Snabba reaktorns mål: Oskarshamn

2011-05-11 14:00 Lars Anders Karlberg  

Vem blir först med en snabb reaktor i Oskarshamn? Svenska Electra eller amerikansk-japanska Prism? Det handlar om fjärde generationens reaktorer som ska lösa problemet med långlivat kärnavfall.

<p>Den svenska forskargruppen Genius, med KTH-professorn Janne Wallenius i spetsen, vill bygga en kombinerad testreaktor och utbildningsreaktor i Oskarshamn. Man har döpt den till Electra och vänt sig till regeringen för att få support. </p> <p>- Electra skulle kunna stå färdig 2020, säger Janne Wallenius till Ny Teknik.</p> <p>Samtidigt ligger det amerikanska reaktorföretaget GE Hitachi Nuclear Energy i startgroparna för att sälja in sin generation fyra-reaktor Prism. </p> <p>- Vi är redo att bygga den första kommersiella Prism-reaktorn. Jag hoppas Sverige blir ett av de första länderna, kanske rentav det första, säger Eric Loewen, chefsingenjör för Prismprojektet vid GE i USA, till Ny Teknik.</p> <p>Med fjärde generationens metallkylda reaktorer säger man sig kunna lösa problemet med det växande avfallsberget av vanligt uranbränsle, plus vapenplutionium och annat plutonium, som utgör en säkerhetsrisk.</p> <p>- Det avfall som kommer ur våra Prism-reaktorer är efter 300-500 år mindre radioaktivt än vad naturligt uran i en urangruva är. Jämför det med dagens kärnavfall som är radioaktivt i tusentals år, säger Eric Loewen.</p> <p>Mer än 5 000 ton högaktivt uranbränsle ligger och svalnar i de stora kylbassängerna i Clab, det centrala svenska mellanlagret för använt kärnbränsle, som ligger i anslutning till Oskarshamns kärnkraftverk.</p> <p>Det är uranbränsle som använts i de svenska kärnreaktorerna och som om tio år ska fraktas till det planerade slutförvaret 500 meter ned i urberget vid Forsmarks kärnkraftverk.</p> <p>Trots att det tjänat ut som bränsle i dagens lättvattenreaktorer har det 80-90 procent av sitt energivärde kvar.Det är här som kärnkraftsindustrin och kärnkraftsforskarna vädrar morgonluft. </p> <p>Visionen är ett system där dagens kärnkraftverk kombineras med de nya, snabba reaktorerna, som använder uttjänt kärnbränsle från Generation tre och tre+ för att driva Generation fyra-reaktorerna.</p> <p>- Avfallet från en process blir bränsle i en annan, säger Eric Loewen.

Eric Loewen och Janne Wallenius anger proportionerna en metallkyld reaktor på två lättvattenreaktorer.

Både den svenska Electra-reaktorn och den amerikanska Prism-reaktorn använder flytande metaller som kylmedel – bly i Electra och natrium i Prism.

Och båda bygger på passiv kylning, det vill säga att man förlitar sig på de fysikaliska lagarna som gör att kylmedlet kan cirkulera av sig självt utan elektriska pumpar och ventiler.

- En sådan reaktor klarar en ”station black out” när hela elsystemet slås ut och därmed också kylpumparna, säger Eric Loewen.

Janne Wallenius säger till Ny Teknik att blykylda Electra har längre tid till marknaden än natriumkylda Prism.

- Prism är en kraftreaktor med mycket högre effekt än Electra. Den bygger på känd och utprovad natriumteknik, så GE kan säkert sälja den i morgon om man hittar en kund, säger Janne Wallenius.

Själv tror han dock att natriumreaktorn får svårare att uppfylla de krav på passiv säkerhet som man förmodar kommer att ställa i den licensieringsprocess som en ny, fjärde generationens reaktor måste genomgå innan den får uppföras, oavsett land.

Men Eric Loewen, som forskade i åtta år på reaktorer med bly och bly-bismuth innan han gick över till GE och tog över ansvaret för den natriumforskning som där fanns, säger till Ny Teknik:

- Natriumreaktorerna har kommit längre i utvecklingen och är redo för marknaden nu. De kommer att öppna dörren för blykylda reaktorer, säger Eric Loewen.

Gen IV-reaktorer

Den fjärde generationens snabba reaktorer har sina rötter i dagens bridreaktorer, men ny teknik gör att de blir mycket säkrare att driva.

Till skillnad från dagens lättvattenreaktorer, som går på lättkluvet anrikat uran, kan de snabba rektorerna använder uran som redan använts i lättvattenreaktorer och som har kvar 80-90 procent av sitt energiinnehåll.

De kallas för snabba reaktorer för att neutronerna som släpps loss vid kärnreaktionerna har högre energi än i dagens reaktorer.

Neutronerna från kärnklyvningen är så snabba att även det svårkluvna ”avfallet” från lättvattenreaktorerna kan antändas.

Men då duger inte vatten som kylmedium, eftersom vatten bromsar neutronerna.

Endast en handfull ämnen, som natrium, helium och bly, släpper igenom neutronerna med full fart och det är det man använder i fjärde generationens kärnreaktorer.

Men det ställer till med nya problem, som höga temperaturer, korrosiva miljöer och nötande material. Nya konstruktionsmaterial, som tål den tuffa miljön, måste utvecklas.

Plus och minus med Gen IV

PLUS

+ Utnyttjar kvarvarande energi i det bränsle som dagens lättvattenreaktorer lämnar som avfall.

+ Utnyttjar bränslet 100 gånger mer effektivt än dagens kärnreaktorer.

+ Kan ”bränna” plutonium, både vapenplutonium och annat plutonium, på ett säkert sätt.

+ Förkortar tiden som kärnavfallet är giftigt för människan från 100 000 år till 300-500 år.

+ Säkrare teknik med passiv kylning som inte är beroende av eldrivna pumpar eller manuell hantering.

MINUS

- Dyrare teknik än med lättvattenreaktorer på grund av de höga temperaturer som uppstår vid kärnreaktionerna.

- För att kunna använda svårkluvet kärnbränsle krävs flytande metall som kylmedel, vilket ställer stora krav på materialet i reaktorn.

- Det hittills bästa kylmedlet, smält bly, är mycket korrosivt mot metallerna i reaktorn och kräver ytterligare forskning och tester.

- Flytande natrium, som det forskats mest om, är har nackdelen att det är explosivt om det kommer i kontakt med vatten.

Lars Anders Karlberg

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkla: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Sponsrat innehåll

ANNONS

Debatt