Spændende at se at man længe har ment det var en god måde at lave en reaktor. Håber teknologien og knowhow er nået til det punkt hvor det kan lade sig gøre...
Ny reaktor skal løse britisk problem med atomaffald
'Vi akkumulerer, vi akkumulerer. Plutonium - millirem, millirem.'
Omkvædet fra den legendariske sang fra Jomfru Ane Band er i form af en helt ny teknologi blevet højaktuel i Storbritannien.
Her står man og bakser med cirka 100 tons akkumuleret plutonium, der er blandt resterne fra elproduktionen på landets atomkraftværker, og som man ikke rigtig ved, hvad man skal gøre med. Spørgsmålet er blandt andet, om plutonium skal opfattes som affald eller ressource.
Hos GE Hitachi mener man det sidste. Koncernen har netop fremlagt et 1.000 sider langt studie, der søger at overbevise Nuclear Decommissioning Authority, NDA, om, at en ny reaktorteknologi kaldet PRISM vil være en realistisk løsning på problemet.
En hurtig formeringsreaktor
PRISM er en såkaldt generation IV-reaktor. Den er en hurtig formeringsreaktor ('fast breeder'), der anvender flydende natrium som kølemiddel og plutonium som brændsel.
GE Hitachi opgør reaktoren til 622 MW, og NDA, der varetager håndteringen af i alt 480.000 kubikmeter britisk atomaffald, har nu indledt seriøse drøftelser med det amerikansk/japanske selskab om at anvende teknologien ved Sellafield, hvor alt landets plutonium er oplagret.
Med andre ord kan Storbritannien i bedste fald få en ny reaktortype, der både kan skaffe strøm og fjerne et følsomt problembarn, fordi plutonium i forbindelse med fissionen henfalder til mindre farlige materialer som blandt andet cæsium og rubidium.
Plutonium kan anvendes til atombomber og beskidte bomber, hvilket internationalt ses som en sikkerhedsrisiko i forhold til terror. Derfor ser mange gerne, at lagrene fjernes.
GE Hitachi har tidligere været på banen med tilbuddet, men teknologien blev dengang dømt for umoden til at kunne opnå licens. Men ifølge det nye studie fra selskabet, der er kommet som svar på en anmodning fra NDA om at finde på alternative måder at håndtere depoterne af plutonium på, er teknologien nu langt nok fremme.
GE Hitachi: Billigere end alternativet
Ifølge studiet vil PRISM-løsningen være billigere end alternativet, der er at omdanne plutoniummet til MOX-brændsel, som kan bruges i traditionelle reaktorer. Det skyldes blandt andet, at reaktoren vil blive sponsoreret af et GE Hitachi-ledet konsortium.
Rapporten har fået ok fra det tekniske konsulenthus DBD. Den fastholder, at i forhold til fremstilling af brændsel, drift og deponering af brændsel er der ingen fundamentale forhindringer i britisk lovgivning for at godkende projektet.
I forbindelse med jagten på alternativer fik NDA fire tilbud. To unavngivne er valgt fra, mens NDA samtidig med forhandlingerne med GE Hitachi har drøftelser med leverandøren af en reaktor kaldet EC6. Det er en forkortelse for Enhanced Candu6 og er en moderne 700 MW-version af det gennemprøvede Candu-design, som også kan brænde plutonium i reaktoren.
Det vil dog kun være i form af MOX-brændsel, men til gengæld er den basale teknologi allerede godkendte af de britiske myndigheder.
Dokumentation
Læs også
Re: Et par videoer af Natrium kølet reaktor
Højradioaktive isotoper
Det lyder lovende at England med en sådanne teknologi vil få mulighed for at nedbringe deres depot af højradioaktive isotoper, da opmagasinering af radioaktivt materiale der har en så lang henfaldstid som plutonium ikke rigtig er realistisk. Det er svært at bygge anlæg der kan garantere den sikkerhed der burde følge disse depoter og garanterede depotets strukturelle integritet i hele henfaldsperioden.
Lad os håbe at det kan hjælpe med at skabe en mere fornuftig debat omkring behandling og opmagasinering af radioaktivt affald.
25 års forsinkelse
Et tilsvarende projekt var i god gænge i begyndelsen af 1990'erne, dog var det et amerikansk-japansk samarbejde. Det drejede sig om den såkaldte IFR (Integral Fast Reactor), hvis oprindelse går tilbage til verdens første el-producerende reaktor EBR-1, som efterfulgtes af EBR-2. Men modstanden mod atomkraft havde i begyndelsen af 1990'erne nået sådanne højder, at projektet blev stoppet af Clinton administrationen. Med EBR-2 gennemførtes et forsøg, hvor man stoppede for kølingen og så fulgte slagets gang (ja, man havde regnet det ud på forhånd, men ville gerne have det bekræftet). Reaktoren lukkede sig selv ned!
Hvis ikke atomkraftmodstanderne havde haft heldet med sig, så ville vi i dag være nået langt videre med udvikling af energieffektive og sikre reaktortyper. Nu skal vi stort set begynde forfra.
Poul-Henning Kamp
Blogger
Re: 25 års forsinkelse
Et tilsvarende projekt var i god gænge i begyndelsen af 1990'erne, [...]
Og allerede i 1995 havde japans Monju reaktor et stort udslip af flydende natrium med efterfølgende brand.
(Ret specielt: der er gode videoer på youtube af resultatet)
Der er ikke noget ideelt ved flydende metal reaktorer, de har deres helt egne specielle problemer at slås med.
avatar Poul-Henning Kamp Re: 25 års fo
Der har været masser af fuld-skala forsøg med Na- eller NaK-kølede formeringsreaktorer. Alle lukket ned pga. budgetoverskridelser og/eller ulykker, ikke pga. sammensværgelser
mvh
Martin
99%
in the stores, in the once-through process.
If successful, it would appear nuclear fuel will be utilized 10'000 percent better.
Bit of a game changer, really.
Rusland foran
Det drejer sig om teknologi, som vil kunne udnytte ca. 60 gange mere energi af den uran, som i tidens løb er produceret, end de nuværende reaktorer. Samtidig med, at geologisk deponering af radioaktivt affald bliver overflødig. Det findes forskellige reaktortyper, som kan komme i spil, hvoraf nogle er kølet med flydende metal. I Rusland klatter man ikke med det: bygningen af en 1200 MW hurtig reaktor er netop besluttet. Se her
http://www.world-nuclear-news.org/NN-Large...
Re: Rusland foran
@ Bertel Lohman Andersen
Udnytte 60 gange mere engergi af den uran _____ nok muligt m e n, gem Plutonium'et til evt. senere anvendelse. Med et håb om et energimæssigt paradigmeskift.
Flydende Natrium er noget Nas.
Lars Tørnes Hansen
Abonnent
Flydende natrium
Jeg kan ikke lide Natrium som kølemiddel i en reaktor.
Jeg synes at det er en fejl at bruge Natrium som kølemiddel på samme måde som at vand som kølemiddel for en atomreaktor også er en fejl.
Fluorid salte er meget mere anvendelige. De påvirkes blandt andet ikke kemisk af neutronstrålingen, og reagerer ikke med vand og luft.
Jeg tænker at det vil være bedre for UK at brænde deres Plutonium af i en LFTR, hvor Thorum Fluorid er erstattet med Plutonium Fluorid
Det er værd bemærke sig at for en LFTR er brændselet/restprodukter noget man tilføjer/fjerner løbende - altså imens reaktoren er i drift. En LTFR kan regulere effekten på kun 60 sekunder. Af restproduktet fra en LFTR er 83% kun radioaktivt i 10 år, resten, 17%, som vist-nok er Cæsium og Strontium bør laves om til et glas-agtigt krystal, i stedet for at være cæsiumflorid og strontiumflorid, og så gemmes i 300 år, hvilket er betydeligt lavere end de 10.000 år plutonium kræver.
Det er også værd at bemærke at mængden af atomaffald fra en LFTR er en faktor 1.000 til 10.000 gange mindre end en LWR reaktor - og det skal som sagt lagres i meget kortere tid.
Nogle af restprodukterne (fra 83% delen) kan bruges i nuklear medicin.
Denne ing artikel skriver om det emne http://ing.dk/artikel/125284-cern-dansker-...
En LFTR producerer også et RE metal i en stabil (ikke radioaktiv) udgave. RE metallet er vigtigt i elektronik.
Når man på et tidspunkt så begynder at nærme sig de sidste mængder Plutonium skifter man til Thorium, fordi man skal have noget til at starte en Thorium reaktor med.
Der skulle være nok Thorium på jorden til at fortsætte med at bruge det i nogle 1000 år.
Er du mere interesseret i Thorium og LFTRs kan du læse "Super fuel" bogen: http://superfuelbook.com/
A new solution to our global energy crisis may lie in a simple element few know –thorium superfuel book coverAt the dawn of the atomic age, uranium and thorium were equally important as the element of choice in researching nuclear energy. Either one could have powered the world’s reactors. But it was uranium that won out, and thorium, which is far cleaner, safer, and more abundant than uranium, was relegated to the dustbin of science. With it went the possibility of creating a low risk nuclear energy source to power our planet. What might have happened had our scientists, our government, and the nuclear power industry invested the resources to develop this little known yet abundant element? Would we face a global energy crisis and the prospect of catastrophic climate change today? Why are countries around the world, including rising economic superpowers India and China, rushing to develop electricity from thorium while the United States, which studied thorium reactors extensively in the 1960s, plays catch-up? Now, as the world searches for cheap, non-carbon-emitting energy sources, thorium is reemerging as an overlooked solution that could provide hundreds of years of clean, safe power. As one of the first energy experts to promote the development of thorium, award-winning science writer Richard Martin combines science, new historical research, and a gripping business narrative to tell the untold story of thorium power – and show how we can wean ourselves off our fossil-fuel addiction, deliver a safe energy source for a millennia, and avert the risk of catastrophic climate change. At once a big think book and a science manifesto, SuperFuel challenges us to look back at what could have been different in history and forward to an energy revolution in the making. The most important science and technology book of the year, SuperFuel will change the discussion of our energy future.
er sakset fra http://superfuelbook.com/the-book/
Lars Tørnes Hansen
Abonnent
Re: Flydende natrium
... Jeg tænker at det vil være bedre for UK at brænde deres Plutonium af i en LFTR, hvor Thorum Fluorid er erstattet med Plutonium Fluorid ...
Glemte lige nogle links:
http://www.youtube.com/watch?v=P9M__yYbsZ4
http://energyfromthorium.com/lftradsrisks....
http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_fluori...
Poul-Henning Kamp
Blogger
Re: Flydende natrium
Fluorid salte er meget mere anvendelige. De påvirkes blandt andet ikke kemisk af neutronstrålingen, og reagerer ikke med vand og luft.
Men det gør de til gengæld med stort set alt andet ved de temperaturer der er tale om...
Lars Tørnes Hansen
Abonnent
Re: Flydende natrium
[quote] Fluorid salte er meget mere anvendelige. De påvirkes blandt andet ikke kemisk af neutronstrålingen, og reagerer ikke med vand og luft.
Men det gør de til gengæld med stort set alt andet ved de temperaturer der er tale om...[/quote]
Jeg skrev fluorid salte, altså fluor bundet sammen med et metal.
Bundet i en ion forbindelse har fluor reageret med noget andet fra "stort set alt andet".
Lars Tørnes Hansen
Abonnent
Re: Flydende natrium
[quote][quote] Fluorid salte er meget mere anvendelige. De påvirkes blandt andet ikke kemisk af neutronstrålingen, og reagerer ikke med vand og luft.
Men det gør de til gengæld med stort set alt andet ved de temperaturer der er tale om...[/quote]
Jeg skrev fluorid salte, altså fluor bundet sammen med et metal.
Bundet i en ion forbindelse har fluor reageret med noget andet fra "stort set alt andet".[/quote]
Edit:
Ok, jeg kilder hvor den ene siger at der ikke sker noget og så Engelsk Wikipedia siger at der sker en voldsom reaktion med vand.
Nu er jeg nysgerrig:
Nogen kemiker / kemiingeniør der kan fortælle mig hvem har ret?
Natriumflourid
NaF ligner lidt almindelig salt, smelter ca. 990 grader C. Stærkt giftigt. Begrænset opløseligt i vand, men reagerer ikke som antydet. Anvendes f.eks. som flussmiddel ved sølvslaglodning. (K69)
Natriumflourid
Anvendes i stor stil i smelten sammen med Kryolit (Natrium aluminiumflourid) ved elektrolytisk fremstilling af aluminium.
Kunne den voldsomme reaktion være metallisk natrium's reaktion med vand ?
Re: Flydende natrium
Jeg kan ikke lide Natrium som kølemiddel i en reaktor. Jeg synes at det er en fejl at bruge Natrium som kølemiddel på samme måde som at vand som kølemiddel for en atomreaktor også er en fejl.
Ok, jeg vil gerne have uddybet hvorfor det er en fejl at bruge vand. Let vand er billigt, kemisk stabilt og kan ikke transmutere til noget forfærdeligt.
Fluorid salte er meget mere anvendelige. De påvirkes blandt andet ikke kemisk af neutronstrålingen, og reagerer ikke med vand og luft. Jeg tænker at det vil være bedre for UK at brænde deres Plutonium af i en LFTR, hvor Thorum Fluorid er erstattet med Plutonium Fluorid
en LFTR kræver flere køleløkker, hvilken gør den dyrere. Saltet fungerer som elektrolyt hvilke giver galvanisk korrosion imellem forskellige materialer, hvilket kræver at alt skal laves af samme nikkelbaserede legering, hvilket gør en LFTR dyrere. Saltet skal løbende renses for affaldsprodukter, hvilket gør en LFTR dyrere.
mvh
Martin
britisk problem
Tak for flere interessante kommentare om fremtidens muligheder.
Meget ser jo lyst ud, ikke mindst for teknikudviklingen.
Det kan jo være Sellafield kommer til ære og værdighed igen. Læser og forstår man "Sellafield stories", indser man, at dér findes en hel del viden, som kan komme til nytte.
En parallel til CANDU var den svenske "Marviken", som jeg arbejdede med nogle år og lærte mig lidt logik og boolesk algebra for et hydrauliskt styresystem inden IT var opfundet og tilstrækkeligt sikkert.
Tungt vand D2O fryser ved + 4 C, så derfor må kølingen ikke nogen steder gå under +4 C.
Køling kræver sin konstruktør, og det er nok en fordel at have studeret VDI Wärmeatlas inden man føler sig alt for sikker.
Mvh Tyge
Ressourcen
Det interessante ved GE Hitachis tilbud er vel at det kan blive den første demostration af at affaldet fra kernekraftværker ikke er et problem, men en ressource.
Det er så samtidigt en interesant discussion om Natrium-kølling er en god ide eller om det er bedre at satse på bruge LFTR.
Re: Flydende natrium
Fluorid salte er meget mere anvendelige. De påvirkes blandt andet ikke kemisk af neutronstrålingen, og reagerer ikke med vand og luft. Jeg tænker at det vil være bedre for UK at brænde deres Plutonium af i en LFTR, hvor Thorum Fluorid er erstattet med Plutonium Fluorid
en LFTR kræver flere køleløkker, hvilken gør den dyrere. Saltet fungerer som elektrolyt hvilke giver galvanisk korrosion imellem forskellige materialer, hvilket kræver at alt skal laves af samme nikkelbaserede legering, hvilket gør en LFTR dyrere. Saltet skal løbende renses for affaldsprodukter, hvilket gør en LFTR dyrere.
mvh
Martin
[/quote]
Hej Martin.
Det er en alt for simpel udlægning af de økonomiske perspektiver.
De ekstra "løkker" du taler, er blot een lille primær løkke indeholdt i selve kernen. Det fordyrer minimalt.
De korrosive egenskaber af f.eks. FLIBE salt, kan kontrolleres ved at bruge de rigtige materialer (f.eks. Alloy-N beklædt med alm. "reactor grade" rustfrit stål), som måske er en anelse dyrere at producere end rene rustfrie stålrør, men til gengæld spares enormt på at rør og pumper kun skal holde til 1 atm tryk.
FS-MSR kan køres i en modus hvor der kun foretages minimal salt rensning (udbobling af FP gasser og mekanisk partikelfiltrering). Det er næppe særligt fordyrende. Det er simple, kendte teknologier.
Der er jo til gengæld en hel del ting ved FS-MSR, som giver store besparelser den anden vej. Ingen mega køletårne, ingen mega trykbeholder, højere termisk effektivitet (en af de vigtigste økonomiske parametre!), meget simplerere sikkerhedssystemer, markant højere load faktor, 99% burn up, intet behov for berigelse af brændslet, langt mindre affald at håndtere osv.
Et specielt tiltrækkende økonomisk nøgleelement er muligheden for at fabriks-massefremstille komponenterne, grundet deres mindre dimensioner.
Et af de dyreste ting ved en konventionel reaktor er at mange interne komponenter (trykbeholderen f.eks.) konstrueres "on site".
Man kan endnu ikke entydigt udregne de økonomiske aspekter i detaljer for LFTR, dertil er teknologien for umoden. Men man kan pejle sig i retning af at dette potentielt kan bliver en rigtig indbringende reaktortype.
Ref: http://info.ornl.gov/sites/publications/fi...
Se specielt tabel 2 & 3.
Mvh,
Thomas.
Re: Flydende natrium
Edit: Ok, jeg kilder hvor den ene siger at der ikke sker noget og så Engelsk Wikipedia siger at der sker en voldsom reaktion med vand. Nu er jeg nysgerrig: Nogen kemiker / kemiingeniør der kan fortælle mig hvem har ret?
Hej Lars.
Så vidt wikipedia siger, så reagerer FLIBE IKKE voldsomt med vand:
http://en.wikipedia.org/wiki/FLiBe
Måske har du læst forkert?
Mvh
Thomas.
Lars Tørnes Hansen
Abonnent
Re: Flydende natrium
[quote] Edit: Ok, jeg kilder hvor den ene siger at der ikke sker noget og så Engelsk Wikipedia siger at der sker en voldsom reaktion med vand. Nu er jeg nysgerrig: Nogen kemiker / kemiingeniør der kan fortælle mig hvem har ret?
Hej Lars.
Så vidt wikipedia siger, så reagerer FLIBE IKKE voldsomt med vand:
http://en.wikipedia.org/wiki/FLiBe
Måske har du læst forkert?
Mvh
Thomas.[/quote]
Ja det har jeg også læst, incl at foriderne danner forbindelser der er stabile, men jeg bliver kildekritisk når jeg på engelsk wikipedia kan læse:
Uranium hexafluoride (UF6), referred to as "hex" in the nuclear industry, is a compound used in the uranium enrichment process that produces fuel for nuclear reactors and nuclear weapons. It forms solid grey crystals at standard temperature and pressure (STP), is highly toxic, reacts violently with water and is corrosive to most metals. It reacts mildly with aluminium, forming a thin surface layer of AlF3 that resists further reaction.
Jeg er dog klar over at "Thorium Remix 2011" Youtube videoen nævner følgende:
Det fremgår at hex adskilles fra en destillationskolonne som gas øverst. Den kolonne tilføres fluor. Vi får nu UF4(l) omdannet til, UF6(g) - hex. Heldigt nok reagerer Thoriumfluorid ikke med fluor, så Th-fluorid går tilbage til den yderste del af reaktoren.
Hex, som er en gas, går så over i en anden kolonne hvor der tilføres hydrogen, som straks snupper 2 fluor atomer fra hex, hvorved man får: UF4(l) + 2HF(g).
HF gas bliver så ført tilbage til elektrolyse og hvor fluor går ind i 1. kolonne og hydrogen i den 2. kolonne.
Fra den anden kolonne bliver UF4 så ført direkte ind i den inderste del af reaktoren.
På den måde har man så flyttet U-233 (resultatet af at Thorium-233 har forvandlet sig til til Uran-233, ved at optage en neutron i kernen) fra den yderste del af reaktoren i LFTRen til den inderste del af reaktoren hvor selve fissionen af U-233 foregår.
Just do it
Tilsyneladende vil de have penge til deres store eksperiment og kan ikke få dem på almindelige vilkår. Påstanden er ellers, at de sparer penge.
Det er en skidt ide at kaste gode penge efter dårlige penge.
Dem som sysler med Thorium reaktorer mener de kan bygge dem små nok til militær anvendelse også baseret på flydende salt.
Hvad om de fik lov til at bevise det først for militære budgetter.
Hvis man så bagefter vellykkede militære installationer virkelig mener man kan bekæmpe KK værkernes store problem med affald billigere end den "ikke løsning" man praktiserer i dag, så må man politisk kræve, at ejerne af KK værker kommer til lommerne og betaler. Det kan gøres ved at hæve prisen på KK el til noget lidt nærmere et realistisk niveau.
Ps. Clinton støttede ligesom alle andre præsidenter til og med Obama KK industrien massivt. Denne støtte har aldrig været et tema for en præsident kampagne og der er ingen forskel i opbakningen til KK mellem demokrater og republikanere. US Navy har 115 reaktorer kørende på skibe, der skal i krig og der er et massivt kernevåbenarsenal, så man er bestemt ikke KK sart, så forestillingen om at modstand imod KK har stoppet et forskningsprogram er hevet lige ud af den blå luft.
Poul-Henning Kamp
Blogger
Re: Just do it
[...]og der er ingen forskel i opbakningen til KK mellem demokrater og republikanere.
Det er nu godt nok noget af en tilnærmelse du gør der, men lad os gemme den betændt sag til en anden gang.
Re: Flydende natrium
Ja det har jeg også læst, incl at foriderne danner forbindelser der er stabile, men jeg bliver kildekritisk når jeg på engelsk wikipedia kan læse: [quote] Uranium hexafluoride (UF6), referred to as "hex" in the nuclear industry, is a compound used in the uranium enrichment process that produces fuel for nuclear reactors and nuclear weapons. It forms solid grey crystals at standard temperature and pressure (STP), is highly toxic, reacts violently with water and is corrosive to most metals. It reacts mildly with aluminium, forming a thin surface layer of AlF3 that resists further reaction.
Jeg er dog klar over at "Thorium Remix 2011" Youtube videoen nævner følgende:
Det fremgår at hex adskilles fra en destillationskolonne som gas øverst. Den kolonne tilføres fluor. Vi får nu UF4(l) omdannet til, UF6(g) - hex. Heldigt nok reagerer Thoriumfluorid ikke med fluor, så Th-fluorid går tilbage til den yderste del af reaktoren.
Hex, som er en gas, går så over i en anden kolonne hvor der tilføres hydrogen, som straks snupper 2 fluor atomer fra hex, hvorved man får: UF4(l) + 2HF(g).
HF gas bliver så ført tilbage til elektrolyse og hvor fluor går ind i 1. kolonne og hydrogen i den 2. kolonne.
Fra den anden kolonne bliver UF4 så ført direkte ind i den inderste del af reaktoren.
På den måde har man så flyttet U-233 (resultatet af at Thorium-233 har forvandlet sig til til Uran-233, ved at optage en neutron i kernen) fra den yderste del af reaktoren i LFTRen til den inderste del af reaktoren hvor selve fissionen af U-233 foregår.[/quote]
Hej Lars.
Ifg. denne reference fra wikipedia er det sandt hvad der står på "Flibe" siden:
http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_fluori...
"Stable coolant. Molten fluorides are chemically stable and impervious to radiation. The salts do not burn, explode, or decompose, even under extreme temperature and radiation.[37] There are no rapid violent reactions with water and air that sodium coolant has. There is no combustible hydrogen production that water coolants have. The molten fluoride coolant has no significant chemical reactions with any of the materials present in the reactor system.[38]"
De to referencer ser solide nok ud.
Mvh,
Thomas.
Kommentarer (25)