Tipsa en vän om en artikel

”Låt oss bygga världens säkraste kärnkraftverk”

DEBATT. Det går att redan nu att dra två slutsatser efter jordbävningskatastrofen i Japan; utslagning av strömförsörjningen och närvaron av vätgas har påverkat olycksförloppet mycket negativt.

Annons

Sverige borde därför införa ett passivt reservsystem för kylning samt byta ut zirkoniumlegeringen i bränslekapslarna till ett mera hållfast och oxidationssäkert material, skriver Niklas Lindhe.

Vad som hänt i reaktorerna i Japan efter jordbävningskatastrofen är ännu inte klarlagt, men det går att dra två slutsatser redan nu; utslagning av strömförsörjningen och närvaron av vätgas har påverkat olycksförloppet mycket negativt. Att reaktorerna saknade system för kontrollerad och filtrerad tryckavlastning av inneslutningen till atmosfären kan också ha spelat en avgörande roll i förloppet.

Svenska reaktorer har idag tryckavlastning, men saknar passiva kylreservsystem, både för härd och för bassänger för använt kärnbränsle, och använder bränslekapsling av zirkoniumlegering, som vid överhettning i kontakt med vattenånga skapar vätgas.

Komplettering med en passiv elkraftoberoende kylning som reserv i lågtrycksnödkylsystemet är en billig katastrofförsäkring.

En ”blackout” vägs idag till något mindre än en fjärdedel som orsak till felsituationer som kan ge härden skador. En långvarig ”blackout” väger nog tyngre som orsak till stora haverier på härden.

De termiska lättvattenreaktorerna som används i Sverige har en grundläggande och betryggande säkerhet för att stoppa kärnklyvningen då vattnet fungerar både som kylmedel och moderator. Skulle reaktorstopp med styrstavar och injiceringen av bor misslyckas, och förlust av reaktorhärdens kylning samtidigt ske, så avstannar kärnklyvningen.

I Tjernobyl var reaktorn av en helt annan grundkonstruktion med fast grafit som moderator i härden, vilket i kombination med andra säkerhetsbrister, möjliggjorde en explosionsartad effektökning med sprängning av härden som följd.

Kärnklyvningen stoppades i Japan, men lättvattenreaktorns akilleshäll är att resteffekten i bränslet, från sönderfall av klyvningsprodukter från själva kärnklyvningen, ställer krav på kylning under ganska lång tid efter avställning. Direkt efter avställning, är resteffekten mellan 5-10 procent, efter några dagar kring 1procent och efter ett år kring 0,1procent av reaktorns normala effekt.

Vatten som kylmedel har i denna avstängningsfas klara brister, då det kokar bort om inte strömning, tryck och temperatur kan vidmakthållas. För detta fordras idag i svenska reaktorer ett aktivt system som kräver elkraft. Reservbatteriet räcker inte mer än en kortare period för att kyla bort den restvärme som i sig är tillräcklig för att smälta bränslekapslingen inom relativt kort tidsrymd – mindre än ett dygn.

Verkens svaghet är beroendet av extern strömmatning. Väckarklockorna har infunnit sig, dels i Forsmarkincidenten 2006 och från senare reaktorsäkerhetsstudier i USA av risker med ”blackouts”. När den externa strömmatningen fallerar kan verket självt skapa sin elkraft, så kallad husturbindrift, men i vissa situationer måste reservkraftsystem i form av dieslar och gasturbiner användas. Om även dessa fallerar och verket blir helt strömlöst, finns batterisystem som klarar att snabbstoppa verket och säkra inneslutningen.

Behovet av ett aktivt kylsystem är en fundamental säkerhetsbrist som det borde finnas goda förutsättningar att bygga bort.  En reaktor under normal drift arbetar med ett tryck på runt 70 bar (trycket av 700 meter vattenpelare). I vissa situationer behålls detta arbetstryck även efter ett snabbstopp och efter stängning av reaktorinneslutningen. Men vid snabbstopp initierade av allvarliga störningar, som avbrott i kylningen av reaktorhärden, eller att verket står utan ström, sker en stängning av inneslutningen och avblåsning av reaktorinneslutningen vilket leder till att trycket sjunker snabbt.  Detta är helt nödvändigt för att de omfattande lågtrycksnödkylsystemen, med kapacitet att kompensera för mycket stora förluster av kylvatten, ska kunna verka. Trycknedtagningen medger att ett passivt trycksatt kylmedium från vattentorn på mellan 50 och 100 meter höjd och med rejäl kylreserv rimligen borde kunna träda in för kylning av härden som en reserv i lågtrycksnödkylsystemet, eventuellt  med ett kompletterande system för dränering av inneslutningen för att säkerställa värmetransport.

Ett (nära) passivt system med stora kylreserver skulle även spela en väsentlig roll för att säkerställa kylning av bassängerna för använt bränsle, som även de är beroende av ett aktivt kylsystem.  Detta anses tillräckligt då bassängerna har en stor kylreserv i sig och eftersom alternativa metoder för att säkerställa kylningen skulle kunna uppbringas inom rimlig tid om aktiva kylningen fallerar.

Lärdomen från Japan är dock att utrymmet ovanför reaktorn kanske inte är tillgängligt för att manuellt få fram reservkylning och att sprinklersystem med mera kan bli helt utslaget. Säkerheten för kylning av bränslebassängerna måste helt enkelt förbättras, för att minimera risken för spridning av den stora mängden radioaktiva material som finns upplagrat.

Zirkoniumlegering som kapslingsmaterial för bränsleelementen borde rimligen varit urfasad för flera år sedan. Legeringen har egenskaper som gör att vätgas bildas om ånga möter metallen vid höga temperaturer. Snabb oxidation i legeringen (brand) underhålls också av syret i uranoxiden. Oxidation av legeringen skapar i en fas mer värme än restvärmet i uranet och förstärker härdsmältningsförloppet. Vätgasbildning är ett säkerhetsproblem i kärnkraftverken och omfattar en kedja av säkerhetssystem i sig, men kan om dessa fallerar, resultera i explosioner som kan skada reaktorinneslutningen.

Zirkoniumlegering innebär också en helt onödig säkerhetsrisk i hanteringen av det använda bränslet.

Det finns alternativa kapslingsmaterial, till exempel rostfritt stål (prov i kraftreaktorer har gjorts i USA i slutet av 70-talet) eller användning av material som keramer (SiC).

Utveckling av keramisk bränslekapsling för dagens lättvattenreaktorer har en stor potential att minska risken för härdskador och kan dessutom vara mycket lönsam för industrin, då ökad utbränning medges. Tekniken är inte mogen idag, men med ett accelererat utprovningsprogram bör den vara tillgänglig inom kanske fem år.

Min förhoppning är att detta inlägg kan skapa en diskussion om hur säkerheten kan förbättras i den existerande svenska reaktorflottan och bränslehanteringen.

Jag vågar påstå att Oskarshamns 1 som byggdes i början av 70-talet, modifierat för stöd av (nästan) passiv reservkylning och med mera hållfast och oxidationssäker bränslekapsling, är en säkrare reaktor än den generation 3 reaktor som byggs i Finland.

Utmana gärna detta påstående!

Niklas Lindhe

Ny Tekniks dagliga nyhetsbrev - Teckna nu, kostnadsfritt!

Kommentarer

Debattinlägg blir automatiskt tillgängliga för andra användare så snart den som skrivit ett inlägg har publicerat det. Var och en ansvarar själv för innehållet i sina inlägg.

Det går inte längre att kommentera denna artikel.

43 kommentarer Sortera: Äldsta överst

5
5
43
Nu visas kommentar 1-5
Visa fler kommentarer:
Startsidan
Elev med räknehäfte och mattebok

Underkänt för Mattekommissionen

Microsoft, spelföretaget Dice och KTH var med och startade Mattekommissionen för 2,5 år sedan. Men initiativet rann ut i sanden. 2 kommentarer

Apples logotyp på husfasad

Nu ska Apple göra militärens prylar

TEKNIKSVEPET. Apple ska samarbeta med Pentagon, Kinas nätcensur igång och Minecraft-grundaren är olycklig som miljardär. Här är ett urval av de senaste tekniknyheterna.

Adelsdamen som blev datorpionjär

Adelsdamen som blev datorpionjär

TEKNIKHISTORIA. Hon skrev en algoritm för en mekanisk dator och förutsåg datorns möjligheter som allmän problemlösare. 17 kommentarer

Ny teknik ska
stoppa terror

Ny teknik ska stoppa terror

Polisen och Säpo måste hänga med i teknikutvecklingen. Regeringen vill se över de hemliga tvångsmedlen.

Anders Ygeman (S) presnterar regeringens åtgärdspaket mot terrorism

Spiontrojan kan bli polisens nya verktyg

Inrikesminister Anders Ygeman nämnde i dag förslaget "hemlig dataavläsning" som ett möjligt sätt att stoppa terrorattentat i Sverige.

LÄRARKRISEN
Pengar

Ingenjör tjänar 20 000 mer än ämnesläraren

Oavsett hur man räknar är det lönsammare att plugga till ingenjör än till lärare. Ny Teknik har gått igenom lönestatistiken. 43 kommentarer

Bo Jansson, ordförande i Lärarnas Riksförbund

”Löneskillnad orsak till dagens lärarbrist”

Bo Jansson, Lärarnas Riksförbund, är tveksam till att reformerna för att få fram fler lärare är tillräckliga. 14 kommentarer

Camilla Frankelius, förhandlingschef på Sveriges Ingenjörer

Facket: ”Inrätta snabbspår för erfarna ingenjörer”

Camilla Frankelius, förhandlingschef på Sveriges Ingenjörer, anser också att lärarnas löner uppenbart är för låga. 10 kommentarer

Paolo Macchiarini, läkare på KI

KI-professor frias från fuskanklagelse

Den kirurg på Karolinska Institutet som opererat in konstgjorda luftstrupar på flera patienter har inte gjort sig skyldig till forskningsfusk. 7 kommentarer

Annons
Sista chansen till smartaste hemmet

Sista chansen till smartaste hemmet

Har du Sveriges smartaste hem? Anmäl dig senast 4 september till Ny Tekniks tävling.

25 kvadrat av smarta lösningar

25 kvadrat av smarta lösningar

KTH-studenten Benjamin Hendler totalrenoverade sin studentbostad och passade på att bygga smarta lösningar. 6 kommentarer

ÅTERVINNING I USA
Bostäder byggs av gamla sopor

Bostäder byggs av gamla sopor

Avfall återanvänds till självförsörjande bostadshus. Ny Teknik har besökt öknen där visionen håller på att förverkligas. 12 kommentarer

Flera testar jordskepp i Sverige

Men många har valt att modifiera husen. 6 kommentarer

Han började experimentera med ölburkar

Han började experimentera med ölburkar

Mannen bakom jordskeppen hatar kärnkraft, ser banker som utsugare och brinner för att ge människor ett billigt boende. 5 kommentarer

Laddning av elbil i Norge

Snabbladdarna ökar stort

Antalet snabbladdare för elbilar ökar förvånansvärt snabbt i Sverige. Men normalladdarna halkar efter. 48 kommentarer

Facebooks grundare MArk Zuckerberg

En miljard inloggade på Facebook

TEKNIKSVEPET. Facebook når en miljard användare, fåglar tar plats i webbkamera och svenska polisen ska bli bättre på nätet. Här är senaste tekniknyheterna. 4 kommentarer

Ja till 750 meter
långa godståg

Ja till 750 meter långa godståg

Trafikverket säger ja till längre och tyngre godståg i delar av järnvägsnätet. Resultatet kan bli 20 procent lägre godskostnader. 39 kommentarer

Hör elbilens nya varningsljud

Hör elbilens nya varningsljud

En riktad ljudsignal varnar fotgängare när elbilen Nissan Leaf närmar sig. Här kan du höra hur det låter. 100 kommentarer

Joakim Landström, ragnsells

Miljarder kronor finns på soptipp

På gamla soptippar i Sverige finns metaller som bedöms vara värda mellan 50 och 75 miljarder kronor. 30 kommentarer

Porträtt av Gunvor G Ericson

”Viktigt få till ökad återvinning”

Det är viktigt att öka återvinningen av material. Men vilka förändringar av deponiskatten som regeringen är beredd att genomföra är för tidigt att uppge. Det säger statssekreteraren på miljödepartementet.

Vid utgrävningen av soptippen Kudjape på Ösel användes grävskopa för att lägga avfallet i en trumsikt som sorterade soporna efter storlek.

Forskning visar att bättre metoder krävs

Obehagliga överraskningar kan dyka upp. Det visar ett forskningsprojekt i Estland. 3 kommentarer

Ta bort skatt som minskar återvinningen

Ta bort skatt som minskar återvinningen

Hur smart är det att värdefulla metaller och andra ändliga resurser ligger begravda i soptipparna? 4 kommentarer

Elbil laddas i Norge

Önskas: fler snabbladdare

Bristen på snabbladdare sätter käppar i hjulen för familjer som semestrar i elbil. Det berättar Ny Tekniks läsare. 73 kommentarer

Vad skulle få dig att skaffa elbil?

Se resultatet
  • Längre räckvidd 29%
  • Fler laddstationer 8%
  • Lägre pris 64%
Rösta
Nissan leaf på laddning

Elbils-semestern slutade i panik

Hemresan blev dramatisk när familjen testade att ta elbilen till landet för första gången. Nu har de en strategi som fungerar. 74 kommentarer

De tog elbilen till Neapel

1 000 mil och 11 länder på 30 dagar. Bränslenotan: 0 kr. Familjen Bergfeldt från Skövde har elbilat rejält i sommar. 110 kommentarer

Google-logga bakom förstoringsglas

Google värvar via dina sökningar

TEKNIKSVEPET. Sökning kan ge jobberbjudande, Windows 10 fortsätter sitt segertåg. Här är de senaste tekniknyhetrna.

Windows 10meny med Microsoft-logga

Windows 10 kan läcka myndigheters data

För att inte sprida känslig information bör myndigheter ha regler för Windows 10. Det menar Datainspektionen. 42 kommentarer

Ritning visas upp på surfplatta

Windows 10 på jobbet dröjer

Microsoft tror att företagsanvändningen tar fart i vår. 5 kommentarer

tesla längs med vägen med en påklistrad "slow"-skylt

Nytt Tesla-rekord: 728 kilometer på en laddning

Teslan ska ha en räckvidd på 407 km, enligt tillverkaren. En norsk programmerare körde 728 km. 52 kommentarer

Gör din röst hörd i Ny Teknik

Gör din röst hörd
i Ny Teknik

Hör av dig till vår debattredaktör Cecilia Laurén.

Så skriver du en debattartikel

Så skriver du en debattartikel

Sex smarta skrivtips.

Senaste nytt med Topplista

Mats Lewan och Helen Ahlbom, Ny Tekniks it och telekomreportrar.

Missa inga krönikor

Läs Mats Lewans och Helen Ahlboms krönikor om it-och telekom. Här hittar du hela det digitala arkivet med alla våra krönikörer.

jobb272 st

Utvalda lediga chefsjobb

Annons
Annons

Senaste videoklippen

Kassettmellotron

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se