”Det är väldigt många steg från en kärnkraftsreaktor till ett kärnvapen”

2022-03-11

Hallå där… Sophie Grape, lektor i tillämpad kärnfysik med ansvar för icke-spridning och kärnämneskontroll, samt forskningsledare vid Alva Myrdal-centrum för forskning om kärnvapennedrustning vid Uppsala universitet.

Kärnkraftsreaktorer vid vatten
Det ukrainska kärnkraftverket Zaporizjzja är Europas största kärnkraftverk och består av två kyltorn till vänster och 6 VVER-reaktorbyggnader. Övriga byggnader tillhör ett värmekraftverk.
Foto/bild: Ralf1969, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

I samband med Rysslands invasion av Ukraina har ryska styrkor tagit kontroll över flera kärnkraftverk, däribland Europas största kärnkraftverk Zaporizjzja samt Tjernobyl. Hur allvarlig är situationen?

– Ett av de stora orosmomenten är att man inte kunnat byta ut personalstyrkan på det sätt som man annars skulle ha gjort, utan de är fast på kärnkraftverken. Det finns frågetecken kring om de får tillräcklig vila, har mat eller är skadade efter beskjutningar, helt enkelt kring huruvida de är i gott skick och har bra förutsättningar för att utföra sitt arbete. Det här har uppmärksammats av det internationella atomenergiorganet IAEA, som även står i dialog med kärnkraftverken. Sammanfattningsvis råder det väldigt begränsad insyn i hur situationen ser ut och vilka förutsättningarna är för att göra ett gott jobb på verken. För övrigt har också överföringen av data mellan IAEA och kärnkraftverken i Zaporizjzja och Tjernobyl brutits, vilket gör det svårt att övervaka vad som sker i anläggningarna.

– Dessutom är stridigheter vid eller i närheten av kärnkraftverk ju också ett orosmoment, då detta kan resultera i såväl direkta som indirekta skador. Det har vi kunnat se under de sista dagarna vid Tjernobyl, där strömförsörjningen till verket nyligen skadades, vilket riskerade att på sikt kunna orsaka lokala skador. Stridigheter och omständigheter gör det svårt och potentiellt farligt att utföra reparationsarbeten. Lyckligtvis har man vid Tjernobyl lyckats utföra reparationsarbete och kärnkraftverket har återigen strömförsörjning från yttre elnät.

Hur stor är risken att skador på kärnkraftverket kan leda till spridning av radioaktivt material, och vad skulle det kunna få för konsekvenser?

Sophie Grape
Sophie Grape, lektor i tillämpad kärnfysik vid institu-
tionen för fysik och astronomi. Foto: Privat

– För det första är många kärnkraftverk byggda för att ha ett kraftigt skydd mot yttre påverkan. Men i ett dåligt scenario kan man tänka sig att delar av reaktorbyggnaden skadas och möjligtvis i ett sämsta scenario, som en explosion, så skadas även kärnbränslet. Tillsammans med annat radioaktivt material skulle det då kanske kunna spridas antingen inuti en anläggning eller möjligtvis utanför reaktorbyggnaden. Men konsekvenserna i ett sådant scenario kommer troligtvis bli ganska lokala, radioaktivt material kommer inte att spridas till Sverige. Däremot kan skadorna inom området bli stora och utsätta människor på plats för förhöjda stråldoser.

Vad är det för processer som krävs för att det material som finns i en kärnkraftreaktor ska utvecklas till ett kärnvapen?

– Det är ganska många steg. Materialet i anläggningarna kan inte explodera som ett kärnvapen, och det kan heller inte direkt användas för att framställa kärnvapen. Kärnvapen är extremt kraftfulla vapen, och den stora spräng- och skadeverkan från ett kärnvapen bygger på att man har en massa av ett material där man kan orsaka en kraftig kedjereaktion av kärnklyvningar under väldigt korta tidsförlopp. Det gör att en enorm mängd energi frigörs på väldigt kort tid. Materialet som finns i en kärnkraftsreaktor har en helt annan sammansättning som inte gör det möjligt att använda det till kärnvapen, utan att det först genomgår en mycket omfattande materialbearbetning. Det kräver en helt annan infrastruktur än den som finns på plats idag, och förstås experter som har kunskap och erfarenhet på området.

– Sen ska man också komma ihåg att en klump kärnvapenmaterial som kan upprätthålla en kedjereaktion är ganska långt ifrån ett kärnvapen. Vi kan se att länder som framställt kärnvapen har haft en ganska omfattande organisation för att utveckla och säkerställa att vapnen fungerar som tänkt. Det innefattar att man behöver sätta samman en rad olika komponenter och få dem att samspela på ett intrikat sätt, och att man behöver utveckla vapenbärarsystem och program för testning av kärnvapen. Så det är väldigt många steg från en kärnkraftsreaktor till ett kärnvapen.

Du leder en teknisk arbetsgrupp vid Alva Myrdal-centrumet för kärnvapennedrustning vid Uppsala universitet – hur är din forskning kopplad till centrumet?

– Jag forskar vid avdelningen för tillämpad kärnfysik på något som heter kärnämneskontroll. Det är ett verktyg som dels används för att avskräcka länder från att skaffa kärnvapen, och dels för att möjliggöra tidig upptäckt om det trots allt skulle ske. Vi utvecklar mättekniker och analysmetoder som kan användas av organisationer som IAEA eller Svenska Strålsäkerhetsmyndigheten när de inspekterar kärntekniska anläggningar såsom kärnkraftverk eller lager för använt kärnbränsle. Sådana mätningar ger information om huruvida kärnbränslet används för andra ändamål än vad en anläggning uppger, exempelvis att tillverka kärnvapen. Förhoppningen är att avslöja ett sådant scenario så tidigt som möjligt så att man hinner agera.

Alva Myrdal-centrumet
Alva Myrdal-centrumet, Uppsala. Foto: David Naylor 

– Vår forskning utgör därmed en del av icke-spridnings-mekanismerna som ska avskräcka från och försvåra missbruk av fredliga kärntekniska verksamheter och att stater sprider kärnvapen, kärnvapenteknologi och kärnvapenmaterial. Mitt arbete med kärnämnes- och icke-spridningskontroller är kopplat till kärnvapennedrustning, som är i fokus för Alva Myrdal-centrumet. Där leder jag den enda tekniska arbetsgruppen som tittar på hur man kan forska på och utveckla tekniska hjälpmedel som kan assistera det globala samfundet med kärnvapennedrustning.

Finns det några tänkbara alternativ för att förhindra att radioaktiva ämnen hamnar i fel händer och kan utgöra risker för omvärlden?

– Att förhindra att radioaktiva ämnen hamnar i fel händer är precis det som icke-spridning handlar om. Där är kärnämneskontrollen en viktig del, men inte det enda. Andra delar handlar till exempel om exportkontroll av känsliga material och komponenter, fysiskt skydd till olika typer av anläggningar och forensiska metoder för att upptäcka smuggling av nukleära och radioaktiva material. Tyvärr kan vi se från situationen i Ukraina att en rad anläggningar som hanterar radioaktiva material, såsom sjukhus och forskningsanläggningar beskjuts. Det kan i sin tur leda till spridning av radioaktiva ämnen. Men i en situation som ett krig så är det svårt att se till att det inte sker.

Anneli Björkman

LÄS MER:

Avdelningen för tillämpad kärnfysik vid Uppsala universitet

Alva Myrdal-centrum för kärnvapennedrustning

Senast uppdaterad: 2021-10-22