”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 sparar timmerbilen mängder av bränsle

Så sparar timmerbilen mängder av bränsle

Scanias tester i vindtunneln avslöjar bränsletjuvarna. 18 kommentarer

De var mest lättlurade i nätfisketest

Här är yrkeskategorierna som var sämst i Sverige. Är du lika lättlurad? 2 kommentarer

Nya ägarkrav väntar Vattenfall

Nya ägarkrav väntar Vattenfall

Det rödgröna regeringsskiftet påverkar statliga Vattenfall. Men åsikterna går isär kring om bolagets tyska kolkraftverk kommer att säljas eller inte.

Vattenfall vill ha fruktbar dialog

”Viktigt att vi får se en långsiktig energipolitik.”

Nytt musikformat från Apple och U2

Nytt musikformat från Apple och U2

Rockgruppen hjälper till med nytt digitalt filformat. Mål: Öka musikförsäljningen.

Eldriven wakeboard

Full fräs med el-wakeboard

TEKNIKSVEPET. Här hittar du ett urval av de senaste tekniknyheterna. Som den eldrivna wakeboarden.

Råvarubrist hotet mot Teslas dröm

Råvarubrist hotet mot Teslas dröm

Teslas drömfabrik Gigafactory ska slutgiltigt säkra elbilens framtid. Men det saknas inte utmaningar. 83 kommentarer

Annons
Ja till nytt finskt kärnkraftverk

Ja till nytt finskt kärnkraftverk

Finlands regering godkände i dag ett nytt kärnkraftverk, cirka 15 mil från svenska fastlandet. Ministrar från De Gröna lämnar regeringen i protest. 67 kommentarer

”Vänlig” målarfärg ger fler allergier

Nordkalk: Ytterligare en misstänkt

En person till är nu delgiven misstanke för arbetsmiljöbrott efter dödsolyckan i Luleå.

Röstresultat hotar byggen i Göteborg

Folkomröstningen gav ett nej till trängselskatt. Det kan ställa till problem. Pengarna skulle finansiera flera infrastruktursatsningar. 23 kommentarer

”Västlänken har blivit ett sänke”

”Västlänken har blivit ett sänke”

Trafikforskaren: Röstresultatet beror på missnöje med prislappen för Västlänken. 13 kommentarer

Nytt försök med ”vätgascykel”

Nytt försök med ”vätgascykel”

Senaste projektet med cyklar som drivs av bränsleceller kommer från Australien.

Problem med Ios 8 på gamla Iphone

Problem med Ios 8 på gamla Iphone

Nya systemet kräver mer utrymme och processorkraft. 28 kommentarer

Ericsson slutar med modem

Ericsson slutar utveckla 4g-modem. 689 anställda i Lund drabbas hårt. Samtidigt ska omkring 500 anställas för en satsning på forskning. 19 kommentarer

500 FoU-jobb kvar

Ericssonchefen lovar öppna enhet för radioteknik i Lund.

Sony skriver ner värdet

Mer trista nyheter för ingenjörerna i Lund. Sony sänker mobilvärdet.

Brakförlust För Sony

Mobiler fortsätter ge elektronikjätten bekymmer. 3

Testar nytt signalsystem för Europatrafik

Testar nytt signalsystem för Europatrafik

Ett analysverktyg för att verifiera säkerheten i det kommande europeiska signalsystemet ETCS presenteras på järnvägsmässan Innotrans i Berlin nästa vecka. 1 kommentar

Hubble har hittat monsterhål

TEKNIKSVEPET. Stort svart hål inuti en av de minsta galaxerna. Här är några av de senaste tekniknyheterna. 4 kommentarer

Microsoftgrundare stämmer auktionshus 
för utebliven stridsvagn från Nazityskland

Paul Allen stämmer auktionshus
över stridsvagn från Nazityskland

Microsoftgrundaren Paul Allen stämmer ett auktionshus för att inte ha levererat en stridsvagn som härstammar från det gamla Nazityskland.

SNOWDEN-DOKUMENTEN AVSLÖJAR
Här får ingenjörerna reda
på att de övervakas

Här får ingenjörerna reda på att de övervakas

Dokument visar att ingenjörerna detaljövervakas av brittisk underättelsetjänst. ”Det här gör mig rätt så obehaglig till mods.” 33 kommentarer

Spionkamera i sko

Razzia mot ägare av kameraskor

Skor med inbyggda kameror har beslagtagits hos sina ägare av Kyotopolisen sedan de missbrukats. 9 kommentarer

Tysk satsning på Industri 4.0

Tysk satsning på Industri 4.0

Den tyska regeringen satsar mer än två miljarder kronor på prestigeprojektet. 8 kommentarer

Professorns smarta fabrik är modellen

Professorns smarta fabrik är modellen

Tyskland vill inte förlora sin ställning som verkstadsnation. Men hur ska det gå till? Svaret finns på ett labb i Kaiserslautern. 2 kommentarer

Sara Sunye

Två ingenjörer sparkas för industrispionage

”Våra riktlinjer inte tillräckliga”, säger Sara Sunye på Huawei. 5 kommentarer

DEBATT

”Satsningar på innovation krävs för att säkra välfärden”

Cellulosa

DEBATT. Locka fler internationella talanger till Sverige och inrätta en partioberoende enhet för innovationsfrågorna. Det kräver bland andra Investor, Volvo och Swedfund. 31 kommentarer

Huset rasade på natten

Huset rasade på natten

Protokollet visade att ritningarna till huset var granskade. Ändå fick pelarna fel dimension. Kontrollsystemet i byggbranschen får svidande kritik i en okänd utredning. 22 kommentarer

Peab: Det skulle ha granskats externt

Beslut fattat redan före kollapsen, hävdar de.

”Ritningen kontrollerades”

Men felet upptäcktes inte, uppger konstruktören. 2

”Det var ett helvete”

För ägaren till huset har raset inneburit tvister med hyresgäster.

Lumix DMC-CM1 - mobilkamera eller kameramobil

Lumix DMC-CM1 - mobilkamera eller kameramobil

Panasonic visar på Photokinamässan i Köln en mobilkamera med en kraftfull lins från Leica och 1-tums bildsensor. 4 kommentarer

10 punkter för att rädda klimatet

10 punkter för att rädda klimatet

Klimatet kan räddas utan att tillväxt och jobb hotas. Slutsats i ny internationell rapport. 158 kommentarer

Miljarder nitar utmaning för Fords storsäljare

Miljarder nitar utmaning för Fords storsäljare

Omställningen från tillverkning i stålplåt till aluminium kan bli en prövning för Ford och nya lätta lastbilen F-150. Ingen har tidigare nitat och limmat så stora volymer. 19 kommentarer

Tunneln kommer att gå cirka 60 meter under Mälarens yta.

”Ompröva Förbifart Stockholm”

Förbifart Stockholm behövs inte. Beslutsunderlaget för projektet är ålderstiget, anser tolv forskare. 99 kommentarer

”Förbifarten är nödvändig”

Stockholm sårbart utan ny genomfartsled, replikerar chef på Förbifart Stockholm. 37 kommentarer

Sarkofagbygget i Tjernobyl hotat

Sarkofagbygget i Tjernobyl hotat

Bygget av en skyddande sarkofag över den havererade reaktorn i Tjernobyl i Ukraina hotas av pengabrist. 15 kommentarer

DEBATT
Mats Friberg, vd Siemens PLM

Siemens-chefen: Svensk industri måste bli smartare

DEBATT. Industriell revolution är möjlig. Men det behövs riktade resurser, skriver Mats Friberg, vd Siemens PLM. 17 kommentarer

Skydda dina bilder bättre

Skydda dina bilder bättre

Ge dina viktiga molnkonton lite extra omtanke. Ny Teknik ger dig två råd på vägen till förbättrad lösenordshygien. 41 kommentarer

Roboten som städar solpaneler

Roboten som städar solpaneler

TEKNIKSVEPET. Möt Scrobby, den lille solpanels-städaren. Och andra tekniknyheter. 9 kommentarer

Massiv attack
mot val-webben

Trög webbplats på söndagen berodde på överbelastningsattack, uppger Valmyndigheten. 13 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.

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

jobb159 st

Annons
Annons

Senaste videoklippen

Sony Smart Eyeglass

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se