En kokvattenreaktor (BWR, från engelskans Boiling Water Reactor) är en kärnreaktor där vattnet kokar direkt i reaktortanken och ångan driver turbinen. Kokvattenreaktorn är en lättvattenreaktor, vilket betyder att vanligt vatten (H₂O) används både som kylmedel och som moderator för att bromsa neutronerna.
Vid utgången av 2024 fanns 43 kokvattenreaktorer i drift i världen. I Sverige är Forsmark 1, 2 och 3 samt Oskarshamn 3 kokvattenreaktorer. Oskarshamn 3 är en av världens största kokvattenreaktorer med en maximal effekt på 1 450 megawatt.
Grundprincipen
I en kokvattenreaktor bildas ångan direkt i reaktorn. En tryckvattenreaktor (PWR) för i stället över värmen till en separat vattenkrets via ånggeneratorer. Kärnklyvningen i en kokvattenreaktor värmer vattnet i reaktortanken tills det kokar. Ångan leds sedan raka vägen till turbinen. Trycket i reaktortanken är omkring 7 megapascal, vilket motsvarar 70 gånger normalt lufttryck.
Huvudkomponenter och funktion
Reaktortanken
Reaktortanken är kokvattenreaktorns tryckkärl och innehåller härden med bränslet, styrstavarna som reglerar kärnklyvningen och vattnet som både kyler härden och bromsar neutronerna.
Bränslestavar
Bränslestavarna innehåller kutsar av urandioxid där halten uran-235 har anrikats till mellan 3 och 5 procent. Kutsarna är packade i omkring fyra meter långa rör. I en kokvattenreaktor sitter ungefär hundra bränslestavar i varje bränsleelement, som också kallas bränslepatron. När uranatomerna klyvs frigörs stora mängder energi som värmer vattnet.
Styrstavar
Styrstavarna innehåller grundämnet bor, som fångar upp neutroner. När styrstavarna skjuts in i härden minskar kärnklyvningen och därmed reaktorns effekt. I en kokvattenreaktor förs styrstavarna in underifrån.
Ångturbinen och generatorn
Ångan från reaktortanken leds till turbinanläggningen och får turbinen att rotera. Generatorn sitter på turbinens axel och alstrar el när axeln snurrar.
Kondensorn och kylsystemet
Efter turbinen kyls ångan i kondensorn och blir vatten igen. I de svenska kokvattenreaktorerna kyls kondensorn med havsvatten. Det kondenserade vattnet pumpas sedan tillbaka in i reaktortanken för att på nytt kyla härden.
Säkerhetssystem
Kokvattenreaktorer har flera säkerhetssystem för nödsituationer. De viktigaste säkerhetssystemen är:
- Snabbstopp: Vid ett snabbstopp skjuts alla styrstavar in i härden samtidigt med hjälp av högt vattentryck. Styrstavarna förs in på cirka fyra sekunder.
- Nödkylning: Nödkylningssystemen ska föra bort resteffekten, alltså värmen som bränslet avger efter avstängningen, om den vanliga kylningen av härden slutar fungera.
- Inneslutning: Reaktorn är omsluten av en inneslutning av spännkabelarmerad, metertjock betong med gastät plåt. Inneslutningen ska hindra radioaktiva ämnen från att nå omgivningen.
- Haverifilter: De svenska kärnkraftverken har haverifilter som kan sänka trycket i inneslutningen och filtrera bort radioaktiva ämnen vid ett utsläpp.
Utsläpp och avfall
Växthusgasutsläppen från kärnkraft är låga under hela livscykeln. I en kokvattenreaktor byts en femtedel av bränslet varje år, så varje bränsleelement sitter i reaktorn i fem år. Det använda bränslet står sedan minst ett år i en bassäng i reaktorbyggnaden. Därefter transporteras bränslet till mellanlagret Clab i Oskarshamn, där det ligger i väntan på Kärnbränsleförvaret i Forsmark.
Små modulära kokvattenreaktorer
BWRX-300 är en liten modulär kokvattenreaktor som kan producera upp till 300 megawatt el. Det kanadensiska kraftbolaget Ontario Power Generation fick i april 2025 tillstånd att bygga en BWRX-300 vid Darlington i Ontario. Målet är att reaktorn i Darlington ska vara ansluten till elnätet i slutet av 2030.
Källor
- Strålsäkerhetsmyndigheten: Så fungerar en kokvattenreaktor
- Strålsäkerhetsmyndigheten: Kärnbränsle
- Strålsäkerhetsmyndigheten: Inneslutningen i en kokvattenreaktor
- Ontario Power Generation: Små modulära reaktorer vid Darlington
- GE Vernova: Den lilla modulära kokvattenreaktorn BWRX-300
Hur fungerar ett kärnkraftverk?
Så fungerar en tryckvattenreaktor
Forsmarks kärnkraftverk
Oskarshamns kärnkraftverk
Olika typer av kärnreaktorer
Kärnsäkerhet i kärnkraftverk
Små modulära kärnreaktorer (SMR)
