Tipsa en vän om en artikel

”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

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
DEBATT
Två Jas Gripen lyfter under övningen Arctic Challenge Exercise 2015.

"Svenska försvaret har unik teknikhöjd"

DEBATT. Försvarsminister Peter Hultqvist (s) svarar författaren och försvarsexperten Zsolt Lazar. 30 kommentarer

”Europas försvarsindustri måste vakna”

DEBATT. Den europeiska försvarsindustrin har sovit sig igenom de senaste 10 -15 åren. Vår tekniska överlägsenhet hotas, skriver Zsolt Lazar, försvarsexpert och författare. 134 kommentarer

Metanol utvinns ur luft

Metanol utvinns ur luft

Koldioxid från luft kan omvandlas till metanol med hjälp av en katalysator vid relativt låg temperatur 39 kommentarer

Två specialbyggda lastbilar från Scania har försetts med strömavtagare och ingår i projekt Elvägar.

Tio frågor till elvägs-experten

Elvägskonsulten Per Ranch har koll på läget. 51 kommentarer

Google cardboard vr-glasögon

VR i plast istället för kartong

Sökjätten Google tar ytterligare steg in i den virtuella världen. Nu ska företaget ersätta sina kartongbrillor.

Mattias Carlsson, Försäkringsarkivet

Bank-id blir hinder för jämförelsesajt

Försäkringsbolagens aviga inställning till bank-id sätter käppar i hjulet. 16 kommentarer

Utländsk e-legitimation blir svensk

Till sommaren ska det gå att elektroniskt lämna anbud i en offentlig upphandling inom hela EU. 2 kommentarer

tre vita hönor

Höna godkänd som läkemedelsproducent

TEKNIKSVEPET. Genmodifierad höna, sop-forskning och trådlös billaddning.

Annons
Den klassiska svävarmodellen SR.N4 fotograferad 1973.

60 år av svävande historia

TEKNIKHISTORIA. Svävarna har spelat en viktig roll under historien och används än i dag. Det här är berättelsen om hur. 22 kommentarer

Kök med spis och köksfläkt

Varför skippa köksfläkt?

TEKNIKFRÅGAN. Vad är fördelen med att låta stekoset gå ut i ventilationstrummorna mot att filtrera närmast spisen? 56 kommentarer

Ericsson-logga och bild på Hans Vestberg

Ericssonchefen: Vi ska bli etta på 5g

Ericssonchefen drog massor av tungviktare till sitt frukostseminarium på IVA. Själv tycker han den typen av framträdande är en mardröm. 12 kommentarer

Ericsson öppnar inkubator i Silicon Valley

Inkubatorn Ericsson Garage i Kista får uppföljare i Silicon Valley. 2 kommentarer

Peder Fjällström och skrämdump från Slack

Veckohandlar med kontorets chattapp

Med Slack som familjechatt håller Peder Fjällström koll både på barnen och på veckohandlingen. Nästa mål är att få programmet att fungera också som automatisk läxhjälp. 9 kommentarer

Här är Kaianders bästa seriestrippar
Här är Kaianders bästa seriestrippar

Här är Kaianders bästa seriestrippar

Du har väl inte missat Ny Tekniks finurlige serietecknare? Här är Kaianders Semplers senaste alster. 1 kommentar

Första väteplasmat från fusionsreaktorn Wendelstein 7-X

Första väteplasmat från fusionsreaktorn Wendelstein 7-X

För första gången förvandlades vätgas till extremt het väteplasma i fusionsreaktorn Wendelstein 7-X i Greifswald. 59 kommentarer

Så fuskade "motorcyklisten"

Elmotorn på 200 W är så designad att den kan byggas in i ramen under sadeln.

Hur är det möjligt att dölja en motor med batteri i en tävlingscykel?

Grafik ögver spionprogram. Av: Jonas Askergren

Spionprogram kan tillåtas för att stoppa terrordåd

Efter terrordåden i Paris vill regeringen ge Säpo och polisen rätt att använda ”hemlig dataavläsning”. 116 kommentarer

Tyst om trojaner i Danmark – efter 14 års användning

I 14 år har dansk polis använt trojaner för att kartlägga brottsmisstänkta. Men lite är känt om hur metoden fungerar. 6 kommentarer

Beslut om effektskatten dröjer

Beslut om effektskatten dröjer

Vattenfalls krav på slopad effektskatt fick inte något gehör på Energikommissionens möte på torsdagen.-Vi ska först ta fram egna fakta, säger energiminister Ibrahim Baylan till Ny Teknik. 203 kommentarer

Ola Winqvist (till höger), överläkare och prisad innovatör, har utvecklat en ny teknik för att rena blodet från den typ av vita blodkroppar som driver på inflammationer i kroppen. I förgrunden Christian Lundgren.

Cellfälla nytt vapen mot autoimmuna sjukdomar

Den nya svenska metoden att behandla autoimmuna sjukdomar kan komma ut på klinikerna nästa år. 18 kommentarer

Följ GET blog här

Även få människor kan göra stor skillnad

#GETblog Alice Marshall om första steget för att lyckas göra teknikbranschen jämställd. Läs senaste inlägget i Googles blogg

Exempel på id-kort

Stopp för fejkad adressändring

Skatteverket kommer att göra systemet för adressändring säkrare. Syftet är att hindra identitetskapning. 36 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.

Ny Tekniks krönikörer

Läs Ny Tekniks krönikörer

Läs vad Ada Fredelius, Fredrik Karlsson, Ulla Karlsson, Sverker Brundin och Helen Ahlbom skriver i sina krönikor. Här hittar du hela det digitala arkivet med alla krönikörer.

Senaste quizen

Alla våra quiz
Annons
Annons

Senaste videoklippen

Golfroboten gör hole-in-one.

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se