RSS
Kommentarer (7)
Hvilke krav kan man stille til fremtidens reaktor?
Hvis kernekraft skal blive mere udbredt end det er i dag og være mere acceptabelt, så er der en række krav der skal opfyldes.
Prisen:
Kapitalkravene er meget store i dag, det er nødvendigt at bygge billigere
Reaktorproduktionen:
Fordi reaktorer er store og dyre at bygge er både økonomisk og teknisk vanskeligt at udbrede dagens reaktorer og så tager det også mange år at bygge, derfor er masseproduktion en nødvendighed.
Størrelse og effekt:
I dag er man nødt til at bygge meget store reaktorer med meget stor effekt for at bygge økonomisk, det er nødvendigt også at kunne bygge mindre reaktorer økonomisk.
Driftsomkostninger:
Driftomkostningerne skal være så lave som muligt, derfor er automatiserede værker der kører selv, evt med en enkelt opsynsmand en nødvendighed.
Kompleksitet:
Dagens reaktorer er meget komplekse, man er gået et stykke af vejen med at simplificere reaktorerne med G III+, men det er nødvendigt at gå længere.
Reaktorsikkerhed:
Absolut passiv sikkerhed er en "must".
Modularitet:
Ingen del skal være større end de kan fragtes på en lastbil eller togvogn, det gør reaktoren nem og billig at transportere, samle og skille ad igen ved dekommissioneringen.
Reaktoreffektivitet:
Dagens vandbaserede reaktorer kan omdanne 33-37% af den varme reaktoren producerer til el. De nye reaktorer skal op på omkring 50%.
Vandbesparelse:
Dagens reaktorer bruger store mængder vand, det forbrug skal nedbringes kraftigt, da det er et problem i områder med mangel på vand.
Versatilitet:
En ny reaktor skal ud over at producere el og fjernvarme også kunne fremstille procesvarme og brint.
Arbejdstemperatur:
Hænger bl.a. sammen med versatilitetskravene, mindst 850°C
Stærkt mindsket brændselsbehov:
Fremtidens reaktor skal kunne udnytte sin brændsel meget bedre. Det kræver formeringsreaktorer (conversion rate 1,0), og dermed en god neutronøkonomi.
Meget lille affaldsproduktion:
Der skal laves meget mindre affald og et affald der er farligt i meget kortere tid.
Meget mindre og lettere og trykfri reaktorkerne:
Fremtidige reaktorkerner skal være små, ikke-tryksatte, og kun rumme et minimum af brændsel og affald ad gangen.
Enkel, automatiseret oparbejdningsproces on site:
Affaldet skal med enkle midler oparbejdes on site.
Kan alle disse forskelligrettede krav så forenes i én reaktor?
Formentlig, men det kræver en forskningsindsats. Den reaktortype der springer i øjenene her en Molten Salt Reactor der kører med thorium/uran-233 cyklus i en tosaltsløsning, hvor brændselssalt og blanket salt til formering af u-233 holdes adskilt, da det letter den kemiske proces med udskildelse af brændsel og affald, da de to så ikke mødes. Det største problem vil her være at få en tilstrækkeligt god neutronøkonomi. Det kan dog opnås ved at lave reaktoren som en ADS, hvor en protonkanon, der fremstiller neutroner mod et spalleringsmål for at sikre der er nok neutroner tilstede. En smeltesaltløsning sikre også at der ikke er mere spaltbart materiale end der er nødvendigt for at opnå kritikalitet i reaktoren ad gangen. Da sådan en reaktor ikke er tryksat, affaldet løbende fjernes og de radioaktive stoffer er bundet i saltene, så vil det ikke være nødvendig med en stor dyr reaktorindeslutning. Som passiv sikkerhed kan bl.a. anvendes en smelteprop i bunden af reaktoren. Hvis reaktoren kommer over tilladt drifttemperatur, så smelter proppen og Newtons lov sikre så at reaktorens indhold ryger ned i et afløb, hvor det fordeles på flere tanke, så indholdet i tankene ikke kan blive kritisk.
Hvis kernekraft skal blive mere udbredt end det er i dag og være mere acceptabelt, så er der en række krav der skal opfyldes.
Prisen:
Kapitalkravene er meget store i dag, det er nødvendigt at bygge billigere
Reaktorproduktionen:
Fordi reaktorer er store og dyre at bygge er både økonomisk og teknisk vanskeligt at udbrede dagens reaktorer og så tager det også mange år at bygge, derfor er masseproduktion en nødvendighed.
Størrelse og effekt:
I dag er man nødt til at bygge meget store reaktorer med meget stor effekt for at bygge økonomisk, det er nødvendigt også at kunne bygge mindre reaktorer økonomisk.
Driftsomkostninger:
Driftomkostningerne skal være så lave som muligt, derfor er automatiserede værker der kører selv, evt med en enkelt opsynsmand en nødvendighed.
Kompleksitet:
Dagens reaktorer er meget komplekse, man er gået et stykke af vejen med at simplificere reaktorerne med G III+, men det er nødvendigt at gå længere.
Reaktorsikkerhed:
Absolut passiv sikkerhed er en "must".
Modularitet:
Ingen del skal være større end de kan fragtes på en lastbil eller togvogn, det gør reaktoren nem og billig at transportere, samle og skille ad igen ved dekommissioneringen.
Reaktoreffektivitet:
Dagens vandbaserede reaktorer kan omdanne 33-37% af den varme reaktoren producerer til el. De nye reaktorer skal op på omkring 50%.
Vandbesparelse:
Dagens reaktorer bruger store mængder vand, det forbrug skal nedbringes kraftigt, da det er et problem i områder med mangel på vand.
Versatilitet:
En ny reaktor skal ud over at producere el og fjernvarme også kunne fremstille procesvarme og brint.
Arbejdstemperatur:
Hænger bl.a. sammen med versatilitetskravene, mindst 850°C
Stærkt mindsket brændselsbehov:
Fremtidens reaktor skal kunne udnytte sin brændsel meget bedre. Det kræver formeringsreaktorer (conversion rate 1,0), og dermed en god neutronøkonomi.
Meget lille affaldsproduktion:
Der skal laves meget mindre affald og et affald der er farligt i meget kortere tid.
Meget mindre og lettere og trykfri reaktorkerne:
Fremtidige reaktorkerner skal være små, ikke-tryksatte, og kun rumme et minimum af brændsel og affald ad gangen.
Enkel, automatiseret oparbejdningsproces on site:
Affaldet skal med enkle midler oparbejdes on site.
Kan alle disse forskelligrettede krav så forenes i én reaktor?
Formentlig, men det kræver en forskningsindsats. Den reaktortype der springer i øjenene her en Molten Salt Reactor der kører med thorium/uran-233 cyklus i en tosaltsløsning, hvor brændselssalt og blanket salt til formering af u-233 holdes adskilt, da det letter den kemiske proces med udskildelse af brændsel og affald, da de to så ikke mødes. Det største problem vil her være at få en tilstrækkeligt god neutronøkonomi. Det kan dog opnås ved at lave reaktoren som en ADS, hvor en protonkanon, der fremstiller neutroner mod et spalleringsmål for at sikre der er nok neutroner tilstede. En smeltesaltløsning sikre også at der ikke er mere spaltbart materiale end der er nødvendigt for at opnå kritikalitet i reaktoren ad gangen. Da sådan en reaktor ikke er tryksat, affaldet løbende fjernes og de radioaktive stoffer er bundet i saltene, så vil det ikke være nødvendig med en stor dyr reaktorindeslutning. Som passiv sikkerhed kan bl.a. anvendes en smelteprop i bunden af reaktoren. Hvis reaktoren kommer over tilladt drifttemperatur, så smelter proppen og Newtons lov sikre så at reaktorens indhold ryger ned i et afløb, hvor det fordeles på flere tanke, så indholdet i tankene ikke kan blive kritisk.
|
Den har været omtalt her på Ingeniøren:
http://ing.dk/artikel/93202-om...raft
Her er ude i højreside hvad de selv skriver om reaktoren:
"Hyperion Fast Facts
Small -1.5 meters across, approx size of a residential “hot tub”
Produces 70 MWt or 25 MWe, enough to power 20,000 average American homes or the equivalent
Buried underground out of sight and harm’s way
Transportable by train, ship, truck
Sealed module, never opened on site
Enough power for 5+ years
After 5 years, removed & refueled at original factory
Uniquely safe, self-moderating using a natural chemical reaction discovered 50 years ago
No mechanical parts in the core to malfunction
Water not used as coolant; cannot go “supercritical” or get too hot
No greenhouse gases or global warming emissions
Think: Large Battery!"
Kilde: http://www.hyperionpowergenera...html
http://ing.dk/artikel/93202-om...raft
Her er ude i højreside hvad de selv skriver om reaktoren:
"Hyperion Fast Facts
Small -1.5 meters across, approx size of a residential “hot tub”
Produces 70 MWt or 25 MWe, enough to power 20,000 average American homes or the equivalent
Buried underground out of sight and harm’s way
Transportable by train, ship, truck
Sealed module, never opened on site
Enough power for 5+ years
After 5 years, removed & refueled at original factory
Uniquely safe, self-moderating using a natural chemical reaction discovered 50 years ago
No mechanical parts in the core to malfunction
Water not used as coolant; cannot go “supercritical” or get too hot
No greenhouse gases or global warming emissions
Think: Large Battery!"
Kilde: http://www.hyperionpowergenera...html
Ydelsen er meget lav og affaldet er langlivet og så er reaktoren heller ikke billig ift ydelsen. Ikke egnet til masseproduktion af el.
Aalborg Portland Cement udleder årligt 5 mio t CO2. Det er 9% af den samlede CO2 udledning i Danmark. Med en 100 MW MSR højtemperatursreaktor ville Aalborg Portland kunne erstatte fossile brændsler til sin procesvarme og dermed reducere sin, og dermed Danmarks, CO2 udledning ganske betydligt. Jeg forestiller mig at opførelsesprisen vil blive på under 1 mia kr. Med Aalborg Portland voldsomt store energiforbrug vil det være en investering der hurtigt vil tjent hjem igen. Især hvis danske virksomheder nu skal til at betale CO2 afgifter.
Aalborg Portland Cement udleder årligt 5 mio t CO2. Det er 9% af den samlede CO2 udledning i Danmark. Med en 100 MW MSR højtemperatursreaktor ville Aalborg Portland kunne erstatte fossile brændsler til sin procesvarme og dermed reducere sin, og dermed Danmarks, CO2 udledning ganske betydligt....
Hej Jesper
En stor del af CO2 kommer fra kalken (kalkstenen). Så du kan ikke sænke CO2 udledningen særligt meget:
http://ing.dk/artikel/99601
Citat: "...
Sektorens helt store problem er nemlig, at der til cementfremstilling bruges kalksten, som frigør store mængder kuldioxid, når det varmes op.
..."
http://da.wikipedia.org/wiki/K...oxid
Citat: "...
CaCO3 + varme -> CaO + CO2
..."
Nu er det således, at kalkstenen, det blivet til brændt kalk og derved afgiver CO2, opslemmes og bliver til læsket kalk og den så, når den hærder og en periode på flere årtier, optager CO2 og bliver igen til kalk.
I øvrigt kan kuldioxiden indfanges og så enten deponeres i undergrunden eller bruges til at fremstille synfuel med sammen med brint, som også kan fremstilles fra en højtemperaturreaktor.
I øvrigt kan kuldioxiden indfanges og så enten deponeres i undergrunden eller bruges til at fremstille synfuel med sammen med brint, som også kan fremstilles fra en højtemperaturreaktor.
Nu er det således, at kalkstenen, det blivet til brændt kalk og derved afgiver CO2, opslemmes og bliver til læsket kalk og den så, når den hærder og en periode på flere årtier, optager CO2 og bliver igen til kalk.........
Det er helt korrekt, den del skal man huske at have med i det samlede regnestykke.
Det gælder dog ikke for cementen, men kun for mørtel, som hærdner til kalciumcarbonat.
Mvh. Per A. Hansen
