close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.
phloggen

Atomkraft er (teoretisk) svært

Et af de mange firmaer der laver forskningsmidler om til argumenter for fremtidig atomkraft, Transatomic, er kommet en smule længere end de andre.

ORNL har simuleret deres design på computer, i det omfang de havde computerkraft nok har de ikke umiddelbart fundet problemer.

SCALE/TRITON computermodellerne er den første hurdle et design af en atomreaktor skal igennem for at blive godkendt i USA.

Navnene står for "Standardized Computer Analyses for Licensing Evaluation" hhv. "Transport Rigor Implemented with Time-dependent Operation for Neutronic depletion" og mere end antyder er har de deres udspring af en regulatorisk skepsis overfor opfindere af fantastiske nye atomreaktorers påstande.

Helt firkantet sagt simulerer SCALE/TRITON en letvandsreaktor, input er geometri og materialevalg, sammensætningen det fissile materiale der påtænkes brugt osv. osv. og output siger noget om hvordan det vl gå over tid, hvad bliver neutronspektrum, neutronbalance og meget andet, men rent regulatorisk er det vigtigste næsten at det forudsiger hvad det brugte brændsel vil bestå af.

Det der følger dette område sidder formodentlig og klør sig i nakken: Hvorfor pokker bruger de en computermodel for letvandsreaktorer når Transatomics design basere sig på flydende salt ?

Svaret er simpelthen at det er den eneste model der kommer bare lidt i nærheden af at være relevant. Modeller som SCALE/TRITON er i stort omfang emperiske, man har analyseret tusindevis af stykker brugt brændsel for hvilke man kender driftshistorien og ud fra det opbygget et statistisk materiale der siger noget om hvilke grundstoffer der dannes i hvilket omfang ved hvilke driftsbetingelser.

Vi har ikke noget der bare minder om et sådant materiale for smeltet-salt reaktorer og hvad værre er, SCALE/TRITON arbejder kun med lukkede systemer og en af de store fiduser ved en smeltet-salt reaktor er netop at man kan hive fissionsprodukter ud af saltet løbende, mens de i andre reaktortyper sidder fastlåst i brændselspillerne indtil man udskifter brændslet. ORNL har prøvet at bøje computermodellen, men det lyder ikke særligt overbevisende.

Det jeg synes er interessant er at rapporten afslører præcis hvad Transatomic har tænkt sig at fjerne fra det flydende salt undervejs: H, Xe, Kr, Se, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Sb, Te, Zr, Cd, In, Sn, Br, I, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Eu, Rb, Sr, Cs, Ba, Ti, V, Cr, Cu, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Sc, Ca.

Ved at hive dette forbrydergalleri af grundstoffer ud løbende, opnår Transatomic bedre neutron-regnskab og dermed bedre reaktordrift og i det omfang simuleringen er retvisende er der grund til at arbejde videre.

Resultaterne er himmelvidt fra de store armbevægelser om at "en gang for alle at bortskaffe alverdens atomaffald" og andet vås, men et burnup på 200 GWd/MTU og en reduktion af affaldet på 83% er bestemt ikke noget man skal kimse ad og simulationen tyder faktisk på at man kan få Transatomics reaktor til at virke med på en blanding af ny uran og gammelt brugt brændsel fra de nuværende atomreaktorer.

Kernen i Transatomics teknologi er altså denne løbende raffinering af det flydende lithiumsalt i reaktoren, så lads os kigge nærmere på den detalje.

Først er der spørgsmålet om hvordan man får disse grundstoffer ud til at begynde med.

Brint, Xenon og Radon er nemme nok, de kan suges ud som gasser med vacuum.

Resten af listen vil man formodentlig mest økonomisk kunne udskille ved centrifugering af det flydende lithiumsalt, efterfulgt af destillation af samme, formodentlig i en batch-process hvor en procentdel af det flydende salt køres ud på et sidespor i nogle uger eller måneder til de mest kortlivede fissionsprodukter er henfaldet til noget mere stabilt, inden man giver sig til at rode med det. Men selv efter en sådan afkølingsperiode er der stadig tale om højradioaktivt materiale, med stort indhold af fissile grundstoffer i bad standing hos IAEA.

Næste gode spørgsmål hvad man vil gøre med de udskilte fissionsprodukter ?

Nogle få af fissionsprodukterne er nemme at udskille og har udelukkende stabilie isotoper, f.eks brint, arsenik og brom, men ingen af dem er ligefrem mangelvarer og de udgør en så lille brøkdel af fissionsprodukterne, at det kan næppe betale sig.

Da en blanding af højradioaktive tungmetaller ikke står højt på listen over ting der er nemme at sælge, ender vi derfor med en eller anden form for deponering.

Med andre ord: Transatomics design producerer løbende en ca. 6 gange opkoncentreret version af det samme atomaffald vi allerede kender.

Hvis koncentrationen og dermed radioaktiviteten er et problem, man man fortynde det igen, således at den eneste forskel bliver det lavere indhold af uran og plutonium som følger af den højere burn-up.

Der er dog også ulemper. Rent statistisk vil der ske flere uheld og udslip når man giver sig til at lege den lille kemiker med atomaffald mandag morgen klokken fortidligt, end hvis man svejser det ind i nogle rør fra hvilke man aldrig nogen sinde tager det ud igen.

Alt i alt er rapporten ikke nogen game-changer for atomkraften, det er formodentlig derfor I ikke havde hørt om den endnu, men måske peger den i retning af en klogere måde at udnytte atomkraften på, de steder hvor vi ikke har andre muligheder, f.eks i polaregnene og containerskibe i modvind.

Til sidst er der kun at notere, at det ikke vil gør nogen relevant forskel om man fyrede thorium ind i stedet for uran: Fissions-produkterne bliver hverken mere brugbare eller håndterbare.

phk

Poul-Henning Kamp
er selvstændig open source-softwareudvikler. Han skriver blandt andet om politik, hysteri, spin, monopoler, frihedskampe gør-det-selv-teknologi og humor.

Rummet uden om reaktor tankene må være fyldt af rustfri rør, ventiler, pumper, centrifuger, sensorer etc.
Og sådan noget udstyr skal vedligeholdes (udskiftes), og der skal renses op efter spild.
Noget flere hundrede grader varmt korrosiv radioaktivt salt er ikke fordrende for en lang levetid.
Opgaven kan løses den dag vi har robotter der kan løse alle de problemer der kan opstå inde i det rum.
Robotterne skal kunne samle og adskille hele anlægget.

  • 0
  • 0

Rummet uden om reaktor tankene må være fyldt af rustfri rør, ventiler, pumper, centrifuger, sensorer etc.
Og sådan noget udstyr skal vedligeholdes (udskiftes),

Det er formodentlig den største og mest problematiske fodnote ved hele smeltet-salt reaktormodellen og hvis de ikke kan finder gode måder at "destillere" saltet på, kommer de aldrig igennem en miljøgodkendelse.

En af de ting der tæller til deres fordel, er at man i atomkraft er vant til at tænke langsigtet, det åbner for processer og metoder man normalt ikke ville overveje.

Det er f.eks ikke utænkeligt at man kan slippe for en masse kemi med fysiske metoder.

Forestil dig f.eks at man fylder et 10-20 meter højt rør med flydende salt, styrer temperaturen i røret meget omhyggeligt i et års tid hvorefter man skumme de øverste X centimeter af og sender resten tilbage reaktorkredsløbet.

Det er nemt at prøve: Opløs et par hundrede kilo nybrugt atomreaktorbrændsel i lithium og se hvad der sker.

Men hvem vil betale for det ? Og hvordan slipper man af med materialet bagefter ?

  • 12
  • 0

Skal de tjene penge på at komprimere gammelt affald, eller er energi produktion det primære? Jeg kan ikke fatte at nogen længere spilder tid på atomkraft, under nogen former. Renewables er nu ned i en pris, hvor det slet ikke kan konkurere! Brug dog kræfterne på energi opbevarings teknikker i stedet!

  • 10
  • 5