jeg beskrev tidligere beveger seg typisk altfor fort til at de kan bidra til å spalte nye atomer. Det er derfor nødvendig å redusere farten, og det gjør man ved hjelp av en moderator. En moderator kan være så mangt, men i det kraftverket som for øyeblikket er i ferd med å redusere tomteprisene i Tokyo bruker man helt vanlig vann. Inni reaktoren finner man altså uranstaver som står i vann, slik at nøytronene må passere gjennom vannet på vei fra en stav til en annen.

Hvis det blir for varmt inni en slik reaktor vil vannet begynne å koke, og det vil dannes bobler. Det høres kanskje ugunstig ut, men det som er så genialt med denne reaktortypen er at om vannet forsvinner vil ikke nøytronene bli moderert, og dermed vil reaksjonen stoppe opp av seg selv. Denne innebygde sikkerheten er noe av grunnen til at denne reaktortypen er den suverent mest populære i ubåter og hangarskip og denslags.

I tillegg til denne passive kontrollen har man naturligvis andre måter å kontrollere en atomreaktor. For å justere reaksjonshastigheten kan man også benytte seg av kontrollstaver. Dette er staver av et materiale som absorberer nøytroner. Hvis man skyver slike staver inn mellom uranstavene vil man også kunne stoppe reaksjonen, siden en stor andel av nøytronene vil absorberes i kontrollstavene. I de fleste atomkraftverk har man automatiske systemer som kjører kontrollstavene helt inn i reaktorene hvis det skjer ugunstige ting. Som for eksempel jordskjelv med påfølgende tsunami.

Så hva er det egentlig som foregår i Japan, siden all denne fine sikkerheten jeg snakker om åpenbart ikke gjør jobben sin? Vel, saken er den at begge de mekanismene jeg har nevnt her fungerte. Kontrollstavene ble satt inn, og spaltingen av uran har nok stoppet fullstendig. Det er imidlertid ikke alt som foregår i en atomreaktor. Jeg nevnte at uran som spaltes blir til to lettere atomkjerner. Akkurat hvilke atomkjerner man ender opp med er litt tilfeldig, men over tid bygger det seg opp en herlig blanding av en rekke forskjellige radioaktive grunnstoffer med kort halveringstid. Kort halveringstid betyr at de brytes ned raskt, som igjen betyr at de produserer mye energi. Dette er ikke en kjedereaksjon, og det har ingenting med spaltingen av uran å gjøre, utenom at en brukt brenselsstav vil fortsette å avgi en hel del energi en stund etter at reaktoren er stoppet. Og det som er problemet i Japan akkurat nå er at det er nøyaktig ingenting man kan gjøre for å hindre brenselsstavene i å avgi denne energien. Det eneste man kan gjøre er å kjøle dem med vann til de stopper av seg selv, noe som fort kan ta noen hundre dager.

Hvis man ikke greier å holde brenselsstavene kalde kan de i verste fall smelte, og renne ned i bunnen av reaktoren. Det vil i såfall være veldig lite gunstig, for da har man plutselig mye uran samlet på ett sted, og det betyr at kjedereaksjonen kan starte opp igjen, og i såfall kan man få det berømte kinasyndromet, skjønt fra Japan sitt synspunkt er det vel mer et Uruguaysyndrom.

La meg til slutt bare kommentere de siste dagers utspill fra Angela Merkel om å tone ned kjernekraftvirksomheten i Tyskland. Det slår meg at det virker en liten smule populistisk, og jeg tror det er på sin plass å minne om et visdomsord fra Trond, nemlig at hvis du lærer av dine handlinger har du ikke tenkt godt nok gjennom dem på forhånd. Det vi ser i Japan er et clusterfuck av dimensjoner, og det har nok noe med saken å gjøre at de har bygget atomkraftverket sitt midt mellom en vulkan og en tidsinnstilt tsunamingenerator. Så jeg sier ikke at Tyskland bør bygge mer atomkraft, men jeg vil si at hvis det kom som en overraskelse at tsunami og jordskjelv på en gang ikke er så bra for et atomkraftverk som ligger i fjæresteinene, så har de ikke tenkt nøye nok gjennom hva de driver med.

-Tor Nordam