”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

Vattenfalls dagbrott av brunkol i Tyskland. I horisonten syns kraftverket Jänschwalde.

Vattenfall: Sälj brunkolen

Vattenfall överväger att sälja brunkolsverksamheten i Tyskland. Bolagets styrelse låter nu undersöka alternativ till ägande. 19 kommentarer

Dansk minister vill förbjuda kol

Redan om tio år ska kolförbränningen vara avvecklad. 8 kommentarer

Nya nedskrivningar i krisande Vattenfall

Nedskrivningar av bolagets värde på 23 miljarder kronor. 2 kommentarer

Laser övervakar berget Mannen i Norge, som är på väg att rasa.

Därför kan inte norska berget sprängas bort

I norska Romsdalen väntar geologer och ortsbefolkningen spänt på att ett väldigt bergsskred ska lösa ut. 12 kommentarer

Xiaomis smarta mobil Red Rice.

Budgetmobil rekordökar – i toppen med jättarna

På bara tre år har mobiltillverkaren blivit trea i världen på smarta mobiler. 10 kommentarer

Träna din hjärna att fokusera

Träna din hjärna att fokusera

Öka din produktivitet genom att träna på att fokusera. Civilingenjören som skrivit en bok om mindfulness tipsar om hur. 2 kommentarer

Är det här en knivslip 
eller ett gradverktyg?

Är det här en knivslip eller ett gradverktyg?

TEKNIKFRÅGAN. Läsarfrågan splittrar Ny Tekniks läsare. 10 kommentarer

Nasas raket exploderade strax efter start.

NASA varnar för vrakdelar efter exploderande raket

”Leta inte efter souvenirer på stranden.” 1 kommentar

Här exploderar Nasas raket direkt efter start

Olyckan är den första sedan Nasa började vända sig till privata aktörer för varuleveranser till ISS. 15 kommentarer

Annons
Slå ihop klackarna och Dorothy räddar dig från en jobbig dejt.

Jo, den här finns faktiskt på riktigt

TEKNIKSVEPET. Här är ett urval av de senaste tekniknyheterna.

Miljöaktivister demonstrerar mot trafikprojektet Förbifart Stockholm i samband med infrastrukturminister Catarina Elmsäter-Swärds lunch med Kung Carl Gustaf på Stockholms slott i augusti.

Protester mot stoppad Förbifart

FP hävdar att stoppet av Förbifart Stockholm kostar skattebetalarna 700 miljoner kronor. 27 kommentarer

Johan Brantmark

Projektchefen: ”Lite trickig situation”

Trafikverket uppskattar att frysningen av byggprojektet kostar mellan 170 och 260 miljoner kronor. 4 kommentarer

Monsterturbinen som gav 
192 000 kWh - på ett dygn

Monsterturbinen som gav 192 000 kWh - på ett dygn

En prototypturbin med 80 meter långa vingar har producerat 192 000 kilowattimmar el på ett enda dygn. 82 kommentarer

Superakustik ska lyfta 
de nya biosalongerna

Superakustik ska lyfta de nya biosalongerna

Sveriges första Imax-biograf för spelfilmer ska öppna. ”Vi kommer att ha världens bästa ljud och rumsakustik”, säger Måns Engquist, projektledare för filmstaden Scandinavia. 6 kommentarer

Den som köpt supermiljöbil under slutet av 2014 kan bli utan premie.

Ägare av supermiljöbil riskerar missa premien

Den som köpt supermiljöbil under slutet av 2014 kan bli utan premie. 24 kommentarer

Kan du tänka dig att köpa en supermiljöbil utan premie?

Se resultatet
  • Ja 17%
  • Nej 83%
Rösta
Sveriges första solcellspark med effekten 1 MW invigdes tidigare i år i Västerås. Inom kort skulle Arvikas anläggning i samma storleksklass ha invigts. Men under helgen drabbades parken av inbrott.

Två ton solceller stulna

137 solcellspaneler borta från solcellspark. 10 kommentarer

Antisladdteknik på nya 
bilar från 1 november

Antisladdteknik på nya bilar från 1 november

Alla nyregistrerade personbilar och lätta lastbilar måste från 1 november vara utrustade med antisladdteknik. 24 kommentarer

Risk för snabb 
polomkastning

Så fixar du billigaste flygbiljetten

Ett visst antal dagar innan flygresan är biljetterna som billigast.

Kvantprickar på burk

Lg:s satsning: Kvantprickar

Världens näst största tv-tillverkare satsar på så kallad kvantpricksteknik för kommande tv-apparater. 8 kommentarer

Ny attackubåt till ryska flottan

Ryska flottan ska få en förbättrad version av den kärnkraftdrivna attackubåten ur klassen projekt 885M Yasen. 2 kommentarer

Sveriges första solcellspark med effekten 1 MW invigdes tidigare i år i Västerås. Inom kort skulle Arvikas anläggning i samma storleksklass ha invigts. Men under helgen drabbades parken av inbrott.

Två ton solceller stulna i Arvikas MW-park

137 solcellspaneler stals i nya solcellsparken. 10 kommentarer

Lars-Åke Brännström

Han rattar bruket från plattan

De hade en prima pappersmaskin men inga system. Nu kan hela bruket rattas via webben. 8 kommentarer

Synkade kranar 
för långt gods

Synkade kranar för långt gods

Mitsubishi Heavy har installerat tre 50 tons synkroniserade kranar på ett lastfartyg. 4 kommentarer

Gamla bekämpningsmedel i grundvatten

En rapport visar att det finns rester av bekämpningsmedel i grundvattnet. 3 kommentarer

Kapare kan enkelt ta över bankkontot för den som har vissa modem från Bredbandsbolaget.

Svenska modem är vidöppna för kapare

Utomstående kan läsa dina mejl eller ta över ditt bankkonto. 25 kommentarer

Vi har testat kamerorna i Sony Xperia Z3, LG G3, Iphone 6 Plus och Samsung Galaxy Alpha. Alla är bra, men Iphone 6 Plus är bäst, tätt följd av Sony Xperia Z3.

Här är skarpaste mobilkameran

NY TEKNIK TESTAR. Så bra är kamerorna hos Iphone 6 Plus, G3, Galaxy Alpha och Xperia Z3. 36 kommentarer

Oljan flödar i USA.

USA badar i olja och priset faller

Oljereserverna i USA har skrivits upp till 381,5 miljoner fat vilket fått oljepriset att falla. 65 kommentarer

”Varför ska man lägga 
solceller i vägen för?”

”Varför ska man lägga solceller i vägen för?”

Cykelbana med solkraftsfunktion byggs. Det går Ny Tekniks läsare igång på. 20 kommentarer

Cykelbanan blir ett solkraftverk

Så byggs en 70 meter lång kombinerad cykelbana och solenergianläggning. 30 kommentarer

Badhuset i Karlskrona är ett av landets få varmbadhus. Nu är det på väg ner och gör att bassängerna läcker.

Varmbadhuset sjunker snabbt

Ett av landets få varmbadhus är på väg ned. 6 kommentarer

Ökat intresse för pansar efter Ukrainakrisen

Ökat intresse för pansar efter Ukrainakrisen

Pansarvagnstillverkaren Krauss-Maffei Wegmann har noterat en ökad efterfrågan på pansarfordon i samband med Ukrainakrisen, inte minst från Skandinavien. 9 kommentarer

Större motor i nya Volt

Större motor i nya Volt

GMs plug-in-hybrid Chevrolet Volt får en större bensinmotor när nästa version lanseras i januari 2015. 7 kommentarer

Kinesisk tågjätte utmanar

Kinesisk tågjätte utmanar

De båda kinesiska tillverkarna av järnvägsmateriel blir ett bolag. 3 kommentarer

Berlinmuren

Berlinmuren byggs upp igen

Den 9 november uppstår Berlinmuren den igen på en sträcka genom centrala Berlin – i form av ballonger. 1 kommentar

Flydde med hemligheter om tvåtaktsmotorerna

Flydde med hemligheter om tvåtaktsmotorerna

Ernst Degner chockade DDR-regimen och motorcykelvärlden när han hoppade av till väst. 9 kommentarer

Miljonböter hotar Bahnhof

PTS hotar med fem miljoner i böter om bolaget inte börjar datalagra. Men företaget har en plan B. 6 kommentarer

PTS hemlighöll pm om datalagring

Generaldirektören ansåg det "olämpligt" att skicka tolkning av EU:s datalagringsdom. 25 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.

Senaste quizen

Alla våra quiz
Annons
Annons

Senaste videoklippen

3d-skrivare från HP

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se