”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
Verktyg

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
krigsfartyg

Svensk jagare byggd för kärnvapenkrig

TEKNIKHISTORIA. Efter det andra världskrigets slut hade Sverige Östersjöns starkaste flotta. Men en del av fartygen var gamla. 2 kommentarer

Effektiv metod:
Utvinna vätgas 
ur vattenånga

Effektiv metod: Utvinna vätgas ur vattenånga

En metod att med hög verkningsgrad utvinna vätgas ur vattenånga har utvecklats i Frankrike. 112 kommentarer

Dansk rapport: Vindsnurror som grannar sänker huspriser

Att bo granne med en vindsnurra sänker priset på ens egendom. Det hävdar danska forskare.

Göran Grimvall.

Knäck Grimvalls nöt – vinn ett pris!

Knäck Grimvalls 
nöt – vinn ett pris!

MINIPROBLEMET. Knäcker du professornsjulnöt så är du inte bara jäkligt vass – du har chansen till ett fint pris också!

Avfallsavgift för kärnkraftverk fördubblas

Nu blir det dyrare för kärnkraftsbolagen att producera el. 103 kommentarer

PTS gör fler spionanalyser

PTS gör fler spionanalyser

PTS har inte hittat några avvikelser i radiomiljön. ”Men vi kommer att göra om testkörningarna”, säger Jonas Wessel på PTS. 14 kommentarer

Svensk polis använder falska basstationer

Svensk polis använder själva IMSI-fångare. Om man har sådan utrustning placerad i området kring Rosenbad, vill Rikspolisstyrelsen inte kommentera. 13 kommentarer

Misstanken: Svenska regeringen avlyssnad

Avvikande trafikmönster uppmätt. 39

PTS: Flera möjliga felkällor

”Nu analyserar vi all data”, säger Jonas Wessel på PTS. 1

Hur fungerar den falska basstationen?

Räcker det att stänga av mobilen? Vad görs för att förhindra den här typen av avlyssning? Här finns några av svaren. 20 kommentarer

Annons
Per Ödling

Teleprofessor: Allt är den tekniska utvecklingens fel

Professor Per Ödling räknar med att snart bli överflödig som lärare. Och allt är den tekniska utvecklingens fel. 24 kommentarer

Volvos laddhybridbuss

Laddhybridbuss från Volvo i drift

Laddhybridbussen Volvo 7900 Electric Hybrid rullar för första gången i kommersiell trafik. 36 kommentarer

Race ger elbilen ett operativsystem

Race ger elbilen ett operativsystem

Elbilen som har ett enda operativsystem för alla funktioner har sett dagens ljus. Operativsystemet kallas Race. 10 kommentarer

Strömmande video ur backspegeln

Strömmande video ur backspegeln

Cadillac lanserar nästa år backspeglar som visar strömmande video av vad som händer bakom bilen. 15 kommentarer

Svensk kärnbränslehantering (SKB) ansöker om att få bygga sex bergssalar för kärnavfall utanför Forsmark.

Sex nya bergrum för kärnavfall i Forsmark

Svensk kärnbränslehantering (SKB) ansöker om att få bygga ut Slutförvaret av kortlivat radioaktivt avfall. 2 kommentarer

Fordonsgas från skogen

Fordonsgas från skogen

Göteborg Energi har börjat producera biogas från skogsrester i stor skala. 38 kommentarer

Iphone 7?

Redo för Iphone 7?

TEKNIKSVEPET. Här är ett urval av de senaste tekniknyheterna. 13 kommentarer

Så nära var det att planen kolliderade

Så nära var det att planen kolliderade

GRAFIK. ”Även för stridspilot en väldigt kort tid att reagera på” uppger Flygvapnets insatsledare. 42 kommentarer

Ryskt plan i incident vid Bornholm

SAS-plan på kollisionskurs med ett ryskt signalspaningsplan med avslagna transpondrar. 11 kommentarer

Projektchefen: Fokus på att 
få igång Förbifart Stockholm

Projektchefen: Fokus på att få igång Förbifart Stockholm

Exakt när Förbifart Stockholm drar igång och hur mycket frysningen har kostat, kan projektchefen ännu inte svara på. 8 kommentarer

Nystart för omstridd motorväg

Frysningen av Förbifart Stockholm upphävs. Nu ska Trafikverket undersöka kollektivtrafikens framkomlighet. 27 kommentarer

”Glädjande att regeringen kommit till insikt”

Jubel över byggstarten blandas med kritik mot pengaslöseriet under frysningen. 10

”Oansvarigt att bygga Förbifarten”

DEBATT. Obegripligt att anslå 30 miljarder till bygget, skriver Karin Svensson Smith (MP). 158

Julgran

Skyddsgrupp varnar för gift i julgranar

Den tyska naturskyddsorganisationen Bund har hittat bekämpningsmedel i hälften av de julgranar som undersökts i landet. 1 kommentar

Straffet för att ladda ner en film från en piratsajt ska vara 50 dagsböter.

”Bara pöbeln som åker fast”

LÄSARKOMMENTARER. Varför ska bara vanliga människor som använder Pirate Bay drabbas? Läsarna gick igång på HD-dom om piratfilm. 25 kommentarer

HD: Så hög är boten för en piratfilm

För första gången har högsta domstolen slagit fast vad det kostar att ladda ner en enda film med piratkopiering. 81 kommentarer

Släckstav

Brandmännnens nya vapen: Släckstaven

Varma aerosoler stoppar snabbt branden - utan sanering. 25 kommentarer

JR Tokais testbana för maglevtåg i Yamanashi är 42,8 km.

Japanska maglevbanan börjar byggas

Järnvägsbolaget JR Tokai inledde på onsdagen bygget av magnettågbanan mellan Tokyo och Nagoya. Trafiken ska starta 2027. 9 kommentarer

New York förbjuder fracking

Säger nej trots stora gasförekomster. 8 kommentarer

Mobiloperatören som tillåter folk spara surf

Operatör chockar marknaden genom att låta sina kunder spara sin datamängd som ingår i månadsabonnemanget. 19 kommentarer

Tele2 och Telenor säger nej till sparad surf

Anser inte att frågan med sparad surf är viktigast för kunderna. ”Tycker vi har ett starkt erbjudande.” 3

Svenska operatörer: Sparad surf inget för oss

Svenska mobiloperatörer planerar inte att ta efter idén där kunderna tillåts spara sin datamängd. 22

Bussladdning

Scania testar trådlös laddning

Bussen förses med induktiv batteriladdning.

Efterlysning: Sveriges 33 
hetaste nya teknikbolag
33-listan

Efterlysning: Sveriges 33 hetaste nya teknikbolag

För åttonde året går Ny Teknik och Affärsvärlden på jakt efter entreprenörerna som vill lyfta både sina företag och Sverige som innovationsland. Nu vill vi ha din hjälp.

Susanna Baltscheffsky

Hitta morgondagens överraskningar

LEDARE. Nominera till 33-listan du också. 2 kommentarer

Atlas Antibodies

Succébolagets bästa tips för att lyckas

Atlas Antibodies har lyckats gå med vinst efter två år.

Nominera ditt favoritföretag

Var med och skapa årets mest relevanta lista. 2 kommentarer

Har du googlat ”Varför sopsortera?” under 2014?

Har du googlat ”Varför sopsortera”?

I dag presenterade Google Sverige topplistorna över årets svenska söktrender. 1 kommentar

Startup

Lär dig koda startup-språket

Här är vad de unga it-entreprenörerna egentligen menar med ord som ”serieentreprenör” och ”positivt kassaflöde”. 5 kommentarer

Erica Elimää, PT på Sats.

Forskarlarm: Nanosilver skadar celler

”Alarmerande” säger forskare. Nervceller i hjärnan och ögonen påverkas. 25 kommentarer

Drönare

Se upp med det här när du flyger

Ny Teknik reder ut vad du måte ha koll på när du ger dig ut med din drönare. 25 kommentarer

Ritningarna över den första 
automatiska diskmaskinen

Ritningarna över den första automatiska diskmaskinen

TEKNIKHISTORIA. Vad gör man när tjänstefolket slår flisor ur finporslinet och man inte vill sköta disken själv? Societetsdamen Josephine Cochrane visste råd: hon uppfann världens första automatiska diskmaskin. 15 kommentarer

Reningsverkets hemligheter
Under skalet reningsverk

Reningsverkets hemligheter

UNDER SKALET Här renas vatten till 880 000 människor i ett komplicerat system av bassänger, filter och maskiner. 12 kommentarer

Kaianders bästa seriestrippar
Kaianders bästa seriestrippar

Kaianders bästa seriestrippar

Du har väl inte missat Ny Tekniks finurlige serietecknare? Här är Kaianders Semplers senaste alster.

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.

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.

Senaste quizen

Alla våra quiz

jobb176 st

Utvalda lediga chefsjobb

Annons
Annons

Senaste videoklippen

Nominera till 33-listan

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se