”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

Svensk teknik hittar osynlig plast

Svensk teknik hittar osynlig plast

Hur mycket plast skvalpar runt i Östersjön? Och vilka gifter drar den till sig. Forskare i Örebro har utvecklat provtagaren som ska ge svar. 4 kommentarer

Industrin ökar takten

Industrin ökar takten

Den svenska industrikonjunkturen stärks under det kommande halvåret. 8 kommentarer

Så räddar du din plurrade mobil

Så räddar du din plurrade mobil

Tänk på det här om mobilen blivit vattenskadad. 18 kommentarer

Konsumenter kartläggs via mobilen

Konsumenter kartläggs via mobilen

De flesta uppskattar gratis wifi i butiker, gallerior och städer. Få vet däremot att nätet används för att kartlägga alla köp och rörelser. 9 kommentarer

Microsoft utmanar Raspberry Pi

Microsoft utmanar Raspberry Pi

Microsoft och Intel har utvecklat en experimentdator som kör Windows och Android. 8 kommentarer

Kretsen som avslöjar diabetes

Kretsen som avslöjar diabetes

Diagnos av diabetes typ 1 kan ställas på någon minut. Amerikanska forskare har utvecklat kretsen som gör det möjligt. 3 kommentarer

Annons
Lyft för sladdlös laddning av elbil

Lyft för sladdlös laddning av elbil

Billigare, effektivare och mer tillförlitligt. Tyska forskare tar ett nytt grepp för att ladda elbilar induktivt. 43 kommentarer

Hon som 
står bakom
succéidén

Hon som står bakom succéidén

TEKNIKHISTORIA. Få hjälpmedel har betytt så mycket för äldres rörlighet som rollatorn. Få användare vet att världssuccén uppfanns av en poliodrabbad kvinna i Västerås, som själv hade svårt att gå. 4 kommentarer

Spotify lyfter skivbolagen

Spotify lyfter skivbolagen

Räddningen för svensk musikindustri heter Spotify som står för en stor del av musikmarknaden. 8 kommentarer

Tekniktävling ska stoppa antibiotikaresistens

Tekniktävling ska stoppa antibiotikaresistens

Uppgift: Utveckla ett tillförlitligt, snabbt och lättanvänt test för bakterieinfektioner. Belöning: 116 miljoner kronor. Svenska utvecklingsbolag tävlar om Longitude prize. 7 kommentarer

Ingen vinst med snålspolad toalett

Ingen vinst med snålspolad toalett

De nya snålspolande toaletterna spolar så lite vatten att det lätt blir stopp. 48 kommentarer

Förarlösa bilar får köra i Storbritannien

Förarlösa bilar får köra i Storbritannien

Självkörande fordon ska tillåtas på allmänna vägar i Storbritannien. De nya trafikreglerna inför i januari nästa år. 33 kommentarer

Största segelfartyget på besök

Största segelfartyget på besök

Världens största segelfartyg på Stockholmsvisit. 7 kommentarer

Implantatet som tystar tinnitus

Implantatet som tystar tinnitus

Ett implantat som stimulerar en nerv i nacken ger hopp åt personer som lider av tinnitus. Nästa år kan tekniken nå marknaden. 6 kommentarer

Opera live med Google Glass

Opera live med Google Glass

Sångarna på en italiensk operascen direktsänder förställningen med hjälp av Google Glass. 4 kommentarer

Siste atombombaren död

Siste atombombaren död

Nu är alla tolv besättningsmän som 1945 atombombade Hiroshima döda. 25 kommentarer

Säkerhetsbältet larmar när du somnar

Säkerhetsbältet larmar när du somnar

TEXT+TV Trötta förare orsakar många olyckor i trafiken. Här är säkerhetsbältet som varnar innan du faller i sömn bakom ratten. 7 kommentarer

Optisk kabel skapad i luft

Optisk kabel skapad i luft

En optisk kabel, skapad enbart av luft. Det låter som science fiction men det är precis vad amerikanska forskare lyckats få till. 10 kommentarer

Kraftigt lyft för kinamobiler

Kraftigt lyft för kinamobiler

Huawei utmanar Samsungs och Apples lyxlurar. 28 kommentarer

Kameror hindrar drunkning i bassäng

Kameror hindrar drunkning i bassäng

Det blir allt vanligare att simbassänger installerar kameror som larmar om någon riskerar att drunkna. I minst sju län finns nu bassänger med larm. 10 kommentarer

Egen komposit bakom bra flyt

Egen komposit bakom bra flyt

Västervik har landets enda kajaktillverkare. Ingvar Ankerviks paddel imponerade på Saabs chefskonstruktör av Draken-planet. 5 kommentarer

Här är världens svartaste material

Här är världens svartaste material

En yta som absorberar praktiskt taget allt infallande ljus har utvecklats av brittiska forskare. Känsligare teleskop och effektivare solceller kan bli resultatet. 12 kommentarer

Fortsatt ras för vindkraften

Fortsatt ras för vindkraften

Investeringarna i vindkraft rasade dramatiskt under årets andra kvartal. Orsaken är dålig lönsamhet. 448 kommentarer

Så stark är blixten

Så stark är blixten

Nya åskväder väntar i veckan. Blixten är enormt stark men energin går inte att ta till vara. 18 kommentarer

Jas Gripen-affär inte i hamn

Jas Gripen-affär inte i hamn

Motstridiga uppgifter om Gripen till Slovakien. 12 kommentarer

Genombrott för svensk tryckt diod

Genombrott för svensk tryckt diod

En tryckt diod som fungerar i gigahertzområdet. Det kan vara den felande länken mellan mobiler och tryckta etiketter. Linköpingsforskare står bakom genombrottet. 12 kommentarer

Ryssland tvingar Norwegian ta omväg

Ryssland tvingar Norwegian ta omväg

Norwegians Bangkokresenärer har 40 minuter längre resväg än nödvändigt. Ryssland tillåter inte bolagets plan att flyga över ryskt luftrum. 18 kommentarer

Dold fallucka stoppar fortkörare

Dold fallucka stoppar fortkörare

Ett rörligt farthinder ska få fartdårarna att lätta på gasen i Uppsala. Den nya falluckan installeras i höst. 49 kommentarer

Svenskt supermaterial får ny användning

Svenskt supermaterial får ny användning

Det extremt porösa materialet Upsalite gör att molekyler lättare kan tas upp av kroppen. Därmed kan ratade läkemedelskandidater få en ny chans.

Här åskar det just nu

Här åskar det just nu

SMHI har kartan som visar åskvädrens utbredning över Sverige i realtid. 3 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

Citatet

Citatet

Saxat från teknikvärlden. 1

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 digitala arkivet.

Senaste quizen

Alla våra quiz

jobb142 st

Annons
Annons

Senaste videoklippen

Bältet kollar om du är vaken

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se