restvarme (kjernereaktor)

Restvarme er varme som fortsatt utvikles i en kjernereaktor etter at reaktoren er slått av. Denne varmen kan skade reaktoren hvis den ikke ledes bort og kan i verste fall medføre en kjernefysisk nedsmelting.

Så lenge fisjonsprosessen pågår i en kjernereaktor dannes en rekke sterkt radioaktive isotoper, hovedsakelig fisjonsproduker med kort levetid. Disse brytes til dels raskt ned under utsendelse av alfa-, beta- og gammastråling. Energien i denne strålingen blir omgjort til termiske bevegelser av atomer, det vil si til varme.

I en reaktor som har vært i produksjon over en lengre periode, vil restvarmen utgjøre cirka 6,5 prosent av den energien som ble produsert da reaktoren var i drift. Siden mange av de radioaktive elementene har en svært kort halveringstid, avtar strålingen raskt og etter rundt én time faller avgitt restvarme til cirka 1,5 prosent av den tidligere reaktorytelsen. Etter en dag faller restvarmen til 0,4 prosent og etter en uke til 0,2 prosent. Noen av de radioaktive isotopene har også lange halveringstider slik at det brukte kjernebrenselet fortsetter å avgi varme i flere år etter at det er fjernet fra reaktoren. Brukt kjernebrensel må derfor lagres i mange år, ofte 10–20 år, i et vannbad før de kan behandles videre. Et typisk brukt brensel vil etter ett år avgi omtrent 10 kW restvarme per tonn, avtakende til omtrent 1 kW etter 10 år.

Restvarmen kan i den første tiden utgjøre et betydelig problem for reaktoren. For eksempel vil et kjernekraftverk med en elektrisk ytelse på 1000 MW produsere cirka 3000 MW varme når den er i drift. Etter avstengning vil restvarmen da utgjøre 195 MW, fallende til 45 MW etter en time. Hvis ikke denne varmen ledes bort, er dette nok til å påføre reaktoren store skader og restvarmen utgjør således et stort sikkerhetsproblem.

Restvarme utvikles også naturlig i Jordens indre som følge av radioaktiv nedbrytning av langlivede radioaktive isotoper av thorium, uran og kalium som finnes i Jorden og som har vært der siden dens tilblivelse. Denne prosessen er en viktig kilde til å opprettholde den geotermiske varmen.