Illusterar vetenskap får vetenskapen om bakfoten
Torium ger säker kärnkraft
Ur artikeln
"Det är ingen risk för härdsmälta, om man använder torium i stället för uran som bränsle i framtidens kärnkraftverk. Dessutom finns det torium för flera tusen års förbrukning."
Artikeln går sen vidare till att prata om Carlo Rubbias acceleratorndrivna konceptreaktor. Jag är inte direkt någon större anhängare av acceleratordrivna reaktorer. Jag har inte heller något direkt emot iden, jag har bara svårt att se nödvändigheten . De kan visserligen köras med betydligt högre koncentrationer i bränslet av de långlivade isotoperna från dagens kärnavfall än vad som är möjligt i en snabbreaktor och därmed så kan en acceleratordriven reaktor eliminera mer avfall än en snabbreaktor. Men det spelar föga roll när man helt enkelt kan ta och bygga några extra snabbreaktorer istället. Det hänger i slutändan på vad som är mer ekonomiskt, att bygga en svindyr acceleratordriven reaktor eller några snabbreaktorer vars prisnivå ännu är oklar? Men med tanken på att ryssarnas BN serie av snabbreaktorer bara kostar ungefär 20% mer än dagens lättvattenreaktorer så finns det nog hopp om att snabbreaktorer kommer bli billigare och då är det ingen mening med acceleratordrinva reaktorer längre.
Men hur som helst, det är inte det som illustrerad vetenskap har fel om. De skriver vidare.
Neutronerna kan komma från en vanlig reaktor, men 1993 föreslog nobelpristagaren Carlo Rubbia vid CERN en radikalt annorlunda metod. Enligt den startas kärnprocesserna med en intensiv stråle från en accelerator, som skjuter in protoner i en behållare med flytande bly. När protonerna i strålen var för sig har en energi på en gigaelektronvolt, kommer en protons kollision med blyet att leda till att det utsänds 30 neutroner, vilka träffar toriumbränslet och sätter igång nya kärnreaktioner. Processen dör dock snabbt ut om man släcker ned acceleratorn, och därför är det ingen risk för en härdsmälta som i Tjernobyl 1986.
Det ärkemisstag illustrerad vetenskap gör är att de blandar ihop kriticitetsolycka och härdsmälta. Det första är klassiska tjernobyl, kärnreaktionen skenar iväg och allt går åt helvete. Härdsmälta däremot är vad som sker ifall kylningen till bränslet slutar fungera men det har inget med en skenande kedjereaktion, kedjereaktionen i en modern reaktor kan överhuvudtaget inte upprätthållas ifall kylningen inte fungerar. Kylningsbehovet beror snarare på att det radioaktiva sönderfallet i bränslet producerar värme efter det att själva fissionsreaktionen har slagits av. Därför behöver en reaktor kylas kontinuerligt. Visserligen så smälte härden i tjernobyl, men tjernobylolyckan var inte vad man menar när man säger härdsmälta.
Illustrerad vetenskap hävdar att den acceleratordrivna reaktorn inte kan få härdsmälta eftersom man närsomhelst kan slå av kedjereaktionen genom att slå av acceleratorn. Men det är fel, härdsmältan är oberoende kedjereaktionen. Om man vill bygga en reaktor som inte kan få härdsmälta så har man några alternativ.
1. Använde en form av bränsle vars smältpunkt är så hög att temperaturen i reaktorn aldrig kan nå dit, pebble bed reaktorerna är exempel på det.
2. Gör som i molten salt reaktorer där bränslet är smält vid vanlig drift och även fungerar som kylmedel. Något som redan är smält kan naturligtvis inte smälta ännu mer, härdsmälta har överhuvudtaget ingen innebörd för en sådan reaktor.
3. Se till att härden är passivt kyld, dvs kylningen är oberoende av pumpar etc och drivs av konvektion osv. Då är man ändå beroende av att kylmedlet inte får läcka ut ur reaktorn. Men det går att designa reaktorer på rätt smarta sätt för att komma runt det. Svenska PIUS reaktorn är exempel på det, de acceleratordrivna reaktorer jag hört talas om kommer förmodligen ha passiv kylning som är kapabel att klara av att föra bort värmen från sönderfallet ifall kylpumparna havererar.
Av de tre alternativen så är iallafall alla lika möjliga att tillämpa på vanliga hederliga reaktorer som på acceleratordrivna reaktorer. Vilken säkerhetsfördel som acceleratordrivna reaktorer egentligen har är alltså svårt att se. De som förespråkar acceleratordrivna reaktorer gör det oftast för att om man blandar i höga halter av vissa transuraner som återfinns i kärnavfall, tex americium, så påverkar det säkerhetsmarginalerna negativt i en reaktor. Det blir svårare att hålla kontroll, om man då istället har en extern neutronkälla som håller igång reaktorn så blir marginalerna mindre viktiga eftersom reaktorn ändå inte kan skena iväg oavsett. Det är egentligen enda fallet som jag känner till där en acceleratordriven reaktor är bättre än en snabb reaktor.
Ja jag har också tyckt att det verkar som en mycket opraktisk teknik det där, men det var först för några dagar sedan som jag kom att tänka på att det visst kan bli härdsmälta i en sån där. Eftervärmen från klyvningsprodukterna finns ju även här... Den enda fördelen är väl det där du säger, att man inte behöver oroa sig om man vill använda upp transuraner i den.
Det finns förstås många som inte håller med mig som forskar på området och Carlo Rubbia själv som gillar koncepter är ju nobelpristagare så åsikterna skiljer sig nog åt bland kärntekniker :)
Jäkligt skönt att se någon inom grön ungdom som inte är mot kärnkraft "bara för att" föresten! Hoppas du får lite gehör(jag antar att du är samma jocke som på grön ungdoms blogg?)!
Nä, det där är någon helt annan...
Det har ju säkert någon fördel, men jag tycker det ser jävligt krångligt ut jämfört med exempelvis smält-salt-reaktorer. Iofs är väl tanken med den här "energy amplifiern" att man har ett snabbt neutronspektrum utan att få de problem med reaktivitet som kan uppstå. Så för att göra sig av med de långlivade isotoperna i utbränt kärnbränsle verkar det vettigt. Har du någon koll på vad som är mest lämpligt för det annars?
Jag vart lite nyfiken vad det där var för en, så jag sökte lite. Är det den här sidan du menar?:
http://greenkids.wordpress.com/2008/05/27/karnkraft-ar-visst-en-fornyelsebar-energikalla/#comments
/Joakim
Yapp det var det, blandade ihop totalt på grund av era namn och tajmingen på din kommentaren eftersom den kom just efter jag skrivit en kommentar därborta :)
Håller med om kommentaren du skrev där föresten, molten salt reaktorer har nog potential som vida överstiger acceleratordrivna reaktorer. Det är synd att den får så lite uppmärksamhet i relation till de andra gen-4 reaktorerna. Helt obegripligt! Det är ju i princip perfekta reaktorn ur alla avseenden.
Du kanske har sett några av mina inlägg på thorium forumet, startade en tråd där om en tungvattenmodererad msr som jag just nu donar med som exjobb.
När det gäller det långlivade skräpet så är det nog fullt möjligt att bränna dem i vanliga snabba breeders så länge man inte har för hög koncentration av dom i bränslet. Jag har för mig att tex IFR skulle klara den komposition av transuraner som finns i dagens använda kärnbränsle.
Den enda fördelen med ADS är nog om man aldrig lyckas pressa ner priset på snabba reaktorer till att bli likvärdig eller lägre än dagens lättvattenreaktorer. Då är det billigare att bygga ett fåtal ADS som enbart bränner americium, curium etc. Ännu billigare är förstås då att bara begrava avfall som vi redan planerar.
Men det vore jäkligt märkligt minst sagt om inte någon av snabbreaktorerna eller molten salt reaktorn blir billigare än dagens lättvattenreaktorer.
Jobbar du med eller studerar du själv kärnteknik föresten? Det är inte ofta man stöter på någon som snubblat in på sorensens forum!
När jag först såg om de där ADS-reaktorerna tyckte jag ju att det lät som en jättebra idé, men då hade jag egentligen inte så mycket koll på kärnkraft alls. Att det inte kan bli en skenande kärnreaktion lät ju som en jättestor fördel - jag visste inte då att våra vanliga reaktorer inte heller kunde få det... Men vad jag förstår det som nu så är fördelen med ADS att man kan ha högre koncentration transuraner än annars.
Vad skulle fördelarna med tungvattenmoderering vara? Det är väl mindre neutronförluster i det än i grafit om jag kommer ihåg rätt nu, men blir det inte krångligt om man vill ha hög temperatur i reaktorn?
Det var ju du som gav mig länken till det där forumet, tycker det verkar intressant det där! Det verkar som många är emot snabba reaktorer, men jag undrar om det inte ändå är en bra idé - i alla fall några stycken. Det finns ju mycket utbränt kärnbränsle och utarmat uran liggandes här och där som redan är framplockat och inte behöver brytas. Iofs är väl inte bränslekostnaden någon stor del nu men det är ju ett bra sätt att bli av med det.
Kärnteknik är inte egentligen mitt område, har bara tyckt det är väldigt intressant att läsa om det. Elektroteknik har jag tänkt börja studera. Matematik och fysik är spännande ämnen :) Men intresset för kärnteknik började väl egentligen med att jag såg någon dokumentär om Tjernobyl och sen började kolla runt mer om vad det var som hände och hur det kunde hända. Jag hade väl tyckt att kärnkraft inte verkade som en särskilt bra idé, kärnkraftverken kan ju sprängas... Men riktigt så enkelt visade det sig ju inte vara direkt.
Men man fick ju lära sig i skolan att man ska tycka kärnkraft är dåligt och sossarna bra och lite annat sånt.
Jag är nog aningen dement, har helt glömt bort det! :)
Japp, tungvatten är bättre ur neutronsynpunkt än grafit. Mindre förluster och modererar bättre så man kan breeda lättare och bygga reaktorn kompaktare. Problemen med temperaturer kan man komma runt genom att designa reaktorn ungefär likadan som en CANDU reaktor. Saltsmältan rinner i kanaler genom en tank med tungvatten. Men kanalerna är isolerade från tungvattnet och tungvattnet hålls vid en temp så låg som 70-80 grader.
Om det är fördelaktigt ekonomiskt etc är tveksamt. istället för att byta ut grafitblocken som krävs i en vanlig MSR då och då så måste man byta ut kanalerna. Men rent fysiskt verkar det lovande hittils. Ska posta upp lite resultat på forumet inom en vecka eller två.
Jag är positiv till snabba reaktorer, betydligt mer positiv än de flesta på forumet. Det finns många lovande koncept, speciellt de blykylda som jag är helt såld på.
Men att blanda in en accelerator gör allting så MYCKET mer sexigt! Hallå killar, fattar ni inte det! Om ett vanligt kraftverk är som en kaffekokare från ett billighetsvaruhus, så är ett kraftverk med en egen accelerator som en 5000 euros espressomaskin med inbyggd malning och dosering av bönorna.
Jo, det var en liten dabst av Illustrerad Vetenskap, men förståelig. Explosionen som blåste av taket och grafitbranden var ju helt tillräckligt dramatiska, med helt tillräckligt stora omedelbara utsläppsföljder. Att sedan fanskapet fortsatte att vara aktivt i veckor a)var inte känt utanför katastrof-ledningen i Pripjat förrän många, många år senare, och b) är något man helst inte vill tänka på.
Är det förresten faktiskt "kriticitetsolycka" på svenska? Inte "kritikalitetsolycka"? Jag har nog läst för engelska.
Dessutom, om man ställer begreppen "härdsmälta" och "kriticitetsolycka" mot varandra, handlar de inte egentligen om olika saker, olika faser i ett förlopp? "Härdsmälta" beskriver ju bara att det blir för hett, inte varför. "Kritikalitetsincident" beskriver ju bara att reaktionen skenar iväg, inte följderna.
Förresten, eftersom jag är på pladdrigt humör :-), tänk er vilka fina, filmatiska olycksscenarier accelerator-reaktorn inbjuder till! "Bara att slå av den" - hah! Lagomt el-fel som omöjligör detta, och bra med material för 90 minuter av hjälten och hjältinnan som desperat söker efter någon lämplig plåt el. dyl. att putta in mellan neutronstrålen och den överstimulerade reaktorn! I sista stund övertygar de (jag tänker mig Charlize Theron och George Clooney) kraftverkets PR-chef (Danny DeVito) att offra sina guldfiskar för mänskligheten, och släpar iväg med hans akvarium :-)
Glömde helt bort en liten grej:
"Något som redan är smält kan naturligtvis inte smälta ännu mer"
Så framtidens fasanfulla olyckor är naturligtvis inte mera härdsmältor, utan "härdförgasning", eller det ännu värre (jorden sprängs i luften, bergis!) "härdplasma"!
Härdförgasning, det vore grejer det :) Fast det finns även reaktorkoncept där bränslet är både i gas och plasma tillstånd. Om man kör med en plasmareaktor, då jävlar kan inte någon komma med något värre. Fast då hittar väll miljödårarna på ett nytt materialtillstånd!
Du har ju förstås helt rätt i att härdsmälta och kriticitetsolycka är två skillda saker. Fast när man säger härdsmälta så brukar man syfta på att härden smälter pga sönderfallsvärme efter kylningshaveri. Sen kan ju kriticitetsolyckor leda till härdsmälta också, men då är det inte härdsmältan som är det stora problemet utan överkriticiteten :)
Kriticitetsolycka är nog min egen svengelska misstänker jag hehe.
Det vore faktiskt fett bra film det där :) Men man oroar sig faktiskt i verkligheten för om det går att slå av strålen nog snabbt ifall något skumt skulle hända i reaktorn och reaktionen sticker iväg. Säkerhetsfördelarna verkar alltså långt från uppenbara. Det bästa är väll förstås att man kan förklara varför en sådan reaktor är säker även åt den mest korkade jävla människan man kan hitta. Ska man däremot förklara feedbackmekanismer åt samma person så lyckas man nog inte så väl....