Fukushima-værket kan snart rense sit radioaktive vand

En amerikansk virksomhed er på vej med en maskine, der kan mindske Fukushima-værkets store problem med lagring af radioaktivt vand.

750.000 ton radioaktivt vand fordelt i omkring 1.000 ståltanke hober sig op på Fukushima Daichii-værkets grund. Lagringen af kontamineret vand er en voksende udgift, som Tepco og den japanske regering ønsker at nedbringe.

Og den amerikanske virksomhed Kurion er snart klar med en løsningsmulighed. Kurion har udviklet en maskine kaldet ’Modular Detritiation System' (MDS), der gør det muligt at rense tritium-radioaktivt vand brugt til at køle letvandsreaktorer.

Konceptet kan blive et effektivt middel til at hjælpe Tepco med at begrænse lagringsudfordringen, pointerer specialkonsulent og civilingeniør hos Beredskabsstyrelsens Nukleare Beredskab Poul Erik Nystrup.

Læs også: Fem år efter katastrofen: I Fukushima venter 90 procent af arbejdet stadig forude

»Formålet er at reducere mængden af lagret kontamineret vand med mindst en faktor tusind. Lagringen af radioaktivt vand vil så gå fra at være et kæmpe logistisk problem til at være håndterbart,« forklarer han.

I slutningen af februar annoncerede Kurion, at de var færdige med testen af prototypen på det, som virksomheden selv kalder verdens første løsning til at håndtere store mængder letvand kontamineret med tritium.

I en pressemeddelelse fortæller firmaet, at de har afsluttet en omfattende testfase, hvor MDS-designet har indfriet forventningerne.

Sådan fungerer MDS-maskinen

Udviklingen af MDS-apparatet er essentiel, da tritium er det sidste radioaktive stof, som skal fjernes fra det kontaminerede vand.

»Ved hjælp af kemiske filtre kan man nemt fjerne stofferne cæsium og strontium, som også findes i Fukushimas radioaktive vand. Derfor er det vigtigt, at det er muligt at fjerne tritium,« fortæller specialkonsulenten.

Artiklen fortsætter efter grafikken

Tritium er nemlig besværligt at ekstrahere, da stoffet er en isotop af brint (T). Derfor dannes der tritieret vand, når det ene af vandets to almindelige brintatomer indfanger to neutroner under reaktorens kerneproces.

Der findes industrielle processer, som kan fjerne tritium fra tungt vand, men disse er for dyre og har for ringe kapacitet til at benytte til ekstrahering af stoffet fra Fukushimas radioaktive affaldsvand.

Kurions design er således en videreudvikling af det traditionelle kombinerede elektrolyse- og katalyse-udvekslingssystem. Det tritierede vand føres ind i elektrolysatoren, hvor væsken ændrer sig til gasform. Hver gas renses for alle forurenende stoffer, hvilket efterlader rene oxygen- og hydrogen- samt tritium- (HT) gasser.

HT-gassen dirigeres op i en specialdesignet søjle udstyret med en katalysator. Modsat gassen flyder vand langsomt ned gennem den specielt udformede søjle, og med assistance fra katalysatoren erstatter HT-gassen nogle af de almindelige brintatomer, hvorved der dannes koncentreret tritieret vand – HTO.

Gennem processen er det muligt at reducere mængden af vand 1.000-20.000 gange – og det vil gøre det markant billigere at deponere på sikker vis.

Det ekstraherede tritium kan efterfølgende sendes til et firma, der håndterer det koncentrerede HTO-vand. De rene oxygen- og hydrogengasser lukkes ud i atmosfæren eller kan bruges til andre formål.

Hvad kommer det til at koste?

Præcis hvor omkostningsfuld processen er, kan imidlertid være svært at forudsige, forklarer Poul Erik Nystrup.

»Jeg er ret sikker på, at denne metode er dyr, men helt præcis hvor dyr ved jeg ikke. Det er også derfor, de laver dette pilotprojekt for at finde de mest økonomiske løsninger på problemet,« siger han.

Læs også: Hjemmelavet geigertæller sikrer tillid til Fukushima-målinger

I 2014 tildelte det japanske ministerium for økonomi, handel og industri over 60 millioner til Kurion, som skulle evaluere og udvikle deres teknologi i forhold til at assistere på Fukushima-værket.

Projektet er planlagt til at afslutte ved udgangen af måneden. Fra begyndelsen var Kurion et af tre firmaer, der blev udvalgt af ministeriet til at fortsætte udviklingen af deres produkter til demonstrationsfasen.

Foruden den amerikanske virksomhed blev projekter fra canadiske GE Hitachi Nuclear Energy Canada og Ruslands FSUE Radioactive Waste Management Enterprise valgt.

Kommentarer (11)

Såvidt jeg husker er tritium temmeligt dyrt, omtrent det halve af diamant (og kan ikke lagres særligt længe).

Kan de ikke sælge det?

  • 0
  • 0

har absolut intet forstand på kemi. så måske jeg er helt galt på den. men hvad sker der når lortet går i stykker og de begynder at udlede tritium gas til atmosfæren?
det er jo ikke just gået godt med alle deres vandtanke

  • 1
  • 2

har absolut intet forstand på kemi. så måske jeg er helt galt på den. men hvad sker der når lortet går i stykker og de begynder at udlede tritium gas til atmosfæren?

Jeg undrede mig også over hvor der ikke bliver gemt som koncentreret supertungt vand, i stedet for som brint. Men ifølg wiki https://en.wikipedia.org/wiki/Tritium#Fuku... Så er der 0.64g i vandet, til en værdi af $30000 pr gram.
Det at gemme nogle få gram brint som gas eller i flydende form, er ikke noget problem prisen taget i betragtning.

I forhold til andre ustabile isotoper der undslipper i en A kraft ulykke er Tritium ikke så slem som Jod, Strontium, og Cæsium da det ligger i jordoverfladen og ophobes i fødekæden. Og kan tage årtier få ud af kroppen igen hvis det bliver indtaget.
Supertungt vand, har ifølge wiki en biologisk halverings tid på 7 til 14 dage da der opføre sig som vand.

  • 0
  • 0

@Niels
Det er ikke så meget et spørgsmål om kemi, men fysik og fysiologi.
Så hvad sker der (for os) hvis der udledes HT til atmosfæren ?
Det korte svar må være - ikke noget særligt.
Tritium henfalder til He-3 og udsender en elektron (beta-stråling) med en forholdsvis lav energi. Den har en kort levetid og penetrationslængde i atmosfærisk luft, så med mindre man decideret står med hovedet inde i afgasningen fra udstyret vil der ikke ske noget som helst.
Når først HT er ude i det fri vil det blive blandet op med resten af luften og vil desuden stige til vejrs pga dets lave molvægt. Der er altså ingen risiko for at en "tritium-sky" vil bevæge sig over land og forurene hele området.

  • 6
  • 0

En lille perspektivering
Ifølge referencen fra wikipedia nævnt tidligere:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Tritium#Fu...
Produceres der årligt 230 TBq (0.64g Tritium) fra Fukushima Daiichi.
Det globale "reservoir" af Tritium produceret pga naturlige processer (fx kosmisk stråling) er 11000 (elleve tusind) gange større. Så skal vi bekymre os om et potentielt udslip "når lortet går i stykker" (Niels Danielsens ord) ?

Næppe.

Quote "Worldwide, the production of tritium from natural sources is 148,000 terabecquerels per year. The global equilibrium inventory of tritium created by natural sources remains approximately constant at 2,590,000 terabecquerels. This is due to a fixed production rate and losses proportional to the inventory.[14] "

  • 6
  • 0

Supertungt vand, har ifølge wiki en biologisk halverings tid på 7 til 14 dage da der opføre sig som vand.


Helt så enkelt er det ikke. Brint-atomer fra vand indgår i mange biologiske processer, og tritium fra HTO-vand kan godt ende med at blive indbygget molekyler (som fx. DNA), hvor den biologiske halveringstid er den samme som den fysiske.
Se fx. denne kurve, der viser tritium-aktiviteten i mælk fra køer, der har fået en dosis HTO peroralt: https://books.google.dk/books?id=Ebgdw-wli...

  • 0
  • 0

har absolut intet forstand på kemi.


Bare rolig, jeg kan se at folkene bag info grafikken er i samme båd...
Kan vi håbe på at ingeniøren har adgang til photoshop så superscript for H2 og O2 kan blive subscript? Jeg glæder mig også til at høre mere om hvordan de får produceret enkelte H atomeri strømmen der går ud øverst til højre...

Men i det mindste slutter de af med at give os lidt "fakat" om deres metode.

  • 1
  • 1

Ja, ja, jeg kan godt læse og har en god forståelse af atomfysik og kernekraft.

Men, Poul-Henning, neutroner er ikke i fri handel, det optræder som hovedregel som resultat af - ja, netop - blandt andet kernekraft i reaktorer. Og dem er der ikke mange af i driftsklar stand i Fukushima. Også naturligt henfald af diverse stoffer.

Jeg mener at have læst, at der både i Tjernobyl og Fukushima har været perioder med kritikalitet i atombrændslet, og desuden henfalder brændslet jo også, og derfor var mit spørgsmål om tilvæksten i tritium kommer på grund af disse strålingskilder ELLER om det bare er "lommer" af HTO som siver frem til opsamling ?

  • 3
  • 0

safety first

                    har absolut intet forstand på kemi. så måske jeg er helt galt på den. men hvad sker der når lortet går i stykker og de begynder at udlede tritium gas til atmosfæren?    
                    det er jo ikke just gået godt med alle deres vandtanke  


Der sker ingenting.
Tritium udsender en blød betastråling, der ikke rækker langt. I forvejen er der en del
tritium i atmosfæren.
Halveringstiden er 12,5 år og fordeler sig i atmosfæren, hvor der i forvejen er en smule.

  • 0
  • 1