cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
Kjerneenergi
Et kjernekraftverk kan ikke eksplodere som en atombombe fordi det ikke er stor nok konsentrasjon av uran-235 i reaktoren. Kjernekraftulykker eller ulykker som har resultert i utslipp av fisjonsprodukter med middels til lang levetid og forurensning av bebodde områder, har skjedd i generasjon I- og II-reaktorer konstruert mellom 1950 og 1980. Dette var tilfelle ved Tsjernobyl-ulykken som skjedde i 1986, Fukushima-ulykken i 2011 og Three Mile Island-ulykken i 1979. Det har også vært noen atomubåtulykker. I form av tapte liv per enhet produsert energi viser analyser at kjernekraft har forårsaket færre dødsfall enn andre store energikilder. Energiproduksjon fra kull, olje, naturgass og vannkraft har forårsaket et større antall omkomne per enhet energi. Dette er på grunn av blant annet luftforurensning og eksplosjoner.
Kjernekraft er et kontroversielt politisk tema i mange land. Tilhengere som for eksempel World Nuclear Association og Environmentalists for Nuclear, hevder at kjernekraft er en trygg, bærekraftig energikilde som reduserer klimagassutslippene. Motstandere, som for eksempel Greenpeace og Nuclear Information and Resource Service, hevder at kjernekraft utgjør mange trusler mot mennesker og naturmiljø. Spesielt er det utfordringene rundt lagring av såkalt atomavfall som utgjør en stor del av uenighetene. En del av dette avfallet vil være skadelig for levende organismer i tusenvis av år.
Teoretisk grunnlag
Fysikeren Ernest Rutherford oppdaget i 1932 at når litiumatomer ble «spaltet» av protoner fra en protonakselerator, ble enorme mengder energi frigjort i samsvar med masseenergiloven. Men han og andre pionerer innenfor kjernefysikk, som Niels Bohr og Albert Einstein, trodde at utnyttelse av energien fra atomer for praktiske formål i den nære fremtiden var usannsynlig.
Samme år oppdaget Rutherfords doktorgradsstudent James Chadwick nøytronet, som umiddelbart ble anerkjent som et potensielt verktøy for kjernefysisk eksperimentering på grunn av sin mangel på elektrisk ladning. Eksperimenter med bombardement av materialer med nøytroner, ledet av Frédéric og Irène Joliot-Curie, førte til oppdagelsen av indusert radioaktivitet i 1934. Dette gjorde det mulig å produsere radium-lignende grunnstoffer, til en mye lavere kostnad enn å fremskaffe naturlig radium. Videre arbeid ledet av Enrico Fermi i 1930-årene fokuserte på å bruke trege nøytroner for å øke effektiviteten av indusert radioaktivitet. Eksperimenter med å bombardere uran med nøytroner fikk Fermi til å tro at han hadde skapt et nytt uranlignende grunnstoff, som ble kalt hesperium.
I 1938 utførte den tyske kjemikeren Otto Hahn og Fritz Strassmann, sammen med den østerrikske fysikeren Lise Meitner og Meitners nevø Otto Robert Frisch, eksperimenter med produkter av nøytron-bombardert uran, dette for videre undersøkelse av Fermis teorier. De fant ut at et relativt lite nøytron splittet kjernen av massive uranatomer i to omtrent like store deler. Resultatet betydde en motsigelse av det Fermi hadde funnet, noe som også ble oppfattet som et svært overraskende resultat. Alle andre former for radioaktiv nedbrytning involverte bare små endringer i massen av kjernen, mens denne prosess som ble kalt «fisjon» førte til et fullstendig sammenbrudd. Ordet fisjon ble valgt som en henvisning til celledeling i biologien. Mange forskere, blant andre Leó Szilárd, anerkjente at hvis fisjonsreaksjoner avgir flere nøytroner, vil en selvdrevet nukleær kjedereaksjon finne sted. Da dette ble eksperimentelt bekreftet og annonsert av Frédéric Joliot-Curie i 1939, var det mange forskere i andre land, deriblant USA, Storbritannia, Frankrike, Tyskland og Sovjetunionen, som ba sine myndigheter om støtte til forskning innenfor fisjon. Det var klart at dette kunne bli et avgjørende våpen i den kommende verdenskrigen, senere kjent som atomvåpen.
Stor optimisme etter andre verdenskrig
En pocketbok som utkom i 1945 med tittelen The Atomic Age varslet at fredelig atomkraft ville bli tatt i bruk i hverdagslige sammenhenger, samt at fossilt brensel ville gå ut av bruk. Vitenskapsforfatteren David Dietz skrev at i stedet for å fylle bensintanken på en bil to eller tre ganger i uken, vil folk kunne fylle energi i bilen for et år av gangen med bare en pellets med atombrensel på størrelse med en vitaminpille. Glenn T. Seaborg, som ledet Atomic Energy Commission, skrev «det vil komme atomdrevne skyttelbusser mellom jorden og månen, atomdrevne kunstige hjerter, plutoniumoppvarmede svømmebassenger for dykkere, og mye mer». Disse optimistiske spådommene forblir enda uoppfylte.
Storbritannia, Canada, og Sovjetunionen gikk i løpet av siste del av 1940- og begynnelsen av 1950-årene i gang med storstilt forskning på atomreaktorer. Også mindre land som Norge tok del i denne forskningen, både for militære og sivile anvendelser. I dag er forskningen i Norge organisert ved Institutt for energiteknikk. Elektrisitet ble generert for første gang av en atomreaktor den 20. desember 1951 fra Experimental Breeder Reactor I, et eksperimentelt kjernekraftverk i nærheten av Arco i Idaho. Dette kraftverket produserte cirka 100 kW. President Dwight Eisenhower holdt i 1953 talen «Atomer for fred» i FN, der han understreket behovet for raskt å utvikle fredelig bruk av kjernekraft. Dette ble etterfulgt av «Atomic Energy Act of 1954», som tillot hurtig nedgradering av amerikansk reaktorteknologi og oppmuntret til utvikling av teknologien i privat sektor.
Begynnelsen på atomindustrien
Den 27. juni 1954 ble det sovjetrussiske Obninsk kjernekraftverk verdens første til å produsere elektrisk kraft som ble forsynt inn på distribusjonsnettet. Det hadde en ytelse på rundt 5 MW.
I 1954 uttalte Lewis Strauss, som da var leder av Atomic Energy Commission (forløperen til US Nuclear Regulatory Commission og United States Department of Energy), at elektrisitet i fremtiden ville bli «for billig til å måles». Strauss henviste sannsynligvis til hydrogenfusjon, som på denne tiden i hemmelighet ble utviklet som en del av Project Sherwood, men Strauss' uttalelse ble tolket som et løfte om veldig billig energi fra kjernefysisk fisjon. United States Atomic Energy Commission hadde selv gitt langt mer realistiske uttalelser om fisjon til den amerikanske kongressen bare noen måneder før, der det ble sagt at «kostnadene kan bringes ned...[til]...omtrent det samme som prisen på elektrisitet fra konvensjonelle kilder...».
Den «første Genève-konferanse» ble holdt i 1955 da verdens største sammenkomst for forskere og ingeniører ble arrangert for å diskutere kjernekraftteknologien. I 1957 ble EURATOM stiftet innenfor det europeiske økonomiske fellesskap (nå EU). Det samme året ble også Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) stiftet.
Muçum
Muçum er en kommune i delstaten Rio Grande do Sul i sørregionen av Brasil.
Kjerneenergi
Begynnelsen på atomindustrien
Verdens første kommersielle kjernekraftverk, Calder Hall atomkraftverk ved Windscale i England, ble åpnet i 1956 med en kapasitet på 50 MW. Dette ble senere utvidet til 200 MW. Det første kommersielle kjernekraftverket i USA var Shippingport Atomic Power Station i Pennsylvania, som ble satt i drift i desember 1957. En av de første institusjonene til å utvikle kjernekraft var United States Navy, med den hensikt å drive ubåter og hangarskip. Den første atomdrevne ubåt, USS «Nautilus», ble sjøsatt i desember 1954.
Standard engelsk
Standard engelsk er et uttrykk som generelt anvendes for en form for engelsk som er tiltenkt å være en norm for utdannede brukere. Det finnes intet regelsett eller vokabular for en antatt «standard engelsk», fordi, til forskjell fra språk som fransk, italiensk, spansk eller nederlandsk, så har ikke engelsk et styrende råd (se Académie française, Real Academia Española, Den nederlandske språkunion, Norsk språkråd) for å etablere bruken.
Großschweidnitz
Großschweidnitz er en kommune i den sørvestlige delen av Landkreis Görlitz i Direktionsbezirk Dresden i Fristaten Sachsen. Kommunen har 1 388 innbyggere (31. desember 2008) og er en del av forvaltningsfellesskapet Löbau.
Großschweidnitz ligger i den vestlige delen av kretsen, i dalen til elven Cunnersdorfer Wasser, omkring 7 km sør for Löbau. Like sør for kommunen ligger det 583 meter høye fjellet Kottmar.
Grunnlagt som en landsby i et skogsområde, strekker Großschweidnitz seg fra dalen til Großschweidnitzer Wasser, fra Höllengrund til munningen av elven Litte og til grensen mot Kleinschweidnitz. Kommunen er preget av grøntareal og mye skog, noen ganger med svært gamle trær. Området nordøstover fra Kleinschweidnitz har uregelmessig og spredt skog med spredt bebyggelse. Utypisk for Oberlausitz har ikke stedet hus med bindingsverk (Umgebindehaus), men en stor landsbyskole, svært mange villaer som bolighus og en vakker jernbane-viadukt fra århundreskiftet. Populær for fotturister er Höllengrund, en legendarisk steinete dal med en fjellbekk og et ensomt «skogshus».
Kjerneenergi
Ekspansjon og motstand
Total installert kjernefysisk ytelse steg relativt raskt, fra mindre enn 1 GW i 1960 til 100 GW mot slutten av 1970-årene, og videre til 300 GW i slutten av 1980-årene. Siden slutten av 1980-årene har kapasiteten på verdensbasis økt mye saktere, og nådde 366 GW først i 2005. Mellom rundt 1970 og 1990 var mer enn 50 GW av kapasiteten under bygging, med så mye som over 150 GW som ble startet opp fra slutten av 1970-årene og begynnelsen av 1980-årene. I 2005 var det rundt 25 GW ny kapasitet under planlegging. Mer enn to tredjedeler av alle kjernefysiske anlegg som var under planlegging fra januar 1970 ble til slutt avlyst. Bare i USA ble i alt 63 planlagte atomkraftverk mellom 1975 og 1980 aldri noe av.
I løpet av 1970- og 1980-årene økte kostnadene for bygging av atomkraftverk mye, en viktig årsak var forlenget byggetid på grunn av regulatoriske endringer og rettssaker igangsatt av pressgrupper. I tillegg var det fallende priser på energi fra fossile kilder, noe som førte til at atomkraftverk som da var under bygging ble mindre attraktive. I 1980-årene oppstod det i USA, og senere i 1990-årene i Europa, en utflating av elektrisitetsforbruket, samt en liberalisering av markedene for elektrisk energi. Dette førte til at store grunnlastverker, som atomkraftverkene representerer, ble mindre interessante.
Oljekrisen i 1973 hadde en stor negativ innvirkning på energiforsyningen i enkelte land, som for eksempel Frankrike og Japan, der en i stor grad hadde basert seg på olje for elektrisk kraftproduksjon, med henholdsvis 39 % og 73 %. Disse landene begynte etter dette å investere tungt i kjernekraft.
En viss lokal opposisjon mot kjernekraft begynte å dukke opp i begynnelsen av 1960-årene, og i slutten av 1960-årene begynte også enkelte vitenskapsfolk å uttrykke sin bekymring. Disse betenkelighetene var knyttet til kjernekraftulykker, spredning av kjernefysisk materiale, de høye kostnadene ved atomkraftverkene, kjernefysisk terrorisme og radioaktiv avfallshåndtering. I begynnelsen av 1970-årene var det store protester mot et foreslått kjernekraftverk i Wyhl i Vest-Tyskland. Prosjektet ble kansellert i 1975, og anti-atomsuksessen fra Wyhl inspirerte motstanden mot kjernekraft i andre deler av Europa og i Nord-Amerika. I midten av 1970-årene gikk anti-atomaktivismen videre fra å være lokale protester, til å få bred appell og innflytelse slik at kjernekraft ble en stor protestsak. Selv om det manglet én koordinerende organisasjon og motstanden ikke hadde noe ensartet mål, fikk bevegelsen mye oppmerksomhet. I noen land nådde kjernekraftkonflikten en «intensitet enestående i historien om teknologikontroverser».
I Frankrike var det mellom 1975 og 1977 ti demonstrasjoner mot atomkraft der tilsammen 175 000 personer protesterte. I Vest-Tyskland var det mellom februar 1975 og april 1979 over 280 000 personer involvert i syv demonstrasjoner ved atomkraftverk. I kjølvannet av Three Mile Island-ulykken i 1979 var det 120 000 personer som deltok på en demonstrasjon mot atomkraft i Bonn. En marsj og samling mot kjernekraft i Washington, D.C., i mai 1979 hadde anslagsvis 65 000 deltagere, og i september samme år samlet det seg 200 000 mennesker til protest i New York. Organisasjoner mot atomkraft dukket opp i alle land som hadde et kjernekraftprogram.
Stagnasjon – Three Mile Island og Tsjernobyl
Atomulykken på Three Mile Island i 1979 og Tsjernobyl-ulykken i 1986 spilte en stor rolle i å stoppe nye anlegg fra å bli bygget i mange land, selv om tankesmien Brookings Institution sier at nye atomkraftverk ikke ble bygget i USA på grunn av lav etterspørsel etter elektrisitet, samt kostnadsoverskridelser ved bygging på grunn av regulatoriske forhold og forsinkelser. I slutten av 1970-årene ble det klart at kjernekraft ikke ville vokse like dramatisk som mange en gang hadde trodd. Til slutt ble mer enn 120 planlagte atomreaktorer i USA avlyst, og bygging av nye reaktorer stoppet opp. Den 11. februar 1985 hadde magasinet Forbes et stort oppslag som beskrev svikten i det amerikanske kjernekraftprogrammet slik: «den rangerer som den største katastrofen i den økonomiske historien».
I motsetning til Three Mile Island-ulykken, påvirket ikke den mye mer alvorlige Tsjernobyl-ulykken utformingen av regelverket for vestlige atomreaktorer, siden Tsjernobyl-reaktorene var av den mer problematiske RBMK-typen. Denne utformingen har kun blitt brukt i Sovjetunionen, og skiller seg fra andre konstruksjoner ved at den for eksempel mangler en robust reaktorbygning rundt reaktorene. Mange av disse RBMK-reaktorene er fortsatt i bruk. Imidlertid ble det i ettertid gjort endringer på selve reaktorene ved bruk av en sikrere anrikning av uran, samt endringer for å forebygge at sikkerhetssystemer kan deaktiveres. Dette ble gjort for å redusere risikoen for nye ulykker i denne reaktortypen.
Opposisjonen i Irland og Polen har hindret atomprogrammer der, mens Østerrike (1978), Sverige (1980) og Italia (1987) i folkeavstemninger stemte for å ikke bygge nye atomkraftverk eller fase ut eksisterende kjernekraft. I juli 2009 vedtok det italienske parlamentet en lov som kansellerer resultatene av en tidligere folkeavstemning og tillot umiddelbar oppstart av et italiensk atomprogram. Etter Fukushima-ulykken ble det gitt ett års moratorium på kjernekraftutvikling, etterfulgt av en folkeavstemning hvor over 94 % av velgerne (oppmøtet 57 %) forkastet planene om ny atomkraft.
En renessanse for atomkraft
Siden 2001 har uttrykket kjernefysisk renessanse blitt brukt for å referere til en mulig positiv utvikling for kjernekraftindustrien, drevet av stigende priser for fossile energikilder og nye bekymringer for å nå målene om klimagassreduksjoner. I 2012 kunne World Nuclear Association melde om at kraftproduksjonen fra atomkraftverk var på sitt laveste nivå siden 1999. Per januar 2016 er imidlertid 65 nye atomkraftreaktorer under bygging. Over 150 ble planlagt, tilsvarende nesten halvparten av kapasiteten på denne tiden.
Fukushima-ulykken
Kjernekraftulykken i 2011 ved det japanske Fukushima Daiichi, som skjedde i en reaktorkonstruksjon fra 1960-årene, førte til en revurdering av atomsikkerhet og retningslinjene for atomenergi i mange land. Tyskland iverksatte planer for å stenge alle sine reaktorer innen 2022, og Italia har igjen bekreftet et forbud mot atomkraft, dog ikke import, av elektrisitet fra kjernekraft. I 2011 halverte det internasjonale energibyrået sitt tidligere estimat for ny produksjonskapasitet for kjernekraft som skal bygges frem mot 2035. Japan signerte i 2013 en avtale verdt 22 milliarder US Dollar, som innebærer at Mitsubishi Heavy Industries skal bygge fire moderne tredjegenerasjons trykkvannsreaktorer i Tyrkia. Japan startet sine atomreaktorer i august 2015, etter fire år nesten uten kraftproduksjon fra atomkraft etter Fukushima-ulykken. Dette skjedde etter sikkerhetsoppgraderinger hadde blitt gjennomført, der Sendai kjernekraftverk var det første som ble startet.
Atomulykken i Fukushima og driftsstansen som ble besluttet ved alle andre atomanlegg i Japan, reiste spørsmål blant flere kommentatorer om fremtiden for den bebudede renessansen for kjernekraft. Kina, Tyskland, Sveits, Israel, Malaysia, Thailand, Storbritannia, Italia og Filippinene har gjennomgått sine atomkraftprogrammer. Indonesia og Vietnam fortsetter å planlegge nye atomkraftverk.
World Nuclear Association har uttalt at «kjernekraftproduksjonen led sitt største fall noensinne på ett år i 2012 da flesteparten av de japanske atomreaktorene var utkoblet et helt kalenderår». Data fra Det internasjonale atomenergibyrået viste at kjernekraftverkene globalt produserte 2 346 TWh i 2012, noe som var 7 % mindre enn i 2011. Tallene illustrerer effekten av et helt år der 48 japanske kjernereaktorer ikke produserte elektrisitet. Den permanente nedleggelse av åtte reaktorenheter i Tyskland var også en faktor. Problemer på Crystal River, Fort Calhoun og San Onofre i USA førte til at disse ikke produserte noe elektrisk kraft det året, mens i Belgia var Doel 3 og Tihange 2 ute av spill i seks måneder. Sammenlignet med 2010, produserte atomindustrien 11 % mindre strøm i 2012.
Status etter Fukushima-ulykken
Atomulykken i Fukushima utløste en strid rundt betydningen av ulykken og dens effekt på fremtiden for atomenergi. IAEA-direktør Yukiya Amano sa at den japanske atomulykken «forårsaket dyp uro i offentligheten over hele verden og skadet tilliten til kjernekraft», Etter ulykken halverte det internasjonale energibyrået sitt estimat for ny kjernefysisk produksjonskapasitet som vil komme til å bli bygget frem til 2035. Men i 2015 hadde byråets utsikter blitt mer optimistiske:'«Kjernekraft er et kritisk element i å begrense utslippene av klimagasser», og «utsiktene for atomenergi forblir positiv på mellomlang til lang sikt til tross for en negativ effekt i enkelte land i kjølvannet av Fukushima-ulykken … det er fortsatt den nest største kilden i verden til elektrisitetsproduksjon med lave karbonutslipp. Og de 72 reaktorene som var under bygging ved starten av fjoråret var det høyeste antallet på 25 år».
Noen industribedrifter vil også se en gevinst i negative offentlige oppfatninger om kjernekraft. I september 2011 annonserte den tyske teknologigiganten Siemens at det vil trekke seg helt fra atomindustrien, som et svar på kjernekraftulykken i Fukushima, og sa at det ikke lenger ville bygge atomkraftverk hvor som helst i verden. Selskapets styreformann, Peter Löscher, sa at Siemens hadde kansellert sine planer om samarbeide med Rosatom, det russiske statskontrollerte kjernekraftselskapet, som innbefattet byggingen av flere titalls atomkraftverk i hele Russland i løpet av de neste to tiårene. Fornybar energi er en sentral del av Siemens økonomiske resultat. I februar 2016 foreslo konsernet en investering innenfor fornybar energi i Egypt på 10 milliarder euro.
I februar 2012 godkjente US Nuclear Regulatory Commission (NRC) bygging av ytterligere to reaktorer ved Vogtle kjernekraftverk, de første reaktorene som bli godkjent på over 30 år etter ulykken på Three Mile Island, men dets formann, Gregory Jaczko ga uttrykk for bekymringer etter Fukushima-ulykken, og sa «jeg kan ikke støtte utstedelse av denne lisensen som om Fukushima aldri har skjedd». Jaczko trakk seg i april 2012. En uke etter dette fikk Southern sin lisens til å begynne den store utbyggingen av de to nye reaktorene, men et dusin miljø- og antiatomkraftgrupper gikk til søksmål for å stoppe utvidelsen av Vogtle-anlegget. De hevdet at offentlighetens sikkerhet, samt erfaringer rundt miljøproblemene etter Fukushima-ulykken ikke har blitt hensyntatt. I juli 2012 ble saken avvist av Washington, DC Circuit Court of Appeals.
Fazıl Say
Fazıl Say (født 14. januar 1970 i Ankara) er en kjent tyrkisk pianist og komponist.
Kjerneenergi
Status etter Fukushima-ulykken
Land som Australia, Østerrike, Danmark, Hellas, Irland, Italia, Latvia, Liechtenstein, Luxembourg, Malta, Portugal, Israel, Malaysia, New Zealand og Norge har ingen kommersielle atomreaktorer og har motsatt seg kjernekraft. Flere andre land vil la sine atomkraftverk være i drift, og gir økonomisk støtte til forskning på kjernefysisk fusjon, inkludert EUs brede finansiering av International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).
Status når det gjelder militær bruk av kjernekraft er at den amerikanske marinens ubåtflåte som utelukkende består av atomdrevne fartøyer, per 2017 består av 71 fartøyer i tjeneste. To amerikanske atomubåter og rundt fire sovjetiske har gått tapt på sjøen. Den russiske marinen har for tiden (2016) 21 atomubåter i tjeneste. Totalt har åtte sovjetiske og russiske atomubåter gått tapt på havet. Dette inkluderer ubåten K-19 som fikk en reaktorulykke i 1961, noe som resulterte i åtte dødsfall og flere personer som ble eksponert for stråling. Den sovjetiske ubåten K-27 hadde en reaktorulykke i 1968 som resulterte i 9 drepte og 83 skadde. Dessuten sank ubåten K-429 to ganger, men ble hevet etter hver hendelse. Flere alvorlige kjernefysiske- og strålingsulykker har involvert hendelser med atomubåt. I tillegg til dette er det flere andre land som har atomubåter og andre skip med atomreaktorer for militær og sivil bruk.
Kapasitet og produksjon
Kapasiteten i verdens atomkraftverk har holdt seg relativt stabil fra midten av 1980-årene frem til ulykken ved Fukushima i mars 2011. Den globale kapasiteten av kjernekraft økte med 1 % i 2014, den første årlige økningen siden Fukushima.
USA produserer mest atomenergi med en andel på 19 % av den totale elektrisitetsproduksjonen, mens Frankrike har den høyest prosentandel av elektrisk energi fra kjernefysiske reaktorer på 80 % i 2006. I EU som helhet utgjør kjernekraft 27 % (i 2013) av all elektrisitetsproduksjon. Energipolitikken når det gjelder atomkraft er helt forskjellig mellom EU-landene, og land som Østerrike, Estland, Irland og Italia har ingen aktive atomkraftverk.
Mange militære, og noen få sivile fartøyer som isbrytere, anvender atomkraft som fremdrift. Noen rominstallasjoner har blitt konstruert med fullverdige atomreaktorer, Sovjetunionen produserte i sin tid 33 satellitter og amerikanerne 1 slik satellitt.
Internasjonal forskning fortsetter med sikkerhetsforbedringer som passivt sikre atomkraftverk, forskning på bruk av kjernefysisk fusjon, og ytterligere bruk av prosessvarme slik som for eksempel hydrogenproduksjon (til forsyning til en mulig hydrogenbasert økonomi), avsalting av sjøvann, og bruk av spillvarme i fjernvarmesystemer.
Atomkraftverk stod for 11 % av verdens elektrisitetsproduksjon i 2012, noe mindre enn det som produseres med vannkraft som er på 16 %. Siden elektrisitet står for cirka 25 % av alt energiforbruk, dekkes den store majoriteten av energiforbruket av fossilt brensel, for eksempel til sektorer som transport, vareproduksjon og oppvarming. Dermed utgjør atomkraft bare om lag 2,5 % av verdens totale energiforbruk. Dette er bare litt mer enn de 2 % av den samlede globale elektrisitetsproduksjonen som kommer fra fornybare energikilder som vind, sol, biodrivstoff og geotermisk kraft i 2014.
Regionale forskjeller i bruken av kjernekraft er store. Energiproduksjon fra kjernekraft har en andel på 20 % av elektrisitetsproduksjonen i USA, noe som betyr at det er den største energikilden med små karbonutslipp i landet. I tillegg er to tredjedeler av EUs energiproduksjon med små karbonutslipp fra kjernekraft. Noen av disse landene har stoppet sin produksjon, for eksempel Italia, som stanset sine atomkraftverk i 1990 etter at disse hadde vært i drift siden 1963.
Det internasjonale atomenergibyrået rapporterte at det var 449 operasjonelle sivile atomreaktorer i 30 land i 2017, men ikke alle disse reaktorene produserer elektrisitet. Siden kommersiell kjernekraft startet på midten av 1950-årene, var 2008 det første år der ingen nye atomkraftverk ble startet opp, men året etter ble to enheter startet.
Det internasjonale atomenergibyrået rapporterte i 2017 at det i hele verden var 60 atomreaktorer under bygging i 14 land. Over halvparten av disse bygges i Asia, med 28 i Kina. Åtte nye atomkraftverk ble ferdigstilt i Kina i 2015. I 2013 ble fire eldre reaktorer i USA stengt. I henhold til Det internasjonale atomenergibyrået er den globale trenden at nye atomkraftverk som kommer i drift, blir balansert ut av antallet gamle anlegg som blir avviklet.
Barry Brook (professor i bærekraftig miljøutvikling) og hans kolleger, utførte en analyse i 2015 for å se på mulighetene for å erstatte fossile energikilder for elektrisk kraftproduksjon med kjernekraft. De tok utgangspunkt i den historiske hastigheten som kjernekraft erstattet fossile energikilder med i Frankrike og Sverige, da hver av disse landene startet sine atomprogrammer i 1980-årene. De fant ut at i løpet av ti år ville det kunne være realistisk at kjernekraft kunne fortrenge alle fossile energikilder til dette bruket, slik at det «tillater å la verden møte de strenge målene for klimatiltak». I en tilsvarende analyse hadde Brook tidligere funnet at 50 % av all energibruk i verden, altså elektrisk, oppvarming, transport, et cetera, kan erstattes med kjernekraft i løpet av cirka 30 år. Dette under forutsetning om at den globale utbyggingshastigheten var lik den som hver av disse nasjonene tidligere økte sin kjernekraftkapasitet med per decennium og per globalt brutto nasjonalprodukt (GW/år/$).
Dette i kontrast til de konseptuelle teoretiske studiene for en verden forsynt med 100 % fornybar energi, noe som ville kreve mye høyere globale investeringer per år. Slike investeringer har igjen problemer som at de ikke har noen historisk presedens, det har aldri heller vært forsøkt på grunn av de svært høye kostnadene, at svært store landarealer må brukes til vind-, bølge- og  solenergiinstallasjoner, samt den underforståtte forutsetning om at verdens befolkning vil bruke mindre, og ikke mer, energi i fremtiden. Som Brook bemerker: de «viktigste begrensninger for kjernekraft er ikke teknisk, økonomisk eller relatert til forekomst av radioaktivt materiale, men i stedet knyttet til komplekse problemstillinger som samfunnets aksept, finansiering, politisk treghet og manglende kritisk vurdering av de reelle begrensningene for [andre] lav-karbon alternativer»
Økonomiske forhold
Et kjernekraftverk har vanligvis høye kapitalkostnader ved bygging, men lave drivstoffkostnader. Selv om kjernekraftverk kan variere produksjonen av elektrisk kraft, er prisen per solgt energienhet gjerne mindre om det gjøres. En annen årsak er generelt høye faste kostnader og små variable kostnader. Kjernekraftverk vil derfor typisk driftes så mye som mulig med jevn ytelse for å holde kostnadene for produsert elektrisk energi så lavt som mulig, de leverer derfor stort sett grunnlast. Det vil igjen si at atomkraftverkene forsyner forbrukere som har konstant forbruk, mens andre kraftverk må ta seg av hurtige endringer av energibehovet.
Internasjonalt steg prisen for bygging av atomkraftverk med 15 % årlig i årene 1970 til 1990. Likevel viser tall fra U.S. Energy Information Administration at kjernekraft forventes å ha totalkostnader i 2022 på 99 US dollar per MWh, det meste på grunn av byggekostnader. Til sammenligning er kostnadene for kullkraft 123-140 US dollar per MWh, solenergi på 85 US dollar per MWh, og naturgass i den lave enden av spektret med 57 US dollar per MWh for det mest lønnsomme alternativet. Dette gjelder for forholdene kun i USA og energiprisene er såkalte (LCOE).
I de siste årene har det vært en nedgang i økningen av etterspørselen av elektrisk energi. I Øst-Europa har en rekke veletablerte prosjekter hatt problemer med finansieringen, særlig Belene i Bulgaria og planer for nye reaktorer ved Cernavoda i Romania, og noen potensielle støttespillere har trukket seg ut. Der hvor kraftmarkedet har konkurranse, der det finnes billig naturgass tilgjengelig og utsiktene for gassforsyningen er relativt sikker, utgjør dette et problem for kjernekraftprosjekter, samt også for driften ved eksisterende anlegg.
Analyse av økonomien for kjernekraft må ta hensyn til hvem som bærer risikoen for fremtidig usikkerheter. Hittil har alle kjernekraftverk vært bygget og drevet av nasjonalstater eller operert i regulerte leveringsmonopoler. Det betyr at mange av risikoene forbundet med byggekostnader, driftsresultater, drivstoffpriser, ansvar for ulykker og andre faktorer, ble båret av forbrukerne, heller enn av energiprodusentene. I tillegg kommer problemet med at ansvaret ved en atomulykke er så stort, dermed vil den fulle kostnaden for en ansvarsforsikring vanligvis være begrenset eller avkortet av en nasjonalstat. Dette var noe som US Nuclear Regulatory Commission konkluderte med at utgjorde en betydelig subsidie. Mange land har nå liberalisert sitt kraftmarked hvor disse risikoene, samt risikoen for at billigere konkurrenter dukker opp før kapitalkostnadene blir tilbakebetalt, bæres av kraftverkseierne og operatørene i stedet for forbrukere, noe som fører til en vesentlig forskjellig vurdering av økonomien i nye atomkraftverk.
Etter Fukushima-ulykken forventes det at kostnadene skal øke for både atomkraftverk i drift og under planlegging. Dette på grunn av økte krav til at brukt atombrensel behandles på stedet, samt forhøyede krav til utforming av sikkerhetsbarrierer.
Økonomien for nye atomkraftverk er et komplisert tema med mange sprikende oppfatninger. Sammenligning med andre metoder for energiproduksjon er kjernekraft sterkt avhengig av forutsetninger om byggetid og finansiering, så vel som de fremtidige kostnadene for konkurrerende fossilt brensel og fornybar energi. Kostnadsoverslag må også ta hensyn til prisen for å avvikle et atomkraftverk og kostnader ved lagring av atomavfall. På den annen side kan tiltak for å dempe global oppvarming, for eksempel en karbonskatt eller handel med kvoter for karbonutslipp, favorisere kjernekraft.
Fremtidsutsikter
Fremtidsutsiktene for kjernekraft varierer mye mellom verdens land og er avhengig av politiske beslutninger. Enkelte land i Europa, som Tyskland og Belgia, har vedtatt retningslinjer for utfasing av kjernekraft. Samtidig har noen asiatiske land, som Kina, Sør-Korea, og India, tatt mål av seg til å foreta en hurtig økning av kapasiteten for kjernekraft. Mange andre land, for eksempel Storbritannia og USA, har en politikk som ligger mellom disse ytterpunktene. Japan var en stor produsent av kjernekraft før Fukushima-ulykken, men per august 2016 har Japan bare startet tre av sine atomkraftverk, og i hvilken grad landet vil fortsette sitt atomprogram er usikkert.
I 2016 anslo US Energy Information Administration som sitt grunnestimat at verdens kjernekraft vil øke fra 2344 milliarder kWh i 2012 til 4501 milliarder kWh i 2040. Mesteparten av den anslåtte økningen var ventet å skje i Asia.
Mye mer utbyggingsaktivitet skjer i land med stor økonomisk vekst, som Sør-Korea, India og Kina. I mars 2016 hadde Kina 30 reaktorer i drift, 24 under bygging, i tillegg til planer om å bygge flere. Men ifølge et statlig forskningsinstitutt vil det være uklokt av Kina å bygge «for mange atomkraftreaktorer for fort», dette for å unngå mangel på drivstoff, utstyr og kompetente utbyggingsplanleggere.
I USA har nesten halvparten av lisensene for atomreaktorene blitt utvidet til 60 år. To nye tredjegenerasjons reaktorer er under bygging ved Vogtle, et stort byggeprosjekt som markerer slutten på 34 år med stagnasjon i bygging av sivile atomreaktorer i USA.
US NRC og US Department of Energy har startet et forskningsprogram kalt Light Water Reactor Sustainability Program som man håper vil føre til utvidelser av lisenser for atomreaktorer utover 60 år, forutsatt at sikkerheten kan ivaretas. Dette vil føre til en økning av CO2-fri produksjonskapasitet ved at eldre atomreaktorer ikke stenges ned, noe som «kan utfordre USAs energisikkerhet, potensielt resultere i økte klimagassutslipp, og bidrar til en ubalanse mellom elektrisk tilbud og etterspørsel».
Et mulig hinder for produksjon av kjernekraftverk er at det bare er noen få selskaper i verden som har kapasitet til å smi trykkbeholdere til atomreaktorer, som er nødvendige i de mest vanlige reaktortypene. Selskaper over hele verden sender inn sine bestillinger flere år i forkant av eventuelle kjøp av reaktorer.
Nye reaktordesign
Det er flere selskaper og land som arbeider med utvikle nye reaktordesign som muligens kan være klare mot slutten av 2020-tallet eller mot 2030-tallet, avhengig av teknologisk utvikling og finansiering. Av disse er det flere konsepter som går ut på å lage alt fra små modulære reaktorer (SMR). SMR blir definert av IAEA til reaktorer under 300 MW, mikrokraftverk er små anlegg som har kapasitet inntil 10 MW. De finnes konsepter på flytende kjernekraftverk, samt reaktordesign som vil gjenbruke kjernefysisk brensel, flytende salt, gasskjølte og bruk av Thorium som brensel.
Nuscale power
Nuscale power ser for seg å bygge små modulære reaktorer med kapasitet på 77 MWe basert på lettvannstekologi. Nuscale er det første selskapet som fått sitt SMR-design godkjent av Nuclear Regulatory Commission (NRC). Selskapet ser for seg å bygge ut kraftverk med enten 4, 6 eller 12 reaktormoduler.
Thorcon
Thorcon ser for å bygge flytende kjernekraftverk basert på Thorium saltsmelte. Hvert kraftverk er planlagt å ha kapasitet på 500 MWe.
Terrapower
Terrapower er et selskap som har den amerikanske forretningsmagnaten Bill Gates som investor, og ser for seg å bygge et reaktor med integrert saltsmelte energilager, som har mulighet for å ta svininger i behov i kraftnettet, grunnet en antatt fremtid med mer fornybar energi som sol og vind. Reaktoren kalt Natrium, har en kapasitet på 345MWe, men pga varmelagret kan kapasitet økes til 500MWe i 5,5 time.
Oklo
Oklo tar navnet sitt etter den naturlige reaktoren som ble oppdaget i Gabon. Selskapet er et oppstartsselskap, men ser seg i stand til å bygge en reaktor med kapasitet på 1,5 MWe som benytter seg av kjernefysisk avfall. Reaktoren kan passe for steder med mindre behov som mindre tettsteder.
Oppbygging av et atomkraftverk
I konvensjonelle atomkraftverk foregår energiproduksjonen ved fisjon, men det forskes på muligheten for også å utnytte fusjon i fremtiden. Akkurat som konvensjonelle varmekraftverk genererer elektrisitet ved å utnytte termisk energi som frigjøres ved forbrenning av fossilt brensel, konverterer et atomkraftverk energien som frigjøres fra kjernene av atomer ved fisjon som foregår i en atomreaktor. Varmen fjernes fra reaktorkjernen ved et system som benytter varme for å generere damp, som driver en dampturbin koplet til en generator som produserer elektrisitet.
Fisjonsprosessen
Når en stor spaltbar atomkjerne som uran-235 eller plutonium-239 absorberer et nøytron kan den gjennomgå fisjon. Den tunge kjernen deler seg i to eller flere lettere kjerner, de såkalte fisjonsproduktene, og frigjør kinetisk energi, gammastråler og frie nøytroner. En del av disse nøytronene kan senere bli absorbert av andre spaltbare atomer og utløse ytterligere fisjonsprosesser, som slipper løs flere nøytroner, og så videre. Dette er kjent som en nukleær kjedereaksjon.
For å kontrollere en slik kjernefysisk kjedereaksjon i en reaktor anvendes såkalt nøytrongift, et element som kan absorbere nøytroner, samt nøytronmoderator. Disse kan påvirke mengden av nøytroner som vil forårsake ytterligere fisjon. Atomreaktorer har automatiske og manuelle systemer for å regulere prosessen, samt stenge ned fisjonsreaksjonen ved utrygge forhold.
Vanlig brukte stoffer brukt som moderatorer er vann, grafitt og tungtvann, de siste to anvendes i mindre grad.
Generering av varme
Reaktorkjernen genererer varme på flere måter:
Kjerneprosessene frigjør svært mye energi; 1 kg uran-235 gir omtrent tre millioner ganger mer energi enn forbrenning av 1 kg kull.
Atomreaktorer avkjøles vanligvis med vann, men det finnes konstruksjoner som benytter gass eller et flytende metall (for eksempel flytende natrium), eller smeltet salt. Dette sirkulerer rundt i reaktorkjernen for å absorbere varmen som blir generert. Varmen blir ført bort fra selve reaktoren for deretter å bli benyttet til å produsere damp. De fleste reaktorsystemer benytter et kjølesystem som er fysisk adskilt fra vannet som blir kokt for å produsere damp under trykk for å drive dampturbinen, disse kalles for trykkvannsreaktorer. I noen reaktorkonstruksjoner blir dampen som benyttes i dampturbinen produsert direkte i reaktoren, en type som benytter dette prinsippet er kokvannsreaktoren.
Reaktoren er den delen av et atomkraftverk som utgjør størst potensiell fare for omgivelsene, derfor er disse ofte satt opp i en egen reaktorbygning av tykk betong. Denne skal både beskytte omgivelsene om noe går galt, og samtidig beskytte reaktoren mot ytre påvirkninger, som jordskjelv eller et styrtende fly.
Elektrisitetsproduksjon
Bortsett fra atomreaktorens spesielle oppbygging er et atomkraftverk mye likt et konvensjonelt varmekraftverk: Dampen som blir produsert i reaktoren driver dampturbiner som igjen driver generatoren rundt. Den brukte dampen fra turbinen blir kondensert i en kondensator, og vannet som dannes blir pumpet tilbake til reaktoren. Dermed går vannet i en lukket krets. Imidlertid krever kondensatoren, som egentlig er en varmeveksler, kjølevann for å fungere. Dette blir hentet fra innsjøer, elver eller havet. I mange tilfeller er det også nødvendig med kjøletårn, slik at varmen avgis til luften.
Andre anvendelser av kjernekraft
Siden 1950-årene har det vært flere optimistiske prosjekter med bruk av kjernekraft til drivkraft i fly, skip og biler, men de fleste av disse strandet av forskjellige grunner. I Sovjetunionen ble en rekke fyr drevet av kjernekraft satt opp for navigering i Nordishavet, disse var i drift helt til etter at Sovjetunionen kollapset.
Militære atomdrevne skip
Under andre verdenskrig ble ubåter vurdert til å kunne være et avgjørende våpen, men de hadde et alvorlig problem: behovet for å gå i overflatestilling etter korte perioder i neddykket posisjon for å skaffe luft til dieselmotorene. Utviklingen av kjernereaktorer tillot en ny type fremdrift for ubåter med store fordeler. De krever ikke luft for drift av motoren fordi den ikke er basert på forbrenning. En liten masse av kjernefysisk drivstoff gir en operasjonstid under vann på flere måneder.
Disse fordelene førte til utvikling av ubåter som kan holde store hastigheter nedsenket, og i tillegg ha med store mengder våpen ombord (kjernefysiske eller konvensjonelle).
Typisk er også mange av de største hangarskipene atomdrevne.
Militære atomdrevne fly
Både USA og Sovjetunionen opprettet prosjekter for å utvikle atomdrevne fly. Konseptet var ment for store bombefly med kjernefysiske stridshoder. Et problem med disse konseptene var å beskytte mannskapene i flyet og på bakken mot radioaktiv stråling, et annet problem var farene ved flykrasj. Disse problemene var det lettere å håndtere i atomdrevne ubåter. Det ble aldri bygget ferdig noen slike fly.
Lockheed-Martin annonserte i 2014 at de arbeider med å utvikle en liten fusjonsreaktor (Compact Fusion Reactor). Den er beskrevet å være på størrelse med en jetmotor og har potensial til å drive fly og romskip. Selskapet forventer at den skal kunne fungere før 2024.
Sivile atomdrevne skip
Etter utviklingen av atomdrevne skip til militær bruk ble det snart klart at dette kunne gi fordeler for sivile skip. Det har dermed blitt konstruert lastebåter og isbrytere som bruker kjernereaktorer for fremdrift. Det første laste- og passasjerskipet var NS «Savannah», som ble satt i drift i 1962. Bare tre andre laste- eller passasjerskip har blitt bygget: det japanske «Mutsu», det tyske «Otto Hahn» og det russiske «Sevmorput». I tillegg til dette har Russland, og tidligere Sovjetunionen, bygget åtte atomdrevne isbrytere.
Med stigende oppmerksomhet på utslipp av drivhusgasser fra fossile brensler for transportvirksomhet, er det fornyet interesse for atomdrevne skip. Et spesielt moment her er at bunkersoljen som brukes som drivstoff for skipsmotorer bidrar til forskjellige typer luftforurensning. Blant annet er denne interessen motivert av de gode erfaringene med sikkerheten i atomdrevne skip. Verdens handelsfartøy er estimert til å ha et totalt energibehov på 410 GWh, omtrent en tredjedel av energiproduksjonen i verdens kjernekraftverk. En ser for seg at kjernekraft vil ha spesiell god anvendbarhet for store bulkskip som går fram og tilbake på få ruter mellom dedikerte havner, eller tilfeller der stor fart er viktig. Disse kan drives av en reaktor med ytelse på 100 MW. Cruiseskip har energibehov som en liten by. Her vil en reaktor på rundt 70 MW være passende for å gi basisbelastning og lade batterier, og en mindre dieselmotor for toppbelastning. Et annet konsept er atomdrevne slepebåter for å dra konvensjonelle skip over verdenshavene.
Fremdrift for romfartøyer
Selv om det er tenkt ut flere prinsipper som kan bruke atomenergi til å drive romraketter, har bare noen få kommet lengre enn konseptstadiet.
En termonukleær rakett er et eksempel på dette, der det brukes overhetet hydrogen i en kjernefysisk reaktor. Denne arbeider ved høy temperatur for å oppnå minst dobbelt så høy skyvekraft som vanlige kjemiske raketter. Slike raketter ble testet første gang i 1959, i det amerikanske prosjekt NERVA som ble avbrutt 1972. I 1990 ble et prosjektet under forkortelsen SNTP (Space Nuclear Thermal Propulsion) lansert med mål om en bemannet tur til Mars. En annen mulighet er anvendelse av en atomreaktor som mater en såkalt ionemotor (Nuclear Electric Xenon Ion System eller nexis).
Atomdrevne biler
Det eneste kjente forslaget til en atomdrevet bil er en konseptuell design lansert av Ford Motor Company i 1958 under navnet Ford Nucleon. Den ble aldri bygget som en kjørbar modell. Designerne så for seg at fremdriften skulle skaffes ved hjelp av en liten fisjonsreaktor, og bilen skulle kunne gi en kjørelengde på mer enn 8000 km. Reaktoren skulle raskt kunne skiftes ut med en ny. Konseptet var ellers mye likt det som ble brukt i atomdrevne ubåter.
Det blir gjort undersøkelser for bruk av kjerneenergi for generering av hydrogen ved termokjemiske reaksjoner eller elektrolyse med damp med høy temperatur. Hydrogenet kan benyttes i brenselceller som drivstoff for hydrogendrevne kjøretøy, som et alternativ til forbrenningsmotorer. Dette blir et konsept for en slags indirekte atomdrevet bil.
Konvensjonelle ressurser for atombrensel
Bruken av uran i en atomreaktor er bare en liten del av livssyklusen for atombrenselet. Prosessen starter typisk med gruvedrift i underjordiske gruver eller dagbrudd. Uranmalmen blir ekstrahert, vanligvis betyr det at den blir omdannet til et stabilt og kompakt stoff, for eksempel såkalt yellowcake («gul kake»), og deretter transportert til et prosessanlegg. Her blir yellowcake omdannet til uranheksafluorid, som deretter blir anriket ved hjelp av ulike teknikker.
Uran er et ganske vanlig grunnstoff i jordskorpen. Uran er omtrent like vanlig som tinn eller germanium, og omtrent 40 ganger mer vanlig enn sølv. Uran er tilstede i sporkonsentrasjoner i de fleste bergarter, sand og havvann, men av økonomiske grunner hentes det foreløpig kun ut der det er til stede i høye konsentrasjoner. Likevel er verdens nåværende kjente ressurser av uran økonomisk utvinnbare opp mot et pristak på 130 US dollar per kg, noe som er nok til å vare mellom 70 og 100 år.
Anriket uran, som inneholder mer enn den naturlige tilstedeværende 0,7 % U-235, brukes til å lage brenselstaver. Disse stavene er det egentlige «drivstoffet» i et atomkraftverk, og blir tilvirket med den ønskede sammensetning og geometri tilpasset reaktoren som det skal anvendes for. Brenselsstavene vil bli brukt til rundt tre operasjonelle sykluser. Typisk vil de bli benyttet i seks år inne i reaktoren. Her vil vanligvis cirka 3 % av uranet bli fisjonert, deretter vil stavene bli flyttet til et basseng for brukt brensel hvor isotoper med kort levetid vil bli fisjonert vekk.
Under forutsetning om at uran blir anvendt med dagens reaktorteknologi, har Det internasjonale atomenergibyrået estimert at dagens (2012) uranressurser vil kunne vare i over 100 år. Som følge av økt leting har kjente uranressurser vokst med 12,5 % siden 2008, denne økningen betyr altså at det fins ressurser for de neste 100 årene hvis bruken av metallet skulle fortsette på 2011-nivå. OECD anslår at det er 670 år med økonomisk utvinnbar uran i alle tilgjengelige konvensjonelle ressurser, samt i fosfatmalm. Dette er ressurser som er utvinnbart fra mellom 60-100 US dollar/kg av uran. Igjen forutsettes dagens reaktorteknologi. Dette har sammenheng med at for naturlig tilstedeværende metallressurser, vil det være en sammenheng som sier at for hver tidobling av prisen per kilo av uran, er det trehundre ganger økning av tilgjengelige malmer av lavere kvalitet som kan utvinnes, og som da altså blir en økonomisk lønnsom ressurs. Som OECD uttaler:
Dagens lettvannsreaktorer bruker kjernefysisk brensel på en relativt ineffektiv måte, og drives for det meste ved fisjon av den svært sjeldne isotopen uran-235. Reprosessering kan gjøre avfallet fra reaktorene gjenbrukbart. Mer effektive reaktorkonstruksjoner, slik som for tiden er under utvikling med tredjegenerasjons reaktorer, kan gi høyere virkningsgrad ved å utnytte de tilgjengelige ressursene. Det store flertallet av reaktorer i verden er imidlertid andregenerasjons reaktorer som har disse svakhetene.
Formering
I motsetning til dagens lettvannsreaktorer som bruker uran-235, som utgjør bare 0,7 % av alle naturlige uranforekomster, bruker raske formeringsreaktorer uran-238. Denne isotopen utgjør 99,3 % av alle naturlige uranforekomster. Det har blitt anslått at det er opp til fem milliarder år igjen av uran-238 som kan gjøres tilgjengelig for bruk i disse kraftverkene. Formeringsteknologi har blitt brukt i flere eksperimentelle reaktorer helt siden 1950-årene, der noen også har vært i kommersiell drift. Høy profil her har India og Russland, men også Japan, Kina og Frankrike.