”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

Så här byggs Förbifart 
Stockholms bergtunnlar

Så här byggs Förbifart Stockholms bergtunnlar

Första spadtaget för den nya motorvägen runt huvudstaden är taget. Vägen kommer till stor del att ligga i tunnel, som ska drivas med traditionell borra och spräng-teknik. 17 kommentarer

Pulverspriten på gång

Roboten fick lift
genom Kanada

På tre veckor liftade roboten Hitchbot på egen hand genom Kanada.

Googles självkörande 
bilar ska köra för fort

Googles självkörande bilar ska köra för fort

TEKNIKSVEPET. Här ett urval av tekniknyheter från det senaste dygnet. 5 kommentarer

ABB:s betydande teknikgenombrott

ABB:s betydande teknikgenombrott

Gasblandning gör ställverket mer miljövänligt. Betydande genombrott, enligt ABB. 9 kommentarer

Nokias plan för att slå Ericsson i 5g-kampen

Forskarna på Nokia och Ericsson tävlar om att dominera 5g, nästa mobil­standard. 10 kommentarer

”Googles glasögon viktiga för 5g”

Nokias Lauri Oksanen räknar med att mobilerna spelar en mindre roll för utvecklingen av nästa generations mobilnät. 2 kommentarer

Nokia tappar på 4g-marknaden

Nokia faller till fjärde plats på världsmarknaden för 4g-system. 2 kommentarer

DEBATT
”Fixa kompetens själva 
– vänta inte på skolan”

”Fixa kompetens själva – vänta inte på skolan”

DEBATT. Om företagen ska få arbetskraft med rätt kompetens måste de själva börja lära upp unga, enligt bland andra Johan Söderström, vd ABB och Åke Svensson, vd Teknikföretagen.

Annons
Efter storbranden: ”Kan 
nog rädda 90 procent”

Efter storbranden: ”Kan nog rädda 90 procent”

Sågverket Karbenning startar provsågningar av virke som skadats i den stora skogsbranden. 8 kommentarer

DEBATT
”Trafikledningen ett värre problem”

”Trafikledningen ett värre problem”

REPLIK Ett långt större orosmoment än ERTMS är tekniksatsningen att byta ut all tågtrafikledning. Ett miljardprojekt som framstår som mycket riskfyllt för tillförlitligheten. 4 kommentarer

”Tekniska barriärerna måste rivas i Europa”

REPLIK En tågoperatör ska kunna köra ett godståg från Borlänge till Milano utan att byta lok vid varje gränsövergång. 1

”Rädda punktligheten och spara 35 miljarder”

DEBATT. Det nya signalsystemet som ska införas på Södra stambanan och på Malmbanan hotar både passagerartrafiken och Sveriges import och export. 26

Chokladtokig ingenjör sökes

Chokladtokig ingenjör sökes

TEKNIKSVEPET. Har du det som krävs för att bli Doktor choklad? Här ett urval av tekniknyheter från det senaste dygnet. 1 kommentar

Nasa säkra: Stoftet 
från annat solsystem

Nasa säkra: Stoftet från annat solsystem

Sju partiklar av okänt ursprung har lyckats detekteras av rymdsonden Stardust. Enligt forskare vid den amerikanska rymdorganisationen Nasa kommer de inte från vårt solsystem. 16 kommentarer

Skaparen: Förlåt för 
popup-annonserna

Skaparen: Förlåt för popup-annonserna

Ethan Zuckerman ber om ursäkt för internets största plåga. 8 kommentarer

Tysk vindby provar jättebatteri

Feldheim är självförsörjande på vindel. Nu ska man testa att lagra el i Europas hittills största batteri. 44 kommentarer

Bomba i google

Tatuering som strömkälla

Tatuering som klistras på kroppen kan utvinna elenergi från svett.

Assange: Nu ska jag 
lämna ambassaden

Assange: Nu ska jag lämna ambassaden

Efter två år på Ecuadors ambassad i London kan Julian Assange vara på väg därifrån. 48 kommentarer

Assange kräver garantier

Wikileaksgrundaren vill ha löfte att han inte utlämnas till USA. 4 kommentarer

DEBATT
En konsekvens av Boverkets förslag till nya regler blir att många kommuner och byggherrar i tvingas sänka sina ambitioner.

”Boverket hindrar oss bygga energisnålt”

Vi behöver byggregler som driver utvecklingen framåt, inte att medelmåttighet får sätta standarden, skriver Conny Pettersson, vd Swedisol. 16 kommentarer

Världens dyraste 
bil på auktion

Världens dyraste bil på auktion

Ferrari från 1963 är den dyraste bil som någonsin sålts på auktion. 9 kommentarer

Ladda mobilen snabbare

Ladda mobilen snabbare

Med en ny metod kan mobilen få sex timmars samtalstid efter 15 minuters laddning. 26 kommentarer

Supersvart material testas i rymden

Supersvart material testas i rymden

Ett instrument med ett supersvart material har anlänt till rymdstationen ISS. Nasa vill testa hur nanomaterialet klarar den tuffa miljön. 4 kommentarer

Vad kan vara svartare än svart?

Nasa har utvecklat ett material som är tio gånger svartare än den svartaste färgen. 11 kommentarer

Vrakdelarna tinar fram när glaciärerna smälter

Den varma sommaren har gjort att fler vrakdelar efter det kraschade Herculesplanet tinat fram på Kebnekaise. 2 kommentarer

Sveriges högsta bergstopp smälter

Nuvarande tvåan är på väg att ta över tronen. 5 kommentarer

Mystiska detaljer kring kraschade Herculesplanet

Mystiska detaljer kring kraschade Herculesplanet

Den norska Herculeskraschen i svenska fjällen 2012 fortsätter att väcka många frågor. Det visar Ny Tekniks granskning. 27 kommentarer

”Vi har utrett det som har inträffat”

Utredaren tillbakavisar kritiken mot Hercules­utredningen.

Många feldata i de svarta lådorna

Fler brister i Herculesplanets svarta lådor. 4

EU-domstolen kan få avgöra hemligstämpel

Haverikommissionen har hemligstämplat innehåll ur planets svarta lådor.

Ny chans för blyreaktorn

Ny chans för blyreaktorn

Utbildningsminister Jan Björklund ställer sig nu bakom tanken på en ny svensk forskningsreaktor. Det är en ny chans för den blykylda Electra-reaktorn. 383 kommentarer

Wallenius drömreaktor får plats i en resväska

Wallenius drömreaktor får plats i en resväska

Wallenius drömreaktor får plats i en resväska

KTH-professorn Janne Wallenius vill bygga världens första blykylda kärnreaktor i Oskarshamn. 96 kommentarer

”Mest ftalater i billigt vin”

”Mest ftalater i billigt vin”

Majoriteten av testade franska viner innehöll ftalater, enligt en ny studie. Ämnena är kända för sin hormonstörande effekt. 7 kommentarer

Fyra ftalater förbjuds nästa år

Men varor som importeras till EU kan innehålla ämnena. 17 kommentarer

Nevs konkurshot avvärjt

Konkursansökan mot elbilstillverkaren Nevs i Trollhättan dras nu tillbaka. 25 kommentarer

Laser spårar sprängmedel

Laser spårar sprängmedel

Med ett nytt system kan ett flygplan hitta explosiva ämnen och farliga kemikalier på marken. 10 kommentarer

Svenskt företag med på Kina-raket

Svenskt företag med på Kina-raket

Uppsalaföretaget Diracs teknik används av världens mest haussade mobiltelefonbolag.
-Xiaomi har revolutionerat mobilvärlden, säger Mathias Johansson, vd Dirac Research. 15 kommentarer

Huawei kopierar annan kines

Xiaomi säljer alla sina mobiler via nätet. 9 kommentarer

WHO ger klartecken

WHO ger klartecken

Oprövade läkemedlet ZMapp bör sättas in mot ebola, anser expertpanel. 1 kommentar

Kanada skänker bort vaccin

Ger ett nytt ebolavaccin som utvecklats i ett myndighetslaboratorium. 3 kommentarer

Tobaksplanta ger ebolamedicin

Tobaksplanta ger ebolamedicin

Antikroppar tillverkas i tobaksplantor. Ett japanskat bolag flaggar samtidigt för ett nytt preparat. 24 kommentarer

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

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

jobb172 st

Annons
Annons

Senaste videoklippen

Den liftande roboten

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se