Logga in på Dagens Nyheter

Här kan du som DN-kund logga in för obegränsad läsning av DN.se, e-DN och DN.Prio.

Med ett gratiskonto kan du följa skribenter och ämnen samt bokmärka artiklar.

Hej !
Mitt DN Ämnen jag följer Sparade artiklar Kundservice Logga ut
Vetenskap

Framtidens kärnkraftverk ska bli säkrare

Efter katastrofen i Japan vill många minska beroendet av kärnkraft. Andra hoppas på modernare, bättre och säkrare kärnkraftverk. Och bättre kärnkraftverk är på gång. Forskare jobbar enligt flera olika linjer.

Grafik: Morgondagens reaktor. Klicka för att förstora

Grafik: Reaktorns utveckling

Grafik: Acceleratordriven reaktor

• Generation 3+. Kärnkraftverk brukar delas in i generationer och de modernaste som tillverkas i dag kallas generation 3+.

I Kina bygger företaget Westinghouse just nu fyra anläggningar med namnet AP1000. De har så kallad passiv kylning. Om elförsörjningen skulle försvinna och alla operatörer slås ut kommer bränslehärden ändå att kylas helt automatiskt. Det bygger på ett slutet system av cirkulerande kylvatten, där vattnet stiger uppåt på grund av bränslehärdens värme och sedan sjunker nedåt av gravitationen. Både Kina och USA har beställt ytterligare anläggningar av denna typ.

Företaget GE-Hitachi har också utvecklat en anläggning av generation 3+, kallad, ESBWR, som precis är på väg att godkännas i USA.

Om japanerna hade haft sådana anläggningar skulle härdsmältorna i Fukushima ha kunnat undvikas. Men inte ens passiva kylsy-stem skulle ha kunnat förhindra att bassängen med begagnade bränslestavar kokade torr.

I Frankrike och Finland satsar man i stället på generation 3+-anläggningar med dubbla och mycket kraftiga inneslutningar. De hade inte kunnat förhindra härdsmältorna i Fukushima, men däremot hållit inne strålningen. Att vattnet i bränslebassängerna började koka – ett av de största problemen vid Fukushima nu – hade dock inte kunnat undvikas med denna teknik.

• Generation 4. Det finns en hel bukett av tekniska lösningar för den fjärde generationens kärnkraftverk. De skiljer sig framförallt genom det kylmedium de använder.

En typ använder flytande natrium. Den är en vidareutveckling av äldre så kallade breederreaktorer, bland annat en fransk vid namn Phénix som startades på sjuttiotalet och stängdes för ett par år sedan.

Reaktortypen kallades för ”breeder” efter engelskans ord för ”föda upp”. Uttrycket syftar på att man kan mata reaktorn med avfall från andra, mindre effektiva reaktortyper. Den kan till exempel förbränna en högre andel plutonium, americium och curium.

I dag talar forskarna hellre om ”snabbreaktorer”. De syftar då på själva den kärnfysiska reaktionen, där neutronerna rusar fram i sin naturliga hastighet utan att bromsas. Därför kan de bättre klyva atomer från olika grundämnen.

– I dag slänger vi bort omkring 99 procent av bränslet. En snabbreaktor i kombination med ett lättvattenreaktor skulle kunna utvinna mycket mer energi ur bränslet, säger Christian Ekberg som är professor i industriell materialåtervinning vid Chalmers i Göteborg.

EU har planer på en försöksanläggning med natrium, som skulle kallas för ”Astrid” och byggas i Frankrike.

Men natrium som kylmedel har en stor nackdel. Det reagerar mycket häftigt om det kommer i kontakt med vatten. Om anläggningen skulle brista, till exempel på grund av en jordbävning, ett meteoritnedslag eller ett störtande flygplan kan konsekvenserna bli mycket stora.

En annan typ av snabbreaktorer av generation 4 använder bly som kylmedium.

En sådan skulle Christian Ekberg gärna vilja bygga i Sverige. Han och Janne Wallenius vid KTH i Stockholm har skissat på en liten anläggning i Oskarshamn som skulle heta ”Electra”. Det finns också planer på en europeisk försöksanläggning vid namn ”Alfred”.
Blykylning har använts i många år i ryska atomdrivna ubåtar.

– Nackdelen är att det är väldigt korrosivt. Det finns i dag inget riktigt bra material till exmpelvis pumpar, säger Christian Ekberg.

Men det finns också stora fördelar med bly som kylmedium. Det är mycket lämpligt för passiva kylsy-stem och det krävs mycket höga temperaturer för att det ska koka bort.

– Om japanerna hade haft bly i sina reaktorer i Fukushima skulle hela katastrofen ha kunnat undvikas, säger Janne Wallenius.

Det finns också gaskylda reaktorer av generation 4, där kylmediet består av helium.

•  Rubbia-reactor. En helt annan typ av kärnkraftverk kallas för acceleratordrivna. Ibland kallas de mer populärt för rubbiaktor, efter Nobelpristagaren Carlo Rubbia som var en av de första att skissa på ett sådant system.

Den baseras på så kallat underkritiskt bränsle. Kärnreaktionen kan inte pågå av egen kraft, utan ny energi måste hela tiden tillsättas utifrån. Det sker genom en stråle av protoner, som träffar ett stycke av bly, som i sin tur alstrar en skur av neutroner.

Tekniken är precis densamma som vid den stora spallationsanläggningen ESS, som nu håller på att byggas i Lund.

Acceleratorn kräver stort utrymme. Om accelerator är rak måste den vara en hel kilometer, men den kan också göras spiralformad.

Fördelen är att den kan ta till vara radioaktiva grundämnen i ännu högre grad än snabbreaktorerna. Det innebär att det radioaktiva avfallet blir väsentligt mindre giftigt
på sikt och tar mycket mindre plats.

Det finns förslag på att kombinera en modern lättvattenreaktor, en natrium- eller blykylda reaktor och en acceleratordriven reaktor. Det skulle bli mycket effektivt från bränslesynpunkt, men det skulle också kosta mycket pengar.

Om kärnkraften byttes ut till bara acceleratordrivna system skulle elpriserna fördubblas, visar en avhandling från KTH.

• Fusion. Det finns också forskare som sätter stor tilltro till fusion, den process som sker i solen där två vätekärnor slås ihop till helium.

Men Christian Ekberg tror inte att denna teknik kommer att prestera någon kraftproduktion under överskådlig tid.

– Den har kostat ofantliga pengar, som kunde ha gått till forskning om alternativa energikällor.

Så här jobbar DN med kvalitetsjournalistik: uppgifter som publiceras ska vara sanna och relevanta. Rykten räcker inte. Vi strävar efter förstahandskällor och att vara på plats där det händer. Trovärdighet och opartiskhet är centrala värden för vår nyhetsjournalistik. Läs mer här.