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
Tygsäck skyddar flyg mot bomber

Tygsäck skyddar flyg mot bomber

En avancerad textilsäck kan skydda flygplan mot explosioner i bagaget. Svensk kompositexpert har deltagit i utvecklingen. 3 kommentarer

Fallucka för fartdårar

Fallucka för fartdårar

När du kör lagligt är vägbanan slät, för fartsyndarna fälls luckan ner. 66 kommentarer

De flesta av de boende i bostadsrättsföreningen Jublet i Stockholm kan bara ringa med mobilen om de går ut på balkongen. ”När vi tog upp problemet med Skanska för ett år sedan var det inte en så stor fråga. Men under det här året har Skanska, Ericsson och operatörerna insett hur stort problemet är”, sa Stig Vilhelmson, ordförande i föreningen.

Slitsar i fönstret fixar täckningen

Slitsar i metallskikten i fönstren eller isoleringsmaterialen. Det kan lösa problemet med dålig mobiltäckning i energisnåla nybyggda hus. 8 kommentarer

Får jag koppar i koppen?

Får jag koppar i koppen?

TEKNIKFRÅGAN. Blir det koppar i kaffet om jag kokar varmvatten? Ge besked i Ny Tekniks läsarfråga. 19 kommentarer

Truecaller

Heta 33-bolaget miljardvärderat

De utsågs till ett av Sveriges hetaste teknikbolag. Nu värderas Truecaller till 1 miljard dollar. 2 kommentarer

Gripen NG

Brasilien prutar på Gripenpriset

Avtalet för Jas Gripen-planen till Brasilien är klart, men inte påskrivet. 5 kommentarer

Annons
Lego för industrin bygger ut företaget

Lego för industrin bygger ut företaget

33-LISTAN. I våras hamnade Flexqube på Ny Tekniks 33-lista. Nu nyanställer bolaget. 6 kommentarer

De kramar el ur stålet

De kramar el ur stålet

SSAB har tagit pilotanläggning i drift som minskar energisvinnet. 38 kommentarer

Elbil

Eltorsk på vägen  – så många drabbas

Många har räckviddsångest i elbilen, men få kör slut på batteriet. Det visar en ny undersökning. 72 kommentarer

Svenska streamingsajten stängs efter polistillslag

Polistillslag får personerna bakom Swefilmer att stänga sajten för gott. 37 kommentarer

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

HD: Så hög är boten för piratkopierad film

Högsta domstolen har slagit fast böter för piratkopiering av film. Samtidigt är rättsläget för så kallade streamingsajter oklart. 81 kommentarer

Skulle dykaren sugas upp i jättecylindern?

Skulle dykaren sugas upp i jättecylindern?

TEKNIKFRÅGA. Vad händer om jag simmar in i en jättecylinder ovanför poolens yta? Ge besked i Ny Tekniks läsarfråga. 48 kommentarer

Tommy Johansson, vd på Amra

”Alla vill jobba med en vinnare”

33-LISTAN. I april kom företaget Amra med på listan över årets hetaste teknikbolag för andra gången. Sedan dess har de fått en stororder. 5 kommentarer

Bekräftat: Ubåten är 
gammal rysk Catfish

Bekräftat: Ubåten är gammal rysk Catfish

Försvarsmakten är klar med analyserna av videomaterialet som visar en sjunken ubåt på svenskt vatten. 35 kommentarer

Här är Catfish Som i siffror

Användes av ryska marinen 1905 till 1913. 1 kommentar

Svenska tekniken som hittade ubåten

En svenskutvecklad fjärrstyrd miniubåt gjorde fyndet i Östersjön. 19 kommentarer

Ögondroppar ska ersätta operation

Ögondroppar ska ersätta operation

Kan grå starr botas med ögondroppar i stället för operation? En grupp forskare har gjort framgångsrika försök. 7 kommentarer

Torrboll

Varför blir båten rostig av torrboll?

TEKNIKFRÅGAN. Torrbollar får båtens metaller att ärga - men varför? Ge besked i Ny Tekniks läsarfråga. 7 kommentarer

Vindkraftverk

Tvärstopp för svensk vindkraft

Antalet beställda vindkraftverk årets andra kvartal: Noll. 93 kommentarer

Deras mål: Världens djupaste bassäng

Deras mål: Världens djupaste bassäng

Brittiska forskare siktar rekorddjupt - vill bygga en 50 meter djup bassäng. 7 kommentarer

3d-utskriven drönare ska stoppa pirater

3d-utskriven drönare ska stoppa pirater

Billiga drönare utskrivna med 3d-skrivare och monterade till havs. Det kan bli nytt vapen mot pirater eller följder av naturkatastrofer. 9 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.

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.

Annons
Annons

Senaste videoklippen

Tygsäck skyddar flyget mot bomber

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se