Hur fungerar ett kärnkraftverk?

Ett kärnkraftverk kokar vatten till ånga som driver en turbin, precis som ett kolkraftverk. Skillnaden ligger i värmekällan, eftersom kärnkraftverket klyver atomkärnor av uran i stället för att bränna kol eller gas. Ett enda gram uran-235 frigör vid fullständig klyvning ungefär lika mycket energi som tre ton kol.

I Sverige finns sex reaktorer i drift på tre kraftverk: Forsmark med tre kokvattenreaktorer, Ringhals med två tryckvattenreaktorer och Oskarshamn med en kokvattenreaktor. Tillsammans producerade de 45 TWh under 2025, vilket motsvarade omkring 27 procent av Sveriges elproduktion. Här nedan går vi igenom hur ett kärnkraftverk fungerar steg för steg, från uranatomen till eluttaget.

Kärnkraftverket i sex steg

1. Kärnklyvning: Neutroner klyver uran-235 i bränslet. Varje klyvning frigör värme samt två till tre nya neutroner som håller kedjereaktionen igång.
2. Reglering: Operatörerna styr effekten genom att föra in eller dra ut styrstavar som fångar neutroner. Med stavarna kan reaktorn stoppas inom några sekunder.
3. Ångbildning: Vattnet runt bränslet tar upp värmen och blir ånga, antingen direkt i reaktortanken eller via ånggeneratorer i en separat krets.
4. Turbin: Ångan strömmar genom turbinen och sätter turbinaxeln i rotation.
5. Generator: Turbinaxeln driver en generator som omvandlar rörelseenergin till el, som sedan matas ut på elnätet.
6. Kylning: Ångan kyls med havsvatten i en kondensor och blir vatten igen, som pumpas tillbaka till reaktorn i ett slutet kretslopp.

Schemat visar kretsloppet i en kokvattenreaktor av samma typ som i Forsmark och Oskarshamn 3. Siffrorna i bilden motsvarar de sex stegen i listan ovan.

I en tryckvattenreaktor ser kretsloppet nästan likadant ut, men ångan bildas i ånggeneratorer utanför reaktortanken. Vattnet som passerar härden når därför aldrig turbinen.

Vad händer i reaktorhärden?

I reaktorhärden sitter hundratals bränsleelement med kutsar av urandioxid, anrikade till 3 till 5 procent uran-235. När en neutron träffar en uran-235-kärna klyvs den i två lättare atomkärnor och frigör samtidigt två till tre nya neutroner plus en stor mängd värme. De nya neutronerna klyver i sin tur fler uranatomer i ett förlopp som kallas kedjereaktion.

Vattnet i reaktorn fungerar som moderator och bromsar de snabba neutronerna till låg hastighet, vilket gör att de lättare klyver nya uranatomer. Samma vatten är också kylmedel och för bort värmen från bränslet. Den dubbla funktionen ger en inbyggd säkerhet: försvinner vattnet, till exempel vid ett rörbrott, försvinner också modereringen och kedjereaktionen avtar av sig själv.

Hur regleras effekten i en reaktor?

Styrstavar, som också kallas kontrollstavar, innehåller ämnen som fångar neutroner, till exempel borkarbid eller hafnium. Operatörerna sänker ned stavarna i härden för att minska effekten och drar ut dem för att öka den. Helt nedsänkta stavar stoppar kedjereaktionen i ett nödstopp som kallas snabbstopp.

I tryckvattenreaktorer som Ringhals 3 och 4 används även borsyra löst i reaktorvattnet. Borhalten justeras under driftcykeln för att kompensera för att bränslet gradvis brinner ut.

Från ånga till el i två reaktortyper

Sverige är ett av få länder som har båda de vanliga reaktortyperna i drift. Båda är lättvattenreaktorer, där vanligt vatten både bromsar neutronerna och kyler härden. Skillnaden handlar om var ångan bildas.

Kokvattenreaktor i Forsmark och Oskarshamn

I en kokvattenreaktor får vattnet koka direkt i reaktortanken vid ett tryck på omkring 70 bar, där kokpunkten ligger på cirka 286 °C. Ångan leds genom ångseparatorer ovanför härden och går sedan direkt till turbinen. Fördel: Konstruktionen är enklare med bara en krets. Nackdel: Turbinanläggningen blir svagt radioaktiv under drift, eftersom ångan har passerat reaktorhärden.

Tryckvattenreaktor i Ringhals

I en tryckvattenreaktor hålls vattnet under ett tryck på 155 bar, vilket gör att det inte kokar trots att det värms från 284 till 323 °C. Det heta vattnet leds till ånggeneratorer, stora värmeväxlare där värmen överförs till en sekundärkrets med lägre tryck. Där kokar vattnet och ångan driver turbinen.

Fördel: Turbinanläggningen är inte radioaktiv, eftersom vattnet i sekundärkretsen aldrig passerar reaktorn. Nackdel: Ånggeneratorerna gör konstruktionen mer komplex och kan drabbas av korrosion.

Turbinaxeln är kopplad till en generator som omvandlar rörelseenergin till el. Efter turbinen kondenseras ångan till vatten igen, som sedan pumpas tillbaka för att värmas upp på nytt. Den termiska verkningsgraden är cirka 33 procent i båda reaktortyperna, vilket betyder att en tredjedel av värmen blir el medan resten kyls bort.

Varför ligger kärnkraftverken vid havet?

Två tredjedelar av värmen från reaktorn blir inte el och måste ledas bort. Alla svenska kärnkraftverk ligger vid kusten för att kunna kyla kondensorerna med havsvatten. Vid Oskarshamn 3 används cirka 55 kubikmeter havsvatten per sekund. Vattnet släpps ut igen ungefär tio grader varmare.

I många andra länder används kyltorn, de stora betongtorn som ofta förknippas med kärnkraft. De vita molnen över ett kyltorn består av kondenserad vattenånga och inte av rök eller radioaktiva utsläpp. Svenska kärnkraftverk behöver inga kyltorn tack vare kustläget.

Säkerhetssystem och försvar på djupet

Säkerheten i ett kärnkraftverk bygger på principen försvar på djupet, med flera oberoende barriärer och system. Varje del ska kunna hindra en olycka på egen hand om de andra slutar fungera.

Barriärerna mellan bränslet och omgivningen

• Bränslet: Kutsarna av urandioxid är keramiska och smälter först vid omkring 2 800 °C. De håller kvar det mesta av klyvningsprodukterna.
• Kapslingsrören: Rör av zirkoniumlegering omsluter kutsarna och håller radioaktiva gaser inne.
• Reaktortanken: Ett tryckkärl med decimetertjocka stålväggar håller kylvattnet under tryck.
• Inneslutningen: En kraftig konstruktion av betong med en tät stålplåt omger reaktorn och ska hålla kvar radioaktiva ämnen om ett rör går sönder inne i reaktorbyggnaden.
• Nödsystemen: Nödkylsystem, dieselgeneratorer och batterier tar över om ordinarie system slutar fungera.

Efter olyckan i Fukushima 2011 krävde Strålsäkerhetsmyndigheten att alla svenska reaktorer skulle få en oberoende härdkylning. Systemen var på plats vid utgången av 2020 och ska kunna kyla härden i 72 timmar utan ström eller vatten utifrån. Styrstavarna kan föras in på några sekunder. Reaktorn stängs av automatiskt om mätvärdena avviker från det normala.

Vad händer med det använda bränslet?

Ett bränsleelement sitter i reaktorn i omkring fem år innan det är förbrukat. Det använda bränslet är mycket radioaktivt och avger restvärme. Bränslet svalnar därför först i en bassäng vid kraftverket innan det transporteras till Clab, det centrala mellanlagret i Oskarshamn.

I Clab ligger i dag omkring 8 000 ton använt kärnbränsle i vattenfyllda bassänger, där radioaktiviteten och värmeutvecklingen avtar under 30 till 40 år. Slutförvaringen ska ske med KBS-3-metoden, där bränslet kapslas in i koppar, bäddas in i bentonitlera och placeras 500 meter ned i berggrunden vid Forsmark. Bygget av förvaret startade i januari 2025. Lågaktivt driftavfall som kläder, filter och verktyg går till SFR, som också ligger i Forsmark.

Nyckeltal för svensk kärnkraft

Tabellen visar de viktigaste siffrorna för svensk kärnkraft i dag. Alla värden gäller de sex reaktorer som är i drift.

Nyckeltal	Värde
Reaktorer i drift	6, varav 4 kokvattenreaktorer och 2 tryckvattenreaktorer
Sammanlagd nettoeffekt	Knappt 7 000 MW
Elproduktion 2025	45 TWh, omkring 27 procent av Sveriges elproduktion
Kylvatten vid Oskarshamn 3	Cirka 55 kubikmeter per sekund
Utsläpp sett över livscykeln	Omkring 5 till 6 gram koldioxid per kWh

Vanliga frågor om hur ett kärnkraftverk fungerar

Hur mycket el producerar ett kärnkraftverk?

En stor reaktor som Oskarshamn 3 har en nettoeffekt på 1 450 MW. Forsmarks tre reaktorer producerar omkring 25 TWh per år och Ringhals två reaktorer omkring 17 TWh per år.

Hur länge kan ett kärnkraftverk vara i drift?

Reaktorerna i Forsmark och Ringhals är i dag planerade för 60 års drift. Vattenfall tog i juni 2024 ett inriktningsbeslut om att förlänga drifttiden till 80 år, vilket innebär drift in på 2060-talet.

Hur mycket uran går åt i ett kärnkraftverk?

En tryckvattenreaktor i Ringhals har 157 bränsleelement. Ungefär en femtedel av dem byts vid varje årlig revision. Ett kilo naturligt uran ger efter anrikning ungefär lika mycket el i en lättvattenreaktor som 14 000 kilo kol.

Kan en reaktor explodera som en atombomb?

Nej, en kärnreaktor kan inte explodera som en kärnvapenladdning. Bränslet i en svensk reaktor är anrikat till 3 till 5 procent uran-235, medan kärnvapen kräver uran som är anrikat till omkring 90 procent. Olyckor kan däremot leda till ångexplosioner, vätgasexplosioner och härdsmälta, som i Tjernobyl och Fukushima.

Fungerar små modulära reaktorer på samma sätt?

Ja, de flesta små modulära reaktorer bygger på samma princip med vatten, ånga, turbin och generator. Videberg Kraft valde i juni 2026 Rolls-Royce SMR, en tryckvattenreaktor på 470 MW, för tre reaktorer vid Ringhals som ska ge omkring 12 TWh per år.

Vem äger de svenska kärnkraftverken?

Vattenfall äger 66 procent av Forsmark och 70,4 procent av Ringhals, medan resten ägs av Mellansvensk Kraftgrupp och Unipers bolag Sydkraft Nuclear Power. Oskarshamns kärnkraftverk drivs av OKG, som ägs av Uniper till 54,5 procent och av Fortum till 45,5 procent.