En kärnsmälta, även känd som en kärnreaktor härdsmälta, inträffar när värmen som produceras av en kärnreaktorhärd överstiger systemets kylnings- och inneslutningskapacitet, vilket resulterar i allvarlig skada på reaktorhärden och potentiellt släpper ut stora mängder radioaktivt material i omgivande miljö. Här är en förenklad förklaring av de viktigaste stegen som leder till en kärnsmälta:

1. Systemfel eller olycka: En kärnsmälta börjar vanligtvis med ett systemfel eller en olycka som stör reaktorns normala drift. Exempel inkluderar förlust av kylvätskeflöde, fel i styrsystem eller mänskliga fel.

2. Förlust av kylning: I en tryckvattenreaktor (PWR), som är en vanlig typ av kärnreaktorer, kan en förlust av kylvätska uppstå på grund av ett rörbrott, pumpfel eller andra händelser. När kylvätskan går förlorad minskar vattennivån i reaktorhärden, vilket exponerar kärnbränslestavarna.

3. Ökning i bränsletemperatur: Eftersom bränslestavarna inte längre kyls ordentligt börjar deras temperatur stiga snabbt. Denna temperaturökning kan få bränslestavarna att skeva, smälta och splittras, vilket släpper ut klyvningsprodukter i den omgivande inneslutningsbyggnaden.

4. Generering av Steam: De höga temperaturerna förångar allt kvarvarande vatten i reaktorhärden, vilket genererar stora mängder ånga. Denna ånga utövar ett betydande tryck på reaktorns inneslutningsstruktur.

5. Inneslutningsfel: I extrema fall kan trycket inuti inneslutningsbyggnaden överskrida dess designgränser, vilket leder till strukturella fel och ett brott mot inneslutningen. Detta misslyckande gör att radioaktiva gaser och partiklar släpps ut i den omgivande miljön.

6. Miljöförorening: De frigjorda radioaktiva materialen kan spridas genom luften, vattnet och marken, vilket potentiellt förorenar ett brett område och utgör en hälsorisk för människor och vilda djur i närheten.

7. Långsiktiga konsekvenser: Strålningen som släpps ut vid en kärnsmälta kan ha långvariga effekter på miljön och människors hälsa. Sanering och återhämtning från kärnsmältningar kan vara komplexa, kostsamma och kan ta årtionden eller till och med århundraden.

Det är viktigt att notera att säkerhetssystemen och designen av moderna kärnreaktorer innehåller flera lager av redundans och säkerhetsåtgärder för att förhindra och mildra potentiella härdsmältningar. Dessa händelser är dock fortfarande ett problem, och lärdomar från kärnsmältningar, som de som inträffade i Tjernobyl och Fukushima, är avgörande för att förbättra säkerheten och tillförlitligheten hos kärnkraftverk över hela världen.