”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

Det slogs två rekord i vindkraft i helgen.

4 gigawattimmar på bara en timme

Blåsväder fick den svenska vindkraften att slå två produktionsrekord. 107 kommentarer

SKB: Vår metod för slutförvar fungerar

SKB: Vår metod för slutförvar fungerar

Efter 30 år av forskarkrig. ”Koppar korroderar inte i rent vatten” hävdar kärnkraftsindustrins bolag SKB i ny rapport. 20 kommentarer

Airbus A350 godkänd för trafik

Airbus A350 godkänd för trafik

Airbus A350 har fått godkänt för trafikflygningar av europeiska flygsäkerhetsmyndigheten EASA. I slutet av året väntas första leverans till flygbolag. 4 kommentarer

Brokollapsen: Vanligt 
att gjutformar rasar

Brokollapsen: Vanligt att gjutformar rasar

KTH-professor: Det handlar nästan alltid om konstruktionen. 4 kommentarer

Fotograferade bron – sedan kollapsade den

En ingenjör tyckte bron som höll på att byggas hade ojämnheter och tog bilder av den. Två timmar senare var den borta. 8 kommentarer

Motorvägen öppnar onsdag

Båda riktningar ska vara körbara, lovar Vejdirektoratet.

Brinnande bro Colorado River.

Brinnande broar och såpaglid

Kolla in andra broar som rasat, brunnit eller glidit på såpa.

Svenskt biobatteri matchar litiumcell

Svenskt biobatteri matchar litiumcell

Svenska forskare har tagit fram ett batteri baserat på återvunnet litium och biologiska material med motsvarande energiinnehåll som litiumjonbatterier. 6 kommentarer

Upptäcker lavin 100 gånger snabbare

Världens minsta 3g-modul

En 26 mm lång 3g-modul ska öppna nätet för småprylar.

Annons
Första titten på nya Windows

Första titten på nya Windows

I ett försök att återta förlorad mark kommer Microsoft i kväll svensk tid att visa vad som väntar i nya Windows. 12 kommentarer

Avancerad radar ska 
upptäcka små båtar

Avancerad radar ska upptäcka små båtar

Finsk radar kan ha svårt att upptäcka mindre gummifartyg vid Estonias vrakplats. Men teknik som ska kunna göra det är på väg. 16 kommentarer

Estonia: Radar missar vrakplundrare

M/S Estonia i dag: Sportdykare uppges stjäla saker från vraket. 34 kommentarer

Teknikbolag experimenterar med teknik som ska göra att smartphones inte behöver basstationer.

Planen: Mobiler utan basstation

TEKNIKSVEPET. Här är ett urval av de senaste tekniknyheterna. 5 kommentarer

Batteri motar vinterkylan

Osynlig som Harry Potter

Nu finns en apparat som gör föremål osynliga. Och man kan bygga den själv.

Jas 39 Gripen E.

Ja till ubåtar och Jas-plan

Socialdemokraterna och Miljöpartiet är nu överens i flera försvarsfrågor. 4 kommentarer

Här i ödsliga Gobiöknen kan Kina komma att bygga ett labb för att testa slutförvaringen av kärnbränsle.

Underjordiskt labb byggs i Gobiöknen

Kina håller på att undersöka ett bergsområde inför byggandet av ett slutförvarslabb. 2 kommentarer

Var de 80 000 växellådorna som MAN beställt av Scania ska tillverkas är ännu inte bestämt.

MAN väljer Scania

Tio år efter att samarbetet presenterades första gången ser det nu ut att bli av. MAN köper växellådor av Scania. 8 kommentarer

Consumer reports testade hur lätt en Iphone böjs.

Sanningen om hur lätt Iphone knäcks

TEKNIKSVEPET. Här är ett urval av de senaste tekniknyheterna. 6 kommentarer

Litiumsvavelbatteri med hög kapacitet

Litiumsvavelbatteri med hög kapacitet

Litiumsvavelbatterier har överlägsen energitäthet jämfört med litiumjonceller. Nu förbättras även laddcykeln. 10 kommentarer

Rattstången på ett okänt antal Opel Corsa är felaktig

Varningen: Ratten går sönder på bilen

Hundratals bilägare i Sverige kan ha fått en bil som inte går att styra. 11 kommentarer

Exxon lämnar efter ryskt oljefynd

I helgen rapporterades om ett stort ryskt oljefynd som hittats av Exxon/Rosneft. I dag hävdar ryska media att Exxon drar sig ur samarbetet. 23 kommentarer

300 SL prins Bertil

Den första superbilen

TEKNIKHISTORIA. Måsvinge­bilen var världens snabbast serietillverkade bil. Men den var inte utan brister. 4 kommentarer

DEBATT
Vi måste fortsätta forska om biobränslen, anser debattörerna.

”Sluta forska är som att skjuta sig i foten”

REPLIK. Att lägga ned forskningen om biodrivmedel nu vore dumt, skriver en rad forskare. 52 kommentarer

”Ökad produktion av biodrivmedel kan ge nya jobb”

”Ökad produktion av biodrivmedel kan ge nya jobb”

DEBATT. Projektägarna väntar bara på politiskt ledarskap, skriver Gustav Melin, vd Svebio och Jan Lindstedt, ordförande i BioDriv. 55 kommentarer

Solnedgång vid Bicep2 (förgrunden) och South Pole Telescope (bakgrunden).

Eko från Big Bang var – bara damm

Europeiskt teleskop stjälper en av världshistoriens största upptäckter. 56 kommentarer

Tusentals appar olämpliga i jobbmobilen

Tusentals appar olämpliga i jobbmobilen

60 procent av de populäraste gratisapparna för Iphone är olämpliga i mobiler som används för affärskritiska uppgifter. 8 kommentarer

Stjärnkock slänger ut 
spisen – satsar på eld

Stjärnkock slänger ut spisen – satsar på eld

Stjärnkocken Mathias Dahlgren slängde ut spisen när köket renoverades i somras. Här är Sveriges modernaste restaurangkök. 31 kommentarer

Kameror från olika Iphone-modeller

Så dålig är din Iphone-kamera

Har verkligen Iphone-kamerorna blivit bättre? Ett proffs på att fotografera testade. 15 kommentarer

High tech-rullen ska 
hindra trassel på linan
High tech-rullen ska 
hindra trassel på linan

High tech-rullen ska hindra trassel på linan

UNDER SKALET. Nappar det? Under Skalet plockar isär en högpresterande fiskerulle. 4 kommentarer

Kaianders bästa seriestrippar
Kaianders bästa seriestrippar

Kaianders bästa seriestrippar

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

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

jobb145 st

Annons
Annons

Senaste videoklippen

Super Falcon Mark II

Visa alla

Hitta konsulten

Sök bland tusentals konsulter på nya Konsultguiden.se