Reaktortanken blir kritiska punkten om kärnkraftverk ska drivas i 80 år

2022-10-21 16:53  

Vattenfall ska undersöka möjligheten att driva sina reaktorer i 80 år. Den kritiska komponenten blir reaktortanken, som försprödas av neutronbestrålning. Den är besvärlig och dyr att byta ut.

Den statliga energijätten Vattenfall äger fem kärnreaktorer som är i drift i dag, tre i Forsmark och två i Ringhals. Hittills har bolaget planerat för att de ska drivas i 60 år, vilket skulle innebära en stängning omkring år 2040.

Men i en intervju med Sveriges Radio säger vd Anna Borg att Vattenfall ska börja undersöka möjligheten att driva reaktorerna i 80 år.

– Vi är ganska övertygade om att vi kommer att kunna förlänga i ytterligare 20 år, men om det går får analyserna visa. Men det finns ganska goda förutsättningar för det, säger hon till Sveriges Radio.

Vattenfall är långt ifrån ensamt. Världen över arbetar kärnkraftsoperatörer med planer på längre drifttid. Men än så länge finns det ingen kärnreaktor i världen som har varit i drift så länge som 80 år.

Ringhals kärnkraftverk. Numera är endast två reaktorer i drift. Foto: BJÖRN LARSSON ROSVALL / TT

Fortum ansökte till exempel i början av året om förlängd drift av de två reaktorerna i Loviisa, Finlands äldsta kärnkraftverk, fram till 2050. Om den finska strålsäkerhetsmyndigheten ger sitt tillstånd skulle det innebära att reaktorerna drivs i 73 respektive 70 år.

Reaktortanken sätter gränsen

I USA har frågan om förlängd drifttid blivit kontroversiell sedan kärnkraftsmyndigheten Nuclear Regulatory Commission i februari i år backade från ett tidigare besked. Förra året gav myndigheten tillstånd till flera reaktorer att drivas i 80 år, men i år kom beskedet att det krävs en mer omfattande miljöprövning för en sådan livstidsförlängning.

Beskedet betecknas som ett kraftigt bakslag för kärnkraftsindustrin och en framgång för miljörörelsen, som hade tryckt på för utökade konsekvensanalyser.

Den komponent som sätter gränsen för hur lång tid en kärnreaktor kan drivas är reaktortanken. Neutronerna som ska klyva atomerna i bränslet läcker ibland från härden och träffar reaktortanken. Neutronbestrålningen kan orsaka försprödning av materialet i reaktortanken, framför allt i svetsfogarna. Drivs reaktorn tillräckligt länge kan reaktortanken spricka och så småningom orsaka en härdsmälta.

För att kärnkraftsoperatörerna ska kunna följa hur reaktortanken påverkas av neutronerna över tid ligger små provbitar av samma material inne i tanken.

– De proverna tar man ut med jämna mellanrum och studerar, för att se hur materialet påverkas, berättar Carl Berglöf, kärnkraftsexpert på branschorganisationen Energiföretagen.

”Man byter inte en reaktortank”

Reaktortanken är stor och radioaktiv. Den är därför dyr och besvärlig att byta ut.

– Historiskt har man sagt att man byter inte en reaktortank. Den dagen stänger man. Men nu pågår diskussioner internationellt om möjligheten att byta tank, så det är inte helt uteslutet längre. Om elpriserna är på den här nivån som nu för tiden blir det en helt annan lönsamhet, säger Carl Berglöf.

I Sverige finns både tryckvattenreaktorer och kokvattenreaktorer i drift. De två reaktorerna som fortfarande är i drift i Ringhals är av tryckvattenkonstruktion, medan de övriga svenska reaktorerna är av kokvattensnitt.

Forsmarks kärnkraftverk har tre reaktorer i drift. Arkivbild Foto: Fredrik Sandberg/TT

Enligt Carl Berglöf har tryckvattenreaktorerna en större utmaning än kokvattenreaktorerna när det gäller att förlänga drifttiden. I tryckvattenreaktorerna utsätts reaktortanken för mer neutronbestrålning och kan därför snabbare drabbas av försprödning.

– Kokvattenreaktorer har en större diameter, så tanken är längre bort från bränslet i den konstruktionen. I kokvattenreaktorerna kokar vattnet i härden, så då behöver man ha mer utrymme och då blir tanken större, säger Carl Berglöf.

För att minska neutronbestrålningen av reaktortanken kan kärnkraftsoperatörer placera skärmande bränsleknippen längs kanterna av reaktortanken. Knippena består då av låganrikat uran som fungerar som skydd. Uranet absorberar neutroner så att neutrondosen som tanken utsätts för minskar.

”Generatorer och turbiner har redan bytts”

Det är en strategi som till exempel används i Ringhals, berättar Patrick Isaksson, utredare på Strålsäkerhetsmyndigheten.

– Men man har sett att försprödningen av reaktortanken går långsammare än vad man trodde i början, när kärnkraften byggdes. Verken har effekthöjt, vilket gör att reaktortanken utsätts för fler neutroner i ett högre tempo, men försprödningen sker ändå i ungefär samma takt som man förutspådde på 1970-talet, säger Patrick Isaksson.

Även andra stora komponenter är dyra att byta i ett kärnkraftverk, till exempel generator och turbiner.

– Men de har de svenska kärnkraftverken redan bytt på alla reaktorer någon gång. Även ånggeneratorerna på tryckvattenreaktorerna är utbytta, säger Carl Berglöf.

”Åldringsfrågor kopplade till inneslutningen”

I de flesta andra länder är det vanligt att kärnkraftverken får tidsbegränsade tillstånd av myndigheterna att driva sina anläggningar. Men i Sverige får kärnkraftsoperatören driva anläggningen så länge bolaget kan uppfylla säkerhetskraven.

Var tionde år gör myndigheten en genomgång för att kontrollera att anläggningen är säker att driva tio år till. Om Vattenfall vill driva sina reaktorer i 80 års tid behövs därför ingen ny ansökan till Strålsäkerhetsmyndigheten.

Jan Hanberg, enhetschef på Strålsäkerhetsmyndigheten, förväntar sig att myndigheten successivt kommer att öka sitt fokus på åldringsfenomen i tillsynen av de svenska kärnkraftverken.

– Det finns dels åldringsfenomen i material som utsätts för strålning. Sedan finns det också åldringsfrågor kopplade till inneslutningen av betong, som har förspända vajrar inuti sig för att kunna motstå tryck, säger han.

Svenska kärnreaktorer i drift

Forsmark 1: Kokvattenreaktor, 990 MW elektrisk effekt.

Forsmark 2: Kokvattenreaktor, 1 121 MW elektrisk effekt.

Forsmark 3: Kokvattenreaktor, 1 172 MW elektrisk effekt.

Ringhals 3: Tryckvattenreaktor, 1 074 MW elektrisk effekt.

Ringhals 4: Tryckvattenreaktor, 1 130 MW elektrisk effekt.

Oskarshamn 3: Kokvattenreaktor, 1 400 MW elektrisk effekt.

Linda Nohrstedt

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.

  Kommentarer

Debatt