”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

Rysshån mot svensk ”ubåtspanik”
Korvetten HMS Stockholm passerar fyren Fjärdhällan under det fortsatta sökandet efter främmande inkräktare i Stockholms mellersta och södra skärgård.

Rysshån mot svensk ”ubåtspanik”

Den svenska uppståndelsen kring Försvarsmaktens ubåtsjakt i Stockholms skärgård har skapat rubriker i ryska medier.

Ubåtsoperationens nya fas

Sökandet efter misstänkta ubåtar i Stockholms skärgård tar ny form. 21 kommentarer

Stefan Löfven

Stefan Löfven: Mer pengar till försvaret

Nya regeringen ökar anslagen. 3

Allan Widman

”Vi måste öka vår nationella säkerhet”

Allan Widmans krav efter upptrappning. 29

Visbykorvett

Militären saknar tekniken

”Kapaciteten försvann med Helikopter 4” säger experten på militärteknik. 81 kommentarer

U-137

Grundstötningen som skakade Sverige

TEKNIKHISTORIA. Plötsligt stod den kärnvapenbestyckade U-137 på grund. 15 kommentarer

Nokia Lumia

Microsoft skrotar Nokia

TEKNIKSVEPET. Microsoft har tagit steget. Här är ett urval av de senaste tekniknyheterna. 1 kommentar

Risk för snabb 
polomkastning

Mobilen löser ekvationen

Fota en ekvation med en gratisapp så presenteras hela lösningen i mobilen.

Argentinas mål:
Köpa Gripen E

Argentinas mål: Köpa Gripen E

Förhandlingar ska inledas. 8 kommentarer

Jas-plan flög så lågt att minkvalpar dog

Minkfarmare kräver en dryg miljon kronor i ersättning från försvaret. 12 kommentarer

Här görs texten om 
till video automatiskt
Här görs texten om 
till video automatiskt

Här görs texten om till video automatiskt

TEL AVIV. Tjänsten Wibbitz klarar engelska, spanska och franska. 1 kommentar

Israel – landet för 4 000 uppstartsföretag

Israel – landet för 4 000 uppstartsföretag

Världsledare vallfärdar till Israel.

Mats Jansson och Denny Åberg har tagit fram Bofors nya HPM Blackout. Vapnet kommer dock inte att säljas, utan ska användas i tester.

Karlskogas nya vapen som slår ut elektronik

På det gamla Boforsområdet i Karlskoga har ett futuristiskt supervapen utvecklats. 35 kommentarer

Annons

Svenska disktrasan räddas

Fabriken i Norrköping sprutar ur sig fler än 600 000 svampdukar per dag. Göran Nilsson står vid en av rullarna som snart ska klippas till i lagom disktrasestorlek.

En enda textilfabrik har överlevt i ”Sveriges Manchester” – tack vare en storsatsning på automation. 3 kommentarer

65-åriga Wettexduken kvar i Sverige

Men många andra anrika innovationer har flyttat till lågkostnadsländer. 3 kommentarer

Audi RS7.

Audi: Fartrekordet knäckt

TEKNIKSVEPET. Här är ett urval av de senaste tekniknyheterna.

Varför är jag inte upp och ner i spegeln?

Hur spegelvänder spegeln?

TEKNIKFRÅGAN. Varför blir jag inte upp-och-ner-vänd i spegeln? Har du svaret? 33 kommentarer

DEBATT
”Rör inte riskkapitalet till fordonsindustrin”

”Rör inte riskkapitalet till fordonsindustrin”

DEBATT. Den nya regeringen vill styra över riskkapital från fordonsindustrin till life science, skriver företrädare för Fordonskomponentgruppen. 10 kommentarer

Två svårt sjuka i ebola kan vårdas i Linköping

Sverige har endast vårdplatser för två svårt sjuka ebolapatienter på högisoleringsenheten i Linköping. 5 kommentarer

Susanna Baltscheffsky

Ebola sätter oss i ”omvärlden” på prov

LEDARE. Varenda en som ställer upp för att hejda ebolaepidemin visar ett enastående mod. 1 kommentar

Rekordkretsen ger 40 Gbit/s trådlöst

Rekordkretsen ger 40 Gbit/s trådlöst

Chalmers och Ericsson slår världsrekord. 6 kommentarer

Slussen i Stockholm.

Är en sluss mellan Sverige och Danmark en bra idé?

TEKNIKFRÅGAN. Havshöjningen bekymrar Ny Tekniks läsare. 66 kommentarer

Lockheed Martin Fusionsreaktor

Forskare: Lockheed Martins fusionsreaktor är skitsnack

Lockheed hävdar ha en fungerande prototyp av en fusionsreaktor om fem år. 21 kommentarer

Lockar med fusionsreaktor

Lockheed Martin säger sig ha gjort ett genombrott. 131 kommentarer

Två år i fängelse blev straffet för en 28-årig man som 3d-printade en pistol.

3d-printade pistol – döms till fängelse

TEKNIKSVEPET. Här är ett urval av de senaste tekniknyheterna.

Trelleborgs app.

Trelleborg: Så skapades app-succén

Över en miljon nedladdningar – det kan få industriföretag skryta med. 3 kommentarer

Törnqvists bolag använde misstänkta ryska fartyget

Törnqvists bolag använde misstänkta ryska fartyget

Oljemiljardärens bolag har tidigare chartrat det fartyg som pekats ut som "moderfartyg" till den farkost som misstänks kränka svenska vatten.

DEBATT
Laser för fiberoptiska datakommunikationskablar testas på Chalmers. Sverige har 150 företag inom fotonik men när stora jättar som Ericsson drog sig ur fotonikbranschen försvann även det statliga engagemanget, enligt debattörerna.

”Sverige satsar för lite på fotonik”

DEBATT. Fotoniken har plockat flera Nobelpris. Trots det halkar de svenska satsningarna efter, anser företrädare för branschen. 5 kommentarer

Hämta el och vatten från molnen

Flytta föremål med laser

Laserbaserad traktorstråle kan både flytta fram och dra till sig föremål

Smarta lådan förutser strömavbrott.

Den här smarta lådan förutser strömavbrott

Genom att analysera störning i elnätet kan strömavbrott undvikas. 6 kommentarer

Förarlösa 560 hästar på Hockenheim

Förarlösa 560 hästar på Hockenheim

Audi släpper lös sin förarlösa RS 7 under helgens biltävling på Hockenheimbanan. 12 kommentarer

Så länge räcker 
Falu rödfärgen

Så länge räcker Falu rödfärgen

TEKNIKHISTORIA. Falu koppargruva är stängd sedan 1992. 14 kommentarer

Tysk kemist gav konsten rätt kulörer

Han sålde färg till kända svenskar som Carl Larsson och prins Eugen.

Kaianders bästa seriestrippar
Kaianders

Kaianders bästa seriestrippar

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

Här syr vi ihop Under skalet
Här syr vi ihop Under skalet

Här syr vi ihop Under skalet

I det senaste avsnittet av Ny Tekniks webb-tv-serie Under skalet undersöker programledarna Jacob Norrby och Jan Herrlin en symaskin. 1 kommentar

Det senaste från Ny Tekniks roligaste sajt!

Det senaste från Ny Tekniks roligaste sajt!

Undrar du också om Snömannen är hittad? Och hur stark är den nya Supertejpen? Anmäl dig till Teknikrevyns nyhetsbrev så får du veta! 1 kommentar

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.

Senaste quizen

Alla våra quiz

jobb135 st

Annons
Annons

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se