Kärnbränslekedjan

De vanligaste materialen för kärnvapen är uran (U) och plutonium (P). Medan uran förkommer som ett naturligt grundämne i jorden, är plutonium i princip icke-existerande i naturlig form och skapas därför syntetiskt i kärnreaktorer av uran-238. Naturligt uran består huvudsakligen av två isotoper, U-235 och U-238. Båda har mycket långa halveringstider, 0,7 respektive 4,5 miljarder år.

Det uran som finns i naturen har en mycket låg halt av U-235 (0,7 %). Bränsle för civila kärnkraftsreaktorer måste innehålla 3-4 % U-235 och för att nå vapenkvalitet krävs 90 % U-235. Därför behöver uranet anrikas, vilket görs med hjälp av centrifuger som separerar materialet och får fram en högra koncentration av den nödvändiga isotopen U-235.

Plutoniumrester från kärnkraftsreaktorer för energiproduktion kan användas för att bygga ett kärnvapen, även om processen är svårhanterlig på grund av plutoniumets farliga strålning. Även uppblandningen med andra isotoper som inte ska vara med i ett kärnvapen är också farlig. Militärt används utarmat uran som pansarbrytande ammunition och även som förstärkning i stridsvagnars pansarskal. Användning av utarmat uran i vapen har stora hälsokonsekvenser för befolkningen i de områden där dessa vapen används, eftersom ämnet fortfarande ger ifrån sig radioaktiv strålning.

Urangruvorna vid Priargujanski, Krasnokamensk, Ryssland

Uranbrytning

Uranbrytning är det första steget i processen från naturligt uran till kärnvapen. Uranmalm kan utvinnas på olika sätt, i öppet brott, under jorden eller genom att kemiskt filtrera uran från malm med låga halter av uran.

Uranmalm finns i berggrunden och bryts i ett fåtal länder. De största gruvorna finns i Kanada och Australien, men uran bryts också i Namibia, Sydafrika, Kazakstan, Uzbekistan och Ryssland. Även Sveriges berggrund är rik på uran och vissa hävdar att så mycket som 15 procent av världens urantillgångar kan ligga gömda i Sveriges urberg. I Sverige har man dock inte brutit uran sedan slutet på 1960-talet. Frågan är mycket kontroversiell eftersom uran används till kärnkraft och kärnvapen, men sedan priset på uran skjutit i höjden har intresset ökat.

Uranbrytning skadar landskapet lämnar efter sig miljontals ton av farliga restprodukter. Dessa restprodukter kallas för ”tailings”. Uranbrytning på marker tillhörande ursprungsbefolkningar och stammar har förstört lokalsamhällen och miljöer i Nordamerika, Australien, Afrika och Asien. Varje ton uranoxid som produceras lämnar tusentals ton miljöfarligt avfall efter sig. Ofta lämnas avfallet liggande på marken i närheten av gruvan, där vind och vatten kommer åt de miljöfarliga ämnena. Vinden bär med sig radongas och radioaktivt damm flera kilometer. Nedsmutsat regnvatten tar sig ner i jorden och i slutändan i grundvattnet, där det kommer in i livsmedelskedjan. Land tillhörande ursprungsbefolkningar har också använts för att dumpa radioaktivt avfall och för att provspränga kärnvapen. Det har medfört en massiv miljöförstöring och radioaktiv kontaminering.

I norra Saskatchewan i Kanada finns världens största och de mest koncentrerade uranfyndigheter man känner till. Här har man, rutinmässigt och i misstag, lämnat efter sig kontaminerat vatten från uranbrytning och malning. Stora fiskerier har förgiftats och hälsan för ursprungsbefolkningen som lever på naturen i området är allvarligt hotad.

I Niger och Namibia i Afrika har restprodukter från uranbrotten lämnats på marken i ökensanden. Det kontaminerar luften, mat och dricksvatten för nomadstammar som rör sig i området.

I sydvästra USA har avfall från uranbrytning som har lämnats på ursprungsbefolkningars land förstört hälsan för hela folkgrupper. Det är inte välkänt att den näststörsta kärnolyckan i amerikansk historia var utspillandet av restprodukter från uranbrytning i Rio Puercofloden i New Mexico på 1980-talet. Uranbrottsarbetare i USA har uppvisat mycket högre andel cancersmittade än övriga befolkningen. Förekomsten av lungcancer är så mycket som 40 gånger större än förväntat i normalpopulationen. Arbetarna förvarnades inte om radioaktivitetens faror

Urankoncentrat

Nästa steg i processen är att mala uranmalmen till ett fint pulver som sedan lakas för att få bort alla andra element och utvinna urankoncentrat, så kallat yellow cake. Koncentratet består till 80 % av uranoxid och produceras för att användas i kärnkraftverk eller för framställning av kärnvapen. Vid rening av uran, precis som vid brytningen, uppstår stora mängder restmaterial som är giftigt och svagt radioaktivt. Även stora mängder vatten förbrukas i denna process.

Ett exempel är urangruvan Olympic Dam i Australien, där uranbrytningen kräver upp till 30 miljoner liter vatten om dagen. Idag tas allt detta vatten från en underjordisk vattenkälla som ligger under den torra jorden i Australiens inland och utgör den viktigaste vattenkällan för invånare i avlägsna byar. Olympic Dam-gruvans enorma vattenkonsumtion har redan förstört naturliga källor som en gång i tiden bubblade upp till ytan och har försett människor och växtlighet med liv i tio tusentals år. Vissa av källorna har redan torkat ut.

Urananrikning

För att uranet ska vara användbart för kärnkraft eller kärnvapen behöver urankoncentratet anrikas. Det innebär att isotopen U-235, som utgör 0,7 % av koncentratet, skiljs från U-238. Uran som ska användas i kärnkraftsreaktorer behöver anrikas till ca 3-5 % U-235. För användning i kärnvapen behövs en anrikning till över 80 %. Urananrikning kräver storskaliga industriella processer som är dyra och kräver stora mängder energi för att fungera. Den billigaste och vanligaste anrikningsmetoden är centrifuger, som separerar tyngre (U-238) från lättare (U-235) isotoper.

Urananrikning, oavsett metod, kräver stora utrymmen och är svår att dölja för länder som eventuellt vill hemlighålla sina anrikningsanläggningar. Samma typ av centrifuger används för att anrika uran för kärnkraft som för kärnvapen, skillnaden är endast graden av anrikning. Det är därför relativt enkelt ta fram vapenuran i en anläggning som ursprungligen var avsedd för kärnbränsleframställning.

Upparbetning

När uran används i en kärnreaktor bildas bland annat ett nytt grundämne, plutonium. Plutoniumisotopen Pu-239, som bildas vid kortvarig bestrålning av uran i en reaktor, kan användas i kärnvapen. Genom en process, som kallas upparbetning, kan detta plutonium utvinnas ur kärnavfallet. Denna process är betydligt enklare än anrikning av U-235. Ur det plutonium som utvinns kan nytt kärnbränsle framställas (MOX-bränsle). På så sätt får upparbetningsprocessen dubbla användningsområden. Dels framställning av bränsle för civil kärnkraft och dels separation av plutonium som kan användas i kärnvapen.

Utarmat uran

Utarmat uran är en restprodukt vid anrikning av uran för kärnkraft eller kärnvapen. Vapen med utarmat uran räknas inte som ett kärnvapen, men har fortfarande hög radioaktiv strålning. Sedan början av 1990-talet har USA, Storbritannien och Australien använt ammunition som innehåller utarmat uran i krig, främst i Irak men även i Afghanistan och på Balkan. Utarmat uran har en halveringstid på 4,5 miljarder år, det vill säga om 4,5 miljarder år kommer det att vara hälften så radioaktivt som i dag. Det innebär att när utarmat uran en gång kommit ut i naturen finns ämnet i princip kvar för all framtid.

Utarmat uran är en tät och tung metall som nästan är dubbelt så tung som bly. Dessa egenskaper och dess förmåga att brinna när den är i kontakt med syre gör den lämpad att användas i ammunition. Ammunition med utarmat uran har en enorm sprängkraft. Den kan användas mot stridsfordon och bunkrar, den skär genom pansar och stål smälter av den enorma hettan. En utarmat uran-projektil kan gå genom tre stridsvagnar. Efter explosionen lägger sig partiklarna på marken som ett fint stoft, likt damm. Partiklarna tränger ner i jorden och i grundvattnet och de kan färdas med vindarna långa sträckor.

I Irak och Afghanistan har partiklar från utarmat uran blivit kvar i ökensanden och yr upp med vindar och när människor rör sig i öknen. Människor andas in det radioaktiva dammet, som lagras i lungorna och kan stanna där livet ut. Partiklarna kan också lagras i skelett, lymfkörtlar, lever, njurar och andra organ och vävnader. De kan även passera in i hjärnan, testiklarna och äggstockarna och via moderkakan in i fostret. Radioaktiv strålning kan, förutom cancer, också orsaka genmutationer.

 

Senast uppdaterad: 151216