Den kjernefysiske brenselkjeden

De mest vanlige materialene til atomvåpen er uran (U) og plutonium (P). Mens uran forekommer som et naturlig element i jordsmonnet er plutonium i utgangspunktet ikke-eksisterende i naturlig form og dannes syntetisk i atomreaktorer av uran-238.

Naturlig uran består i hovedsak av to isotoper, U-235 og U-238. Begge har svært lange halveringstider på 0,7 og 4,5 milliarder år. Uran som finnes i naturen har en meget lav konsentrasjon av U-235 (0,7 %). Drivstoff for sivile kjernekraftreaktorer må inneholde 3-4 % U-235, og for å oppnå våpenkvalitet kreves 90% U-235. Derfor må uranet anrikes, noe som gjøres ved hjelp av sentrifugering som separerer materialet og øker konsentrasjonen av den nødvendige isotopen U-235.

Plutoniumrester fra kjernefysiske reaktorer for energi kan brukes til å bygge et atomvåpen, selv om prosessen er tungvint på grunn av plutoniumets farlige stråling. Også blandingen av andre isotoper som ikke skal være en del av et atomvåpen er farlige. Militær bruk av utarmet uran anvendes i panserbrytende ammunisjon, og også som forsterkning i stridsvogners panser. Bruken av utarmete uranvåpen har store helsemessige konsekvenser for befolkningen i de områdene hvor disse våpnene blir brukt fordi stoffet avgir stråling.

Urangruva

Uranutvinning

Gruvedrift er det første trinnet i prosessen med å skaffe naturlig uran for atomvåpen. Uranmalm kan hentes ut på forskjellige måter, i dagbrudd, under jorden eller ved å kjemisk filtrere uran fra malm med lave nivåer av uran.

Uranmalm finnes i berggrunnen og eksisterer i noen få land. De største gruvene ligger i Canada og Australia, men uranminer finnes også i Namibia, Sør-Afrika, Kasakhstan, Usbekistan og Russland. Selv Sveriges berggrunn er rik på uran og noen hevder at så mye som 15 prosent av verdens uranressurser kan ligge gjemt i Sveriges grunnfjell. Sverige har ikke utvunnet uran siden slutten av 1960-tallet. Spørsmålet er svært kontroversielt fordi uran brukes til atomkraft og atomvåpen, men ettersom prisen på uran har steget har interessen økt.

Gruvedriften skader landskapet, og etterlater millioner av tonn med farlig avfall. Disse restene blir kalt “tailings”. Gruvedriften skjer ofte i områder som tilhører urfolk og medfører at disse folkegruppene har fått ødelagt sine lokalsamfunn og sitt miljø i både Nord-Amerika, Australia, Afrika og Asia. Hvert tonn uranoksid som produseres etterlater seg tusenvis av tonn med farlig avfall. Ofte blir avfallet liggende igjen på bakken i nærheten av gruva, der vind og vann kommer til de miljøfarlige stoffene. Vinden bærer radongass og radioaktivt støv flere kilometer. Forurenset regnvann går ned i jorden og til slutt inn i grunnvannet, der radioaktiviteten kan gå videre inn i næringskjeden. Land som tilhører urfolk har også blitt brukt til å dumpe radioaktivt avfall og for å gjennomføre atomprøvesprengninger. Dette har resultert i massive miljøødeleggelser og radioaktiv forurensning.

I nordlige Saskatchewan i Canada finnes verdens største og mest konsentrerte uranforekomster. Her har man, rutinemessig og ved uhell, forurenset vann ved gruvedrift. Store fiskeressurser har blitt forgiftet og helsen til urfolk som lever av naturen i området blir stadig dårligere.

I Niger og Namibia ligger restprodukter fra uran igjen på bakken i ørkensanden. Det forurenser luft, mat og drikkevann for de nomadiske stammene som beveger seg i området.

I det sørvestlige USA har avfall fra gruvedrift som har foregått på urfolks landområder ødelagt helsen til hele samfunn. Det er ikke godt kjent, men den nest største atomulykken i amerikansk historie var utslippet av rester fra urangruvedrift i Rio Puerco-elven i New Mexico på 1980-tallet. Gruvearbeidere i USA har fått påvist en mye høyere andel av kreft enn den generelle befolkningen. Forekomsten av lungekreft er så mye som 40 ganger større enn forventet i den generelle befolkningen. Arbeiderne ble ikke advart om radioaktivitetens farer.

Urankonsentrat

Det neste trinnet i prosessen er å male uranmalm til et fint pulver som deretter blir utvasket for å fjerne alle andre elementer og utvinne urankonsentrat, kjent som Yellowcake. Konsentratet består av 80 % av uranoksid og produseres for anvendelse i atomkraftverk eller til produksjon av atomvåpen. Rensing av uran genererer også store mengder av avfallsmaterialer som er giftige og svakt radioaktive. Store mengder vann blir brukt i prosessen.

Ett eksempel er urangruven Olympic Dam i Australia der gruvedriften krever opptil 30 millioner liter vann om dagen. I dag tas alt dette vannet fra en underjordisk vannkilde under Australias tørre innland. Denne kilden er den viktigste kilden til vann for beboere i avsidesliggende landsbyer. Olympic Dam-gruvens enorme vannforbruk har allerede tømt naturlige kilder som en gang boblet opp til overflaten og som ga mennesker og vegetasjon liv i titusener av år. Noen kilder har allerede tørket ut.

Anrikning av uran

For at uran skal brukes til atomkraft eller atomvåpen må urankonsentratet anrikes. Dette betyr at isotopen U-235 som er 0,7 % av konsentratet, adskilles fra U-238. Uran som skal brukes i atomreaktorer krever anrikning til 3-5% U-235. For bruk i atomvåpen trengs en anrikning på over 80 % (høyanriket uran). Anrikning av uran krever store industrielle prosesser som er dyre, samt store mengder energi for å fungere. Den billigste og mest vanlige metoden for anrikning er sentrifuger som skiller tyngre (U-238) fra lettere (U-235) isotoper. Anrikning av uran krever store arealer og gjør det vanskelig for land å skjule sin anrikning. Det anvendes samme type sentrifuger både for å anrike uran til atomkraft og til å lage atomvåpen. Forskjellen ligger i grad av anriking. Det er derfor relativt lett å produsere våpensterkt uran i et anlegg som opprinnelig ble utviklet for fremstilling av atombrensel.

Opparbeiding

Når uran blir brukt i en atomreaktor dannes det plutonium. Plutonium isotopen Pu-239 dannes ved kort bestråling av uran i en reaktor og kan anvendes i atomvåpen. Gjennom en prosess som kalles opparbeiding kan dette plutoniumet utvinnes fra kjernefysisk avfall. Denne fremgangsmåten er betydelig enklere enn ved anrikning av U-235. Ut av dette plutoniumet kan man utvinne nytt kjernebrensel (MOX). På denne måten får opparbeidelsesprosessen to bruksområder. Delvis produksjon av drivstoff for sivil kjernekraft og delvis separasjon av plutonium som kan brukes i atomvåpen.

Utarmet uran

Utarmet uran er et avfallsprodukt i prosessen der uran anrikes til kjernekraft eller atomvåpen. Utarmet uran er et tett og tungt metall som er nesten dobbelt så tungt som bly. Disse egenskapene, og dets evne til å brenne ved kontakt med oksygen gjør det egnet for anvendelse i ammunisjon. Ammunisjon med utarmet uran har en enorm sprengkraft. Den kan brukes mot stridsvogner og bunkere, den skjærer gjennom panser og stål som smelter av den intense varmen. En utarmet uran-prosjektil kan gå gjennom tre stridsvogner.

Utarmet uran kan gi helseskader av to grunner: 1) det er et giftig tungmetall og avgir kortrekkende radioaktiv alfa-partikkel stråling. Utarmet uran har en ekstremt lang halveringstid på 4,5 milliarder år, dvs. etter ca. 4,5 milliarder år vil det være halvparten så radioaktivt som i dag. Dette betyr at når utarmet uran har kommet ut i naturen blir det i prinsippet værende i det uendelige. 2) Etter eksplosjonen legger partikler av utarmet uran seg på bakken som et fint støv. Partiklene trenger ned i jordsmonnet og i grunnvannet, og de kan føres med vinden over lange avstander.

Fra tidlig på 1990-tallet, har USA, Storbritannia og Australia brukt ammunisjon som inneholder utarmet uran i krigføring, hovedsakelig i Irak, men også i Afghanistan og på Balkan. I Irak og Afghanistan ligger partikler fra utarmet uran igjen i ørkensanden og virvles opp av vind og annen bevegelse. Mennesker inhalerer radioaktivt støv som lagres i lungene . Partiklene kan også lagres i skjelettet, lymfeknuter, lever, nyrer og andre organer og vev. De kan også gå inn i hjernen, testikler og eggstokker og gjennom morkaken inn i fosteret. Den indre radioaktive strålingen kan, i tillegg til å gi kreft, også forårsake genmutasjoner.

Sist oppdatert: 16.12.19