Annons

En stor byggnadskonstruktion, formad som en halvcylinder.

Den nya säkra inneslutningen (”sarkofagen”) kring den havererade kärnreaktorn i Tjernobyl kom på plats 2016.

Bild: 
Sybile Reuter, Getty

Vad betyder neutronerna i Tjernobyl?

Resterna av reaktorbränslet i Tjernobyl pyr fortfarande. En viss höjning av neutronflödet har uppmätts i en del av ruinerna av kärnkraftverket. En hypotes är att det beror på att den nya inneslutningen hindrar vatten från att läcka in.

Annons

Publicerad:

2021-05-26

I april spreds uppgifter om ett ökande flöde av neutroner i resterna av reaktorn i Tjernobyl. Partiklarna påverkar ingenting utanför den skyddande inneslutningen, men har gett upphov till diskussioner om orsaken.

Förändringarna i neutronflödet är egentligen inte något nytt, utan övervakas sedan lång tid. Hittills har flödet av neutroner dubblats från 2016 till 2020, men nivån är låg (särskilt med tanke på att det finns så mycket omgivande strålning) och ska inte vara i närheten av några gränsvärden.

Vid olyckan 1986 smälte kärnbränslet och blandades med olika andra material och rann ner i utrymmerna under den förstörda reaktorhärden. Nu håller resterna på att vittra sönder, och det är svårt att studera vad som händer i dem.

– Problemet är att de har neutrondetektorerna en bit ifrån det område som är anledning till oro, säger Peter Andersson, forskare i tillämpad kärnfysik vid Uppsala universitet.

Neutroner bromsas av vatten

De höga strålningsnivåerna gör det omöjligt att gå in och undersöka materialen på nära håll. Peter Andersson påpekar att en större mängd uppmätta neutroner kan bero antingen på att materialet avger fler neutroner, eller också på att omgivningen har förändrats så att fler neutroner når fram och fångas av mätinstrumenten.

Till skillnad från andra typer av strålning kan neutroner tränga igenom metall och sten, men bromsas in av lätta ämnen som väteatomerna i vatten. Mycket av resonemangen om neutronflödet handlar därför om just vatten.

Fram till 2016 läckte det in mycket vatten vid regn. I slutet av året kom en ny inneslutning (ofta kallat ”sarkofag”) på plats kring den havererade reaktorn och det äldre och otäta höljet. Den är byggd för att stänga inne strålning och eventuellt läckage av radioaktiva material i ungefär 100 år, tills materialet inuti kan demonteras och slutförvaras på ett långsiktigt säkert sätt. Utmaningarna kommer inte bara från strålningen, utan också av att reaktorbyggnaden är så skadad.

Spreds i medier

Uppgifterna om ett ökande flöde av neutroner fick internationell uppmärksamhet efter en forskarkonferens. Den svenska Analysgruppen (en självständigt arbetande expertgrupp med anknytning till kärnkraftsindustrin) har sammanställt en rapport om situationen. Mediarapporteringen kring det hela har fått ChNPP, företaget som sköter den havererade reaktorn, att gå ut med ett pressmeddelande. De skriver att neutronflödet inte har varit någonstans i närheten av så hög att det skulle vara en risk, och att de har procedurer för åtgärder om neutronflödet skulle stiga över en viss nivå.

Forskare vid forskningsinstitutet ISP NPP i Kiev, Ukraina, har arbetat länge med att modellera och försöka förstå vad som händer i resterna av kärnbränslet. De har förväntat sig att radioaktiviteten skulle öka något när vatten avdunstar.

Förenklat bygger deras hypotes på hur vatten påverkar neutroner. Vissa kärnreaktioner kan sända ut neutroner, som då får mycket hög fart, men som kan bromsas in av till exempel vatten. Snabba neutroner kan inte fångas in av de klyvbara atomkärnorna i uran-235 som ingår i kärnbränslet. Långsamma neutroner kan däremot absorberas och få kärnan att klyvas och sända ut nya, snabba neutroner. Om varje sådan kärnklyvning ger upphov till minst en ny kärnklyvning blir reaktionen självuppehållande – men det kräver både att neutronerna som sänds ut kan bromsas in och att de sedan träffar på en kärna av uran-235. Detta beror på hur bränslematerialet är utspritt, och på hur mycket bromsande material – som vatten – som finns.

Har hänt förut

Med precis lagom mängd vatten kan det alltså bli högre aktivitet i bränsleresterna. Finns det riktigt mycket vatten kanske alla neutroner absorberas utan att klyva några atomkärnor. Om det i stället är för lite vatten bromsas inte neutronerna och har då för hög energi för att fångas in och klyva uran-235, vilket också får kedjereaktionen att avstanna.

I samband med ett regnväder 1990 ska en självuppehållande reaktion ha uppstått i samma del av bränsleresterna som nu diskuteras. Temperaturen ska då ha stigit med fem grader efter några dagar, innan reaktionen avstannade. Något liknande skulle kanske kunna hända igen, men det handlar alltså inte om någon direkt explosionsrisk.

Forskning & Framsteg berättar om fackgranskade forskningsresultat och om pågående forskning. Våra texter ska vara balanserade och trovärdiga, och sätta forskningsresultaten i sitt sammanhang för att göra dem begripliga. Forskning & Framsteg har rapporterat om vetenskap sedan 1966.