Kärnbränsle från urangruva till reaktor

De svenska kärnkraftverken förbrukar 1 500 till 2 000 ton uran per år. Allt uran köps på världsmarknaden och kommer främst från Kanada, Australien, Namibia och Kazakstan. Anrikningstjänsterna köps i huvudsak från Frankrike, Nederländerna och Storbritannien, medan bränsleelementen tillverkas bland annat av Westinghouse i Västerås. På vägen från urangruvan till reaktorn bryts uranet, omvandlas till gas, anrikas och pressas till bränslepellets.

Kärnbränsle i siffror

Vad är kärnbränsle?

Kärnbränsle är det material som driver kärnreaktorer genom kärnklyvning. När en neutron träffar en atomkärna av uran-235 klyvs kärnan och frigör stora mängder energi i form av värme. Samtidigt sänds nya neutroner ut som kan klyva fler kärnor i en kedjereaktion. Värmen gör vatten till ånga som driver turbiner och generatorer.

En enda uranpellets, stor som en fingertopp, ger ungefär lika mycket energi som ett ton kol. Kärnbränslets höga energitäthet gör att kärnkraften kan producera stora mängder el från en liten mängd bränsle.

Från gruva till reaktor steg för steg

1. Uranbrytning

Uran utvinns med tre huvudsakliga metoder:

• Lakning på plats (ISL): Metoden stod för över hälften av världens uranproduktion 2024. En sur eller basisk lösning pumpas ned i den uranförande malmzonen och löser upp uranet. Lösningen pumpas upp till ytan igen, där uranet tas tillvara. Nästan all brytning i Kazakstan och Uzbekistan sker med lakning på plats, som också ger personalen lägre stråldoser än vanlig gruvdrift.
• Underjordsgruvor: Brytning under jord används för djupt liggande fyndigheter. Cigar Lake i norra Saskatchewan i Kanada är världens rikaste urangruva med en genomsnittlig halt på 16,33 procent U₃O₈. I samma region ligger McArthur River, världens största gruva för höghaltigt uran. Australiens Olympic Dam är också en underjordsgruva, där uranet utvinns tillsammans med koppar.
• Dagbrott: Brytning i dagbrott används för fyndigheter nära ytan. Husab och Rössing i Namibia var två av världens tio största urangruvor 2024.

Oavsett metod blir slutprodukten ett urankoncentrat (U₃O₈), som på engelska kallas yellowcake. Urankoncentratet går sedan vidare till konvertering.

2. Konvertering

Vid konverteringen omvandlas urankoncentratet till uranhexafluorid (UF₆). Uranhexafluorid är fast vid rumstemperatur men blir gas när den värms upp. Gasformen behövs i nästa steg, anrikningen. Kommersiella konverteringsanläggningar finns i Kanada, Kina, Frankrike, Ryssland och USA.

3. Anrikning

Naturligt uran innehåller bara 0,7 procent uran-235, som är den isotop som kan klyvas. För att uranet ska fungera som bränsle i lättvattenreaktorer som de svenska behöver halten uran-235 ökas till 3 till 5 procent. Anrikningen sker i centrifuger som snurrar med 50 000 till 70 000 varv per minut och drar nytta av den lilla viktskillnaden mellan uran-235 och uran-238.

Anrikningsmarknaden domineras av fyra bolag. Ryska Rosatom hade cirka 43 procent av världens anrikningskapacitet 2025, Urenco cirka 25 procent, kinesiska CNNC cirka 20 procent och franska Orano cirka 11 procent. De svenska kärnkraftverken köper sina anrikningstjänster främst från Frankrike, Nederländerna och Storbritannien.

4. Bränsletillverkning

Det anrikade uranet omvandlas till urandioxidpulver (UO₂) som pressas till små cylindriska bränslepellets. Pelletsen är knappt en centimeter i diameter och drygt en centimeter långa. Därefter sintras (bakas) pelletsen i en ugn vid cirka 1 750 °C och staplas i rör av zirkoniumlegering, så kallad kapsling. Kapslingen ska släppa igenom så många neutroner som möjligt, så att klyvningen blir effektiv. De fyllda rören kallas bränslestavar.

Bränslestavarna buntas ihop till bränsleelement. I kokvattenreaktorer sitter stavarna i ett rutnät på allt från 6 × 6 till 11 × 11, medan moderna tryckvattenreaktorer oftast har 17 × 17. En tryckvattenreaktor på 1 100 MW kan ha 193 bränsleelement med över 50 000 bränslestavar. Vid varje bränslebyte, som görs var 12:e till 18:e månad, byts vanligtvis en tredjedel eller en fjärdedel av härden.

5. I reaktorn

Ett bränsleelement används i reaktorn i ungefär fem år. Under den tiden klyvs uran-235 och ger värme. Samtidigt fångar en del uran-238 in neutroner och blir plutonium-239, som också klyvs. Över en tredjedel av energin i de flesta kärnkraftverk kommer från plutonium som bildas i reaktorn.

6. Använt bränsle

När det använda bränslet tas ur reaktorn är det högaktivt och avger fortfarande värme. Bränslet förvaras först ungefär ett år vid kraftverket och transporteras sedan med fartyget m/s Sigrid till Clab i Simpevarp utanför Oskarshamn. I Clab ligger bränslet i vattenbassänger cirka 30 meter under marken. Sverige har valt en öppen bränslecykel där det använda bränslet slutförvaras i berggrunden utan upparbetning. Frankrike och Ryssland upparbetar i stället bränslet och återvinner plutonium och uran. Även Kina har valt upparbetning.

Var bryts uran?

De tio största gruvbolagen stod 2024 för över 90 procent av världens uranproduktion. Statligt ägda bolag stod för mer än hälften av produktionen. Kazakstans statliga Kazatomprom var störst med 12 463 ton, följt av kanadensiska Cameco med 10 193 ton.

Ranstadsverket och den svenska uranbrytningen

Det finns stora mängder uran i den svenska berggrunden, men halterna är låga. De största samlade uranmängderna finns i alunskiffern. Under 1960-talet öppnades Ranstadsverket i Västra Götalands län, där cirka 200 ton uran utvanns under åren 1965 till 1969. Uranbrytningen i Ranstad lades ner eftersom den var olönsam.

Frågan om svensk uranbrytning har kommit tillbaka flera gånger sedan dess. År 2018 infördes ett förbud mot utvinning av uran i miljöbalken. Hösten 2025 beslutade riksdagen att ta bort förbudet mot uranbrytning. Förbudet upphörde den 1 januari 2026. Uran är nu åter ett koncessionsmineral och kan utvinnas både som huvudprodukt och som biprodukt vid annan gruvdrift.

Uranmarknaden efter Rysslands invasion av Ukraina

Rysslands invasion av Ukraina 2022 har förändrat handeln med kärnbränsle. I juni 2022 kom Westinghouse och det ukrainska kärnkraftsbolaget Energoatom överens om att fabriken i Västerås ska tillverka allt bränsle till Ukrainas reaktorer. USA förbjöd import av ryskt låganrikat uran från augusti 2024. Det amerikanska importförbudet gäller till 2040, men begränsade undantag kan ges fram till början av 2028.

I slutet av juni 2026 låg priset för anrikning i genomsnitt på omkring 200 dollar (cirka 2 010 kronor) per separationsarbetsenhet (SWU).

Vanliga frågor om kärnbränsle

Källor

• Energiföretagen Sverige: Uran som bränsle
• Analysgruppen: Bakgrundsrapport om uran
• World Nuclear Association: Världens uranproduktion per land
• World Nuclear Association: Anrikning av uran
• Cameco: Urangruvan Cigar Lake i Kanada
• Svensk Kärnbränslehantering: Mellanlagret Clab i Simpevarp
• Tidningen Energi: Så fungerar världshandeln med kärnbränsle
• Tidningen Syre: Så fungerar uranbrytning