Ny underkritisk kärnreaktor kan oskadliggöra atomavfall

2003-06-03 23:00  

Vid ett banbrytande experiment i Frankrike, har forskare för första gången lyckats styra effekten i en så kallad underkritisk reaktor. Det är ett viktigt steg på vägen mot en ny typ av kärnreaktorer, som kan användas för att oskadlig-göra högaktivt och långlivat kärnavfall.

Experimentet genomfördes i försöksreaktorn Masurca, som finns på den franska atomenergikommissionen CEAs testanläggning Cadarache i södra Frankrike. Men det ingår i ett EU-projekt där även svenska forskare deltar.

- Till skillnad mot i dagens reaktorer, avstannar kedjereaktionen i en underkritisk reaktor så fort man inte längre tillför neutroner ut-ifrån. Därmed ökar man säkerhetsmarginalerna, vilket är viktigt när man ska förbränna högaktivt kärnavfall.

Det förklarar Per Seltborg, doktorand i reaktorfysik vid KTH och en av de svenska deltagarna i projektet.

Alla dagens kärnreaktorer är kritiska. Det innebär att kedjereaktionen i reaktorhärden fortsätter av sig själv, tills man sticker in styrstavar för att stoppa den. En underkritisk reaktor är däremot beroende av en yttre neutrongenerator för att fungera. Så fort denna stängs av, upphör kedjereaktionen i härden.

I en framtida fullskalig reaktor tänker man använda en partikel-

accelerator, som skickar högenergetiska protoner mot en kärna av bly och vismut inne i reaktorhärden, när dessa träffar kärnan bildas bland annat neutroner. Detta kallas spallation, och nobelpristagaren Carlo Rubbia har skissat på reaktorer av denna typ.

I det experiment som nu genomförts använder man sig av en betydligt svagare neutronkälla, som accelererar deuteroner mot en kärna av tritium mitt i reaktorhärden. De neutroner som då bildas startar en kedjereaktion, men denna upphör så fort neutronkällan stängs av.

Forskarna använde en ny neutrongenerator kallad Génépi, med vars hjälp man för första gången i världen kan styra och kontrollera effekten i reaktorn. Vid tidigare experiment har neutrongeneratorn varit antingen på eller av, men med Génépi kunde de stegvis variera reaktorns effekt mellan 2 och 30 W.

Huvudskälet till att utveckla underkritiska reaktorer är att kunna oskadliggöra de mest giftiga och långlivade komponenterna i kärnavfallet, i första hand plutonium, americium och curium.

Detta kallas transmutation, och skulle också kunna åstadkommas i snabba kritiska reaktorer. Men underkritiska reaktorer är bättre, säger Per Seltborg.

- I bridreaktorer kan man av säkerhetsskäl bara ha små mängder americium och curium i bränslet. I underkritiska reaktorer kan man däremot ha hur stor andel som helst av både dessa ämnen och plutonium. Därför krävs det inte så många sådana reaktorer för att bli av med avfallet.

Nästa steg i EU-projektet är att bygga en experimentreaktor på cirka 100 MW, som ska vara i drift omkring 2015. Den första fullskaliga underkritiska reaktorn kan vara i drift 2030 eller 2040, säger Per Seltborg.

- Förutom att förstöra kärnavfall kommer den också att producera energi. Men den blir lite dyrare i drift än en vanlig reaktor, eftersom det går åt mycket el till att driva proton-acceleratorn.

Miki Agerberg

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: 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

Debatt