Sverige overvejer at bygge blykølet atomreaktor

Sverige kan inden for ti år tage en ny forskningsreaktor i anvendelse.

Rektorerne for Kungliga Tekniska Högskola (KTH) i Stockholm, Chalmers Tekniska Högskola i Göteborg og Uppsala Universitet bad allerede i 2012 det svenske uddannelsesministerium undersøge muligheden for at bygge en helt ny form for blykølet reaktor, der anvender plutonium som brændstof.

'Et sådant anlæg kan blive et verdensførende forsknings- og uddannelsescenter for udviklingen af fjerdegenerations kernekraftreaktorer,' skrev rektorerne ifølge Ny Teknik til Uddannelsesministeriet.

Den svenske avis Dagens Industri skriver, at henvendelsen først i maj i år blev sendt videre til vurdering i det svenske videnskabsråd, som inden 1. oktober skal komme med et svar.

»Hvis videnskabsrådet siger ja, mener jeg, vi skal gå videre,« siger uddannelsesminister og partiformand for Folkepartiet Jan Björklund til avisen.

Han er dog den eneste politiker, som foreløbig har meldt sig som en klar fortaler.

Centerpartiet og Miljöpartiet har allerede afvist tanken om en ny forsøgsreaktor, mens Socialdemokraterne ifølge Dagens Industri ikke har givet et klart svar.

Sverige går til rigsdagsvalg 14. september, så beslutningen skal først tages efter valget.

Det er i givet fald planen at bygge den nye forskningsreaktor i Oskarshamn på den svenske østkyst, hvor der allerede findes kernekraftreaktorer.

Det vil koste omkring halvanden milliard svenske kroner (1,2 mia. DKK) at gennemføre projektet, der foruden reaktoren i Oskarshamn omfatter nye laboratorier og værksteder ved KTH. Hvis beslutningen tages nu, kan reaktoren stå færdig omkring 2023.

Bly har både fordele og ulemper

Professor Janne Wallenius fra KTH er en af de førende personer i designet af den nye Electra-reaktor, som er den korte betegnelse for en European Lead-Cooled Training Reactor.

Til KTH’s egen nyhedstjeneste Forskning på Djupet sagde han i 2012:

»Det unikke ved Electra er, at vi erstatter vandkøling med rent, flydende bly. Min forskningsgruppe og jeg er de første i verden til at designe en realistisk reaktor som udelukkende er blykølet.«

Det er et problem med bly, at det er tungt, og det giver anledning til korrosion i pumper. Både forskere i Tyskland og ved KTH arbejder på at løse korrosionsproblemet ved eksempelvis at belægge stål med aluminium. I den lille forskningsreaktor er der dog ikke behov for pumper, da blyet kan cirkulere af sig selv, så her er korrosionsproblemet ikke afgørende.

Fordelen ved bly er, at det ikke kan koge. Det forhindrer en kernenedsmeltning ved tab af kølemiddel. Desuden er bly et glimrende materiale til beskyttelse mod ioniserende stråling.

Kernen i Electra-reaktoren vil have en diameter på 30 cm mod typisk fire meter for kommercielle reaktorer. Hele reaktortanken vil have en størrelse på 1 x 3 meter. Designet er mere indgående beskrevet i en artikel i Journal of Nuclear Technology fra 2012, som dog ikke er tilgængelig uden betaling.

Electra skal kunne levere 0,5 MW termisk effekt med et brændsel, der består af plutonium, zirkonium og nitrogen i forholdet (Pu0.4,Zr0.6)N.

Janne Wallenius forklarer, at dette brændstof rundt regnet giver 100 gange så megen energi som en tilsvarende mængde uran.

»Det betyder, at vi kan drive kernekraftværker i Sverige i yderligere 5.000 år, uden vi behøver at grave mere uran op fra jorden,« sagde han i 2012 til KTH-magasinet.

I alt skal der bruges 70 kg plutonium til Electra i henved 400 brændselsstave. Denne mængde kan fremskaffes ved behandling af 7 ton affaldsbrændsel fra de svenske letvandsreaktorer. Det skønnes at ville tage omkring to år.

Russerne og belgierne er i gang med noget lignende

Forskning inden for blykølede reaktorer finder også sted i Rusland, hvor man siden 1970’erne har anvendt princippet på visse ubåde. I 2009 blev det annonceret, at et firma skulle udvikle det til et kommercielt produkt.

Hos det nukleare forskningscenter i Belgien SCK-CEN har man et projekt i gang om at udvikle en reaktor, der køles med bly og bismuth.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Lige min tanke! Alt stof i flydende form kan vel koge!?

Men et kogepunkt på 1749°C er jo alligevel ret højt! Og så er det uden at det er under tryk!

  • 4
  • 0

Vil undlade at tage stilling til for/imod atomkraft - det plejer der at være andre der diskuterer her ...

Hvad gør man, ved anvendelse af bly som kølemiddel, hvis reaktoren tages ud af drift? Så er man vel nødt til at tappe kølemidlet af - for ellers stopper kølekredsen ganske effektivt til? Alternativt skal der konstant være varme på kølemidlet for at holde det flydende.

(Men denne udfordring har man sikkert mange andre stedet - har blot ikke lige kunne gennemskue hvor)

  • 8
  • 2

Er der nogen som kender til forskellen på denne reaktor og den tidligere udviklede IFR reaktor. Hvorfor bygger man ikke "bare" en IFR reaktor?

  • 2
  • 0

Jeg ved ikke om den omtalte reaktor har en metode til at omgå denne problematik, men jeg ved at de russiske ubåde havde en kraftstation på en af deres flådebaser, hvis eneste formål var at holde blyet opvarmet og flydende under service. Desværre gik denne kraftstation i stykker og da sovjetunionen ikke havde resourcer til at bygge en ny valgte man at undlade at servicere de dele af reaktorene der krævede kraftstationen. Dette medførte dog at reaktorene i flere tilfælde fejlede og "frøs", hvilket så krævede udskiftning af reaktor, hvis ikke fejlene havde krævet evakuering og sænkning af ubåden.

En af fordelene ved at bruge bly er, som nævnt debatten, at reaktoren ikke er tryksat og ikke kan udvikle brint, hvilket som regel er det der får reaktorer til at eksplodere.

  • 9
  • 0

Alternativt skal der konstant være varme på kølemidlet for at holde det flydende.

Det er nok dét man gør, og hvorfor ikke? 327.5 °C er jo ikke vanvittigt varmt. Og køleanlægget er jo nok isoleret alligevel, så det er begrænset hvor meget energi der skal til for at holde det flydende. På den anden side skal man jo nok også på et tidspunkt vedligeholde kølesystemet, og så SKAL man jo have blyet ud. Måske er det slet ikke så kompliceret at pumpe blyet ud i en reserve-beholder, medens man udfører vedligehold på kølesystemet, hvorpå men pumper blyet ind igen.

  • 4
  • 0

http://www.iaea.org/NuclearPower/Downloada...

Der er tale om en testreaktor, effektmæssigt er den ganske uinteressant. Den skal anvendes til at teste materialer, herunder nitridbrændsel og cladding. Kernekraftudviklling er >90% computersimulering, <10% materialeforskning og <0,1% reaktortest i fuld skala. Reaktiviteten styres ved hjælp af kontrolstænger der kan skal drejes, det er ganske smart i et kølemedium der kan gå i fast form.

Nitridbrændsler og stålcladdings kan måske også bruges i almindelige LWR, hvor de kan føre til øget sikkerhed. Det er igen et spørgsmål om materialeforskning. Selvsamme innovationer er brugt i BN-800 SFRen. Det er en (våben)plutoniumsbrænder som fagbladet vist aldrig har skrevet er i drift.

  • 7
  • 0

Danmark bruger penge på træpiller,fuelceller,vindmøller og futtog. Hvis bare halvdelen af de basseører gik østover,kunne de sikkert formås at lægge forsøgsanlægget i Barsebæk. For at sluge pillen kunne I lade som om det kun var til fjernvarme brug.

  • 9
  • 12

Et generelt problem i atomreaktorer er "eftervarmen" dvs. den varme som produceres i dagevis efter stop, og som kommer fra restprodukternes henfald. Dette kan typisk være 10% - men 10% af e?g. 1.000 MW er altså 100 MW - så i den første time efter SCRAM af en reaktor skal der bortskaffes 100 MW- ellers nedsmelter kernen. Dette falder så med en halvveringstid på omkring 3 dage - så hvis der ikke er nedkøling i lang tid - 14 dage, så går det galt !

Køres reaktoren planmæssighed ned til lav effekt, e.g. 100 MW (= eget forbruget), så er kølebehovet tilsvarende mindre - men det tager stadigvæk 14 dage at nærme sig 0.

Så det er altså absolut ikke muligt bare at tappe kølemidlet.

  • 5
  • 1

Det har jeg heller ikke påstået. Men aftapning må være muligt, eller også må der være monteret varmelegemer til at smelte blyet igen efter en nedkøling.

  • 2
  • 0

Den eneste grund til, at jeg er modstander af kernekraft, er, at affaldsproblemet efter 50+ års drift ikke er løst. Der venter vore efterkommere et kæmpe problem, hvis VI ikke løser det.

Og hvordan er det med en blykølet reaktor, der bruger plutonium som brændsel ? Plutonium er vistnok noget af det mest radioaktive på jorden, og affaldsprodukterne fra den reaktor er vel heller ikke ligefrem økologiske ? Hvem ved, hvad den producerer ?

  • 1
  • 9

Af årsager, bedst kendt af selvbestaltede grønne, er det stadigvæk et dogme at affaldsproblemet ikke er løst. Teknisk set er det løst for længe siden, både i Frankrig og i Sverige. Psykologisk set er det gået i hårdknude i Tyskland, USA og naturligvis i Danmark. For mange lande har det ikke så meget hastværk. De brugte brændselsstave opbevares under vand, først på selve kraftværket og senere på et mellemlager indtil radioaktiviteten er klinget af – og det varer sådan 30 år. For fremtiden er ”affaldet” en ressource der skal være tilgængeligt for fremtidige generationer. Det indeholder meget store energimængder og vil holde kernekraften forsynet med brændsel i århundreder, indtil man må tage hul på thorium eller den uran der kan udvindes af havvand. MEN Det virkelige affaldsproblem er den CO2 vi hælder ud i atmosfæren fordi vi ikke fik kernekraft.

  • 14
  • 7

Dette kan typisk være 10% - men 10% af e?g. 1.000 MW er altså 100 MW - så i den første time efter SCRAM af en reaktor skal der bortskaffes 100 MW- ellers nedsmelter kernen. Dette falder så med en halvveringstid på omkring 3 dage - så hvis der ikke er nedkøling i lang tid - 14 dage, så går det galt !

Det er overhovedet ikke typiske tal. Henfaldsvarmen er dikteret af den rsulterende effekt af samtlige henfald i actinider, brændsel, neutronaktiverede produkter og fissionsprodukter. For en typisk letvandsreaktor er det under 7% efter nedlukning og under 2% efter en time. henfaldsvarmen falder efterhånden som de dominerende isotoper forsvinder. Kernen nedsmelter ikke ved en utilstrækkelig køleevne da hele reaktorsystemet har en termisk inerti, problemerne begynder også før kernen smelter, da kølemediet enten bliver kemisk aktivt, claddingen danner brint ved eksoterme reaktioner eller kølemidlet fordamper.

Af samme grund bygger man PWR idag, så deres containment kan klare en fuld udblæsning af hele kølemidlet på dampform, har passive autokatalytiske recombinatorer til brinten, har in-containment nødkølevand osv.

  • 9
  • 0

Hmm, idéen i den beskrevne reaktor er netop at anvende atomaffaldet fra konventionelle reaktorer.

Nej. Det er materialeforskning. Effekten og dermed forbruget af plutonium er meget lille. Skal man bortskaffe plutonium og transuraner, så er der andre fast reactors i spil. Rusland har BN-800 der kommer til at køre i kommerciel drift efter den er testet færdig, men netop den reaktor kræver kompetencer som kun findes i Beloyarsk. BN-1200 bliver den universielle model der kan eksporteres.

Frankrig/Japan har ASTRID der er et protypedesign på noget lignende. .

  • 3
  • 1

Den eneste grund til, at jeg er modstander af kernekraft, er, at affaldsproblemet efter 50+ års drift ikke er løst. Der venter vore efterkommere et kæmpe problem, hvis VI ikke løser det.

Vores efterkomere kommer til at leve i en verden med stadig flere ukendte mængder af våbenegnet plutonium og uran. Disse våbenmaterialer kan kun endegyldigt bortskaffes ved kontrolleret fission. Hvis vi ikke bygger disse fissionsreaktorer idag, så står du med en større proliferationsrisiko i morgen.

Hvis du ikke ønsker våbenmaterialerne bortskaffet endegyldigt ved fission, så er du meget velkommen til at fortælle hvordan det så skal bortskaffes eller gemmes væk.

  • 6
  • 0

Tilsyneladende er der megen forvirring når det drejer sig om hvornår noget affald er farligt. Det følgende baseres på oplysninger fra World Nuclear: I nogle lande, nok også Danmark, er affald fra alt med ”atom” farligt og kan ikke ‘sådan bare’ gå til genbrug hvis der findes mere end 500 Bq/kg. Denne grænse er så lav at kaffegrums til tider skulle have dispensation. Samtidigt vil det naturligvis medføre store udgifter når anlæg i forbindelse med decommissioning af kernekraft. Specielt hvis det skal ske som en ’nu og her’ operation, hvor det svagt radioaktive materiale, fx fra betonkonstruktioner ikke får tid til at ’køle af’. Helt i modsætning til dette kan radioaktivt affald fra olie og gasindustri gå direkte til genanvendelse med mindre der er over 500,000 Bq/kg. Altså 1000 gange mere. (Dette affald stammer hovedsageligt fra aflejringer, der sætter sig i rørledninger.)

Hvem kan og vil bekræfte eller afkræfte disse nærmest absurde oplysninger?

  • 4
  • 2

Hvem kan og vil bekræfte eller afkræfte disse nærmest absurde oplysninger?

Bq/kg siger intet om farligheden, mobiliteten eller halveringstiden. Det er en meningsløst kriterium. En høj Bq/kg er godt i ved en concentrate and contain strategi der anvendes til nogle isotoper, en lav bq/kg er godt ved en dillute and disperse strategi der anvendes ved andre isotoper.

Hvis man virkelig vil sænke de Bq vi udsættes for, så skal man kontinuerligt bortskaffe carbon-14 fra den del af det biologiske kredsløb som ender i vores kroppe. Den eneste rene carbonkilde vi har er fossiler.

  • 3
  • 0

Metalkkølede hurtige reaktorer har mange fordele.

Min eneste bekymring er at blyet på en eller anden måde ved en ulykke kan blive blive spredt ud i omgivelserne. Jeg er langt mere bekymret for tungmetaller end radioaktivitet.

Hvorfor vælger svenskerne bly og ikke bismut-bly?

  • 1
  • 2

Det som jeg kan finde om spallation handler mest om at bruge en protonkilde til spallation. Men kan hurtige neutroner, der rammer en blykerne resulterer i spallation? Vil dette i blykølede reaktorer bidrage til bedre neutronøkonomi?

  • 0
  • 0

Det var ikke min hensigt at give et kursus i reaktor-design, men alene - i runde tal - at påpege, at en atomreaktor ikke "bare" kan stoppes. De 10% var brugt som et rundt tal, og afviger ikke meget fra de korrekte 5-6%. Det henfald du beskriver sker naturligvis eksponentielt, og da der er et antal isotoper med vidt forskellig henfaldstid, så strækker den termiske nedkøling sig over meget længere end du beskriver.

Hvis det var sådan som du beskriver, hvorfor nedsmeltede brændslet så helt eller delvis i flere af Fukushima-raktorerne ?

Og til Kurt: Hvis jeg husker rigtigt, så kan aktiv køling af en sædvanlig PWR reaktor stoppes efter 30 dage. Herefter kan reaktorbeholderen åbnes, og passiv køling (konvektion) er tilstækkelig (SFP køles dog). Husk her, at toppen af reaktorbeholderen er under vand for at bremse strålingen når toppen åbnes og når brændselselementer udskiftes.

Jeg ved ikke tilstrækkeligt om metal-kølede reaktorer (f.eks. natrium), men umiddelbart er der selvfølgelig løsninger på køleproblemet, men jeg tvivler umiddelbart på, at kølemidlet (natrium, bly, ....) kan fjernes FØR brændslet er fjernet. Men det kan godt være, at fuld nedlukning, efter en tid, producerer så lidt varme, at kølemidlet kan aftappes. http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_reactor/

  • 0
  • 1

Og hvordan er det med en blykølet reaktor, der bruger plutonium som brændsel ? Plutonium er vistnok noget af det mest radioaktive på jorden, og affaldsprodukterne fra den reaktor er vel heller ikke ligefrem økologiske ? Hvem ved, hvad den producerer ?

Plutonium er ikke saerligt radioaktivt, det har en ret lang halveringstid. Derimod er der ret giftigt og kan optages i knoglerne hvilket er lidt noget stads. De normale isotoper der ville kunne bruges som braendsel har halveringstider paa 14 aar (PU241) og 24000 aar (PU239).

Ved fissionsprocesser i en reaktor dannes der dusinvis af kortlivede isotoper med halveringstider paa sekunder og minutter saa i sammenligning er Plutonium ikke saerligt radioaktivt.

  • 4
  • 1

Det må vist være slået fast, at bly kan koge - påstanden om at den forhindrer nedsmeltning ved tab af kølemiddel er ikke korrekt. Bly har den fordel frem for natrium, at den ikke brænder eksplosivt, hvis det kommer i forbindelse med vand, som de fleste reaktorer anvender som moderator. . Hensigten med reaktoren er sikkert at få brugt plutoniummet til noget fornuftigt og af få omdannet nogle langlivede isotoper til mere kortlivede, hvilket nogle mener er er problem pga. deponeringstiderne. Egentlig uhensigstsmæssigt, for plutonium kan bruges i forbindelse med de kommende thoriumreaktorer ved opstarten - eller i MOX-elementer. Den del af opgaven må man dog sige at Sverige har løst med sin affaldsløsning, som rent faktisk ødelægger a-modstandernes mest fornemme våben - det gamle frønnede postulatet om af der ingen sikker plan for atomaffald findes!

Bly den fordel, at den stort set ikke absorberer neutroner, lidt på linje med tungt vand, hvilket gør den egnet til små reaktorer, der jo har problemer med at vedligeholde en kædeproces. Andre metaller kan bruges, som man kan se på sites om IV-reaktorer.

.

  • 4
  • 2

Nej. Det er materialeforskning. Effekten og dermed forbruget af plutonium er meget lille.

Fint nok, men det ændrer ikke ved, at den anvender atomaffald. Og det vil da alt andet lige bidrage til den viden man har om reatorer der kører på atomaffald.

  • 2
  • 0

Fint nok, men det ændrer ikke ved, at den anvender atomaffald. Og det vil da alt andet lige bidrage til den viden man har om reatorer der kører på atomaffald.

Ja. Men det ændrer ikke ved Sveriges nuværende politik. Brændselcyklusen er åben og der skal deponeres dybt. Det kan de selvfølgelig lave om på, hvis de finder det gunstigt. Brænder de først plutoniumet af i en (større) fast reactor, så kan de ligeså godt tage de sidste rester af transuranerne med. Er der kun vitrificerede fissionsprodukter tilbage, så har de et markant lettere job ved at specificere et lager.

Det er nok den mulighed de holder åben.

  • 1
  • 1

Det som jeg kan finde om spallation handler mest om at bruge en protonkilde til spallation. Men kan hurtige neutroner, der rammer en blykerne resulterer i spallation? Vil dette i blykølede reaktorer bidrage til bedre neutronøkonomi?

Nej, fordi den form for bly man bruger er Pb 208, beriget i en centrifuge i form af Pb(CH3)4 (blytetrametyl), fordi de andre naturligt forekommende isotoper absorbere neutroner, det gør Pb 208 ikke.

  • 1
  • 0

Jan H spurgte om resteffekten efter reaktorstop (Scram). Umiddelbart (sekunder) efter scram er effekten typisk 5,6% af den termiske effekt, som reaktoren kørte med før stop. Efter et døgn er effekten faldet til 0,73% og efter en måned: 0,2%. Efter 3 måneder: 0,1%. Tallene er cirka-tal, fordi de afhænger lidt af, hvor mange måneder, rektoren har kørt efter sidste brændselsskift. Grundigere forklaring ligger på REO.dk under FAQ.

  • 2
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten