I detta inlägg så skall vi äntligen titta på snabba reaktorer men först en liten rekapitulering av var vi är. Vi såg följande utveckling:
- dagens reaktorer: vatten-vattenreaktorer, stora och säkra men dyra att bygga
- morgondagens: små modulära reaktorer som byggs på löpande band för att få ner kostnaden (om de nu kan visa att det blir billigare)
- lite längre fram: högtemperaturreaktorer där energin kan användas till en mängd industriella processer
Vi tog även upp två problem som vi länge hade undvikit och de var:
- det finns inte hur mycket uran som helst
- vad skall vi göra med det utbrända bränslet
Det fösta problemet är, vill jag påstå, inte ett omedelbart problem och om man ser rent ekonomiskt på det så skulle vi kunna använda uran i den omfattning som vi gör idag i flera hundra år. På lång sikt så är det naturligtvis något man måste kunna tackla men om det var det enda problemet så kunde vi sluta här.
Det andra problemet är kanske inte heller ett problem, eller rättare sagt så är en enkel lösning att begrava bränslet i ett bergrum. Det är naturligtvis någonting som man kan diskutera och jag har full förståelse för de som vill hitta en bättre lösning. Om det finns en bättre lösning som dessutom är ekonomiskt fördelaktig så är det naturligtvis bättre; om lösningen även är en lösning på det första problemet så är saken klar som korvspad.
Vi skall i detta inlägg titta på en reaktorteknik som erbjuder en lösning på båda ovan nämnda problem. Innan vi listar de olika förslag skall vi dock ge oss i kast med att försöka förstå vad som händer i en vanlig kärnreaktor.
Grunden för ett kärnkraftverk
De vanliga termiska reaktorerna vi har, skapar energi genom att klyva Uran-235. En isotop som när de träffas av en neutron splittras i: två delar, två-tre energirika neutroner och mängder med energi. Har man tillräckligt med Uran-235 så kommer neutronerna att träffa nya Uran-235 atomer som i sin tur splittras osv. Naturligt uran innehåller endast 0.7% Uran-235, resten är Uran-238. För att fungera i en reaktor så krävs att bränslet dels förädlas så att det innehåller ca 4-5% Uran-235, dels att vi har en moderator som bromsar de snabba neutronerna.
Uran-238 är fertilt
Det finns en annan process som också sker i en reaktor. Även Uran-238 är benägen att ta upp en neutron och omvandlas då till Plutonium-239. Plutonium-239 är i sin tur klyvbart och fungerar i mångt och mycket som Uran-235. Man kallar Uran-235 och Plutonium-239 för klyvbara och Uran-238 för fertilt efter som det kan föda ett klyvbart material. I en vanlig reaktor så kommer en betydande del av energin från klyvning av Plutonium-239. I en vanlig reaktor kommer processen dock att avstanna av sig självt när mängden Uran-235 minskar.
Det utbrända bränslet
Utbränt bränsle från en vatten-reaktor består till 91% av Uran-238, knappt 1% Uran-235 och 2% plutonium och andra grundämnen tyngre än uran s.k. transuraner. Resten, ca 6%, är grundämnen som bildats genom klyvningen av Uran-235 eller Plutonium-239 (SKB P-13-33 sid 15)
Restprodukterna som bildas är mycket radioaktiva, betydligt mer radioaktiva än det uran och plutonium som finns i det utbrända bränslet. Fördelen är att restprodukterna har relativt kort halveringstid: dagar, år eller årtionden inte tusentals år. I kärnbränsle som plockas ut från en reaktor, halveras radioaktiviteten redan efter en vecka. Efter ett år är den nere i en tjugondel och det är då som man i Sverige flyttar bränsleelementen till Clab, mellanlagret för utbränt kärnbränsle i Oskarshamn. Efter tio år i en vattenbassäng är radioaktiviteten nere i en hundradel av vad den var från början, fortfarande väldigt hög men hanterbar på ett helt annat sätt. I USA tar man då helt enkelt bränslet och ställer det i en tunna av stål och betong på baksidan av reaktorbyggnaden. I Sverige har vi dem kvar i mellanlagret i väntan på att slutförvaringen skall bli klar.
Om vi väntar i 300 år så har radioaktiviteten från restprodukterna nästan försvunnit helt. Om detta var det enda som fanns i det utbrända bränslet så skulle vi inte behöva lagra det mycket längre. Problemet är att det fortfarande finns en procent Plutonium-239 och andra transuraner kvar som har en halveringstid på flera tusen år, det är detta som är problemet med utbränt bränsle – vi får vänta i hundra tusen år innan nivån är nere nära noll.
Upparbetning av bränsle
I bland annat Frankrike och England har man tagit hand om bränslet och separerat uran och plutonium från restprodukterna. Det uran och plutonium man får ut kan då användas till nya bränsleelement s.k. MOX-bränsle (med Plutonium-239) och ERU-bränsle (med Uran-235). Det som blir kvar efter upparbetningen är restprodukterna från kärnklyvningen men även alla transuraner vilket gör att avfallet fortfarande måste lagras i tusentals år även om det till mängden är mindre.
Det faktum att upparbetning av kärnbränsle är en dyr process och eftersom naturligt uran är så billigt, så är det inte ett ekonomiskt självklart val. England stänger nu sin upparbetningsanläggning i Sellafield, USA har valt att aldrig bygga någon, Frankrike fortsätter men det är inte en marknad som växer. Upparbetningen i England och Frankrike var från början en metod för att producera plutonium för kärnvapen och USA:s beslut att inte upparbeta var det motsatta – att inte vara den som bidrog till teknik för utvinning av plutonium. I Sverige har upparbetning inte varit aktuellt eftersom vi ju skulle avveckla kärnkraften och därför inte ville bygga upp en apparat för att hantera det utbrända kärnbränslet som byggde på att man hade reaktorer i drift.
En början på en lösning
Varför denna långa utläggning om kärnbränsle? Om den ovan beskrivna processen var den enda möjliga så hade det i det närmaste varit vetande för Trivial Pursuit men det finns en process som är intressant i sammanhanget. I en vanlig termisk reaktor omvandlas som sagt en del av Uran-238 till Plutonium-239. En del av detta plutonium bidrar till kärnreaktionen och ger energi vilket är bra, men nackdelen är att en del blir kvar i det utbrända bränslet.
Om vi har ett bränsle som till största delen består av Uran-238 men också en betydande del klyvbart material, Uran-235 och Plutonium-239, så kommer någonting intressant att hända. När det klyvbara materialet förbrukas så kommer en del av Uran-238 att förvandlas till Plutonium-239. Plutonium-239 är ju klyvbart så om förhållanden är de rätta så kan vi ha en reaktion som skapar lika mycket klyvbart material som förbrukas. Processen fortgår så länge det finns Uran-238 kvar i bränslet – och Uran-238 finns det hur mycket som helst av. Istället för att som idag vara begränsade till Uran-235, som det bara finns 0.7% av i naturligt uran, så kan vi använda allt Uran-238, som utgör resterande 99.3%.
Reaktorer som hela tiden omvandlar Uran-238 till klyvbart Plutonium-239 som sedan klyvs kallas för bridreaktorer (efter engelskan ”breed reactor”, man avlar bränsle). För att processen skall fortgå så plocks restprodukterna bort och nytt Uran-238 tillförs. Eftersom bridreaktorer skulle kunna använda i princip allt uran, och inte bara den lilla skärva av Uran-235 som finns i naturligt uran, skulle dess lösa vårt första problem. Det finns bränsle i tiotusentals år.
För att detta skall fungera så måste vi dock använda en annan typ av reaktor där man inte bromsar in neutronerna, vi måste ha en snabb reaktor utan moderator. Snabba reaktorer är ingenting nytt, bland de första reaktorer som byggdes var snabba reaktorer. Det har funnits flera försöksreaktorer och i Ryssland finns det även kommersiella reaktorer i drift idag. Intresset för dem har alltid funnits för att det har setts som den naturliga utvecklingen den dagen uran blev för dyrt att bryta. När priset på uran har varit fortsatt lågt så har det saknats ekonomiska incitament att driva på dess kommersiella användning men det kanske kommer att ändras.
Det som kan komma att driva utvecklingen av snabba reaktorer är att det blir ett sätt för oss att ta hand om det utbrända bränslet. Vi kan nämligen från det utbrända bränslet separera ut inte bara uran och plutonium utan alla transuraner. Transuranerna får då följa med in i det nya bränslet och kommer i en snabb reaktor även de att klyvas och därmed försvinna.En snabb reaktor som bygger på att man hela tiden för in nytt plutonium och transuraner kallas för avfallsförbrännare (engelskans ”waste burner”).
Snabba reaktorer innebär att vi kan sluta bränslecykeln; allt uran kommer till användning, endast klyvningsresterna blir kvar. Det som då blir kvar att hantera som avfall behöver bara lagras i ca 300 år. Att snabba reaktorer nu lanseras som en lösning på avfallsproblemet, snarare än brist-på-uran-problemet, är kanske det som till slut får denna teknik att slå igenom.
Exempel på snabba reaktorer
Snabba reaktor kan inte inte använda vatten som kylmedium, eftersom vattnet hade fungerat som en moderator, istället används bly, natrium, gas eller salt som kylmedium. Vi listar några reaktorer inom varje kategori. Vi skulle kunna ge oss in i en diskussion om vilken teknik som är bäste men dessa diskussioner blir mycket tekniska och slutändan kanske det inte är de tekniska aspekterna som fäller avgörandet.
Natriumkylda (engelska Sodium)
Att använda natrium kan verka, för den som minns fysiklektionen i gymnasiet, en vansinnig idé. Faktum är att det är den teknik som används i en av de första snabba reaktorerna EBR-II som byggdes redan på 60-talet.
- BN-800 : Rysslands flaggskepp när det gäller snabba reaktorer. Visserligen en prototyp till den större BN-1200 men BN-800 levererar el till nätet sedan 2014. Dess föregångare BN-600 byggdes 1980 och skall köras till 2025.
- PFBR : Indiens andra steg i den trestegsplan de har. Första steget består av termiska reaktorer som använder naturligt uran. Steg två är snabba reaktorer för att producera plutonium och steg tre är att gå över till torium i stället för uran (mer om torium i nästa inlägg).
- CFR-600 : en reaktor som nu byggs i Kina baserad på en tidigare modell, CEFR på 20 MWe, som stod färdig 2012.
- PRISM : GE Hitachis design av en reaktor på 300 MWe. PRISM blev nyligen vald av DOE (Department of Energy i USA) som den reaktor de skall bygga för att ha en ny testreaktor i USA. PRISM var på förslag för att ta hand om allt vapenplutonium i Storbritannien.
- ARC-100 : En mindre kanadensisk spelare, ARC, som samarbetar med GE Hitachi har avslutat den första rundan i tillståndsprocessen i Kanada. ARC-100 är den tredje reaktorn som kommit så långt. De två andra är Terrestrial Energy och USNC som vi nämnt förut.
- TerraPower TWR : Bill Gates är med i spelet och ställer upp med två reaktorer. Den som de arbetat längst med är deras Traveling Wave Reactor (som inte längre är någon rörlig våg men namnet var för bra för att ändra). Drogs sig i början av året ur (av politiska skäl) ett samarbete med Kina.
Blykylda
Bly har många trevliga egenskaper och är på många sätt enklare att hantera än flytande natrium. Ryssland är klart ledande inom området och har länge använt blykylda reaktorer i sin ubåtsflotta. De få blykylda reaktorer man hittar information om är all i planeringsstadiet eller avbrutna projekt.
- LeadCold : Vi måste naturligtvis flagga för KTH:s Janne Wallenius som 2013 startade företaget efter år av forskning på KTH. SEALER är en liten reaktor som laddas och försluts för att sedan leverera kraft i mellan 10 och 30 år. Effekten är antingen mellan 3 och 10 MWe eller 55 MWe.
- BREST-OD-300 : En reaktor som planers att byggas i Ryssland.
- SVBR-100 : Ett, kanske avbrutet, projekt som presenterar en 100 MWe reaktor som är en utveckling av de reaktorer som användes i ubåtarna.
Gaskylda
Det är svårt att hitta gaskylda reaktorer (förutom de termiska som bland annat Storbritannien använder). Fördelarna är många om man får tro förespråkarna men nackdelarna tycka vara flera enligt dem som väljer teknik att fortsätta med.
- EM² : General Atomics, med lång erfarenhet av amerikanska försvaret, presenterar en heliumkylda reaktor på 265 MWe. Gasen leds direkt in i en gasturbin vilket därmed ger en hög verkningsgrad (53% enligt reklambroschyren) .
- ALLEGRO : Ett Europeiskt forskningsprojekt som kanske kommer producera mycket forskning men kanske inte så många reaktorer. För tio år sedan så sa man att reaktorn kunde byggas 2014-2022 men än så länge har nog inget spadtag tagits – jag kommer inte att hålla andan under tiden jag väntar.
Saltkylda
Saltkylda reaktorer har, som vi nämnt tidigare, den fördelen att bränslet kan blandas i saltsmältan. Att ha bränslet i flytande form har många fördelar men en nackdel är att bränslet är spritt i stora delar av reaktorn.
- TerraPower MCSR : Bill Gates andra reaktor, Molten Cloride Salt Reactor, finns det inte mycket information om på nätet. Reaktorn är, av det jag kan finna, av den större typen.
- Moltex Energy : Ett engelskt företag som kanske tagit en vinnande väg. Bränslet är uppblandat i smält salt men hålls i bränslestavar likt i en vanlig reaktor. Saltet som finns i reaktorn för att kyla härden kan då bli enklare att hantera och man har fler valmöjligheter. Företaget är med i den Kanadensiska processen och har ett samarbete i New Brunswick Kanada där även ARC ingår. Moltex vill bygga en dedikerad avfallsförbrännare.
- Vi kommer titta på flera saltkylda reaktorer när vi tittar på torium.
Vad kommer härnäst
Det är alltid svårt att göra förutsägelser, och då särskilt om framtiden – min gissning är nog inte bättre än någon annans. För mig står det dock klart att det är lätt, att som teknikoptimist, ryckas med och tro att saker kommer hända i morgon. Den beskrivning jag har gett ovan skulle någon kunna ha gjort för tjugo år sedan och idéerna fanns redan på femtiotalet. Det som är tekniskt möjligt kommer inte att hända om det inte finns några, oftast ekonomiska, fördelar – och dessa fördelar måste vara betydande om stora teknikskiften skall ske. De ekonomiska fördelarna kanske inte är tillräckliga men saker kan kanske förändras om det finns ett politiskt tryck på att kärnbränsle skall återvinnas.
Vi kanske kan snabba på processen genom att ändra de ekonomiska fördelarna. Idag så skall ett kärnkraftverk betala 50:-/MWh (5 öre/KWh) producerad el till kärnavfallsfonden. Hur skulle de ekonomiska incitamenten förändras om avgiften las på antalet ton plutonium och transuraner som skickades till Clab? Skulle Kärnavfallsfonden, som sitter på 60 miljarder, kunna finansiera en snabb reaktor som tog hand om de utbrända bränsle vi nu lägger på lager? Allt bygger naturligtvis på att kärnkraft åter ses som framtidens energikälla.
John Lennon sjöng ”War is over” med det lilla tillägget ”if you want it” och det kanske man skulle kunna säga till de som säger nej till kärnkraft på grund av att de inte vill gräva ner utbränt bränsle i naturen; problemet med kärnkraft är löst – om du vill det.
Lektor inom datakommunikation, KTH.
I <3 CO2 – Koldioxid är kanske inte världens viktigaste gas men den kommer som bra tvåa efter syre.
Jag har alltid undrat över så kallade miljöorganisationers motstånd och avsky för kärnkraft. Det spelar ingen roll hur man jämför – kärnkraft visar sig vara den minst miljöskadliga energikällan, varje gång. Till och med Tjernobyl har blivit en miljömässig succé.
Det är inte speciellt förvånande med Centerns och Miljöpartiets oresonliga motstånd – då dessa bär med sig en politisk ryggsäck i form av den gamla Linje tre-rörelsen. Mp är dessutom endast ett klatschigt, PR-mässigt, namn utan koppling till politiskt innehåll. Det som utgör den starka kraften i partiets kärna är kärnkraftsmotståndet.
Kan man kalla det för radiofobi?
#1 foliehatt
Radiofobi – kanske, det kan också vara en ryggmärgsreflex där man omedvetet tar till sig alla hotbilder. Ett verkligt hot gör naturligtvis folk oroliga men det omvända håller inte alltid. Om man är ett parti som bygger på att ta i tu med det som oroar folk så kommer man samla på sig en hel del uppgifter och i slutändan lösningar som strider mot varandra.
Min spaning är att Mp kommer migrera över till något annat hot vad det lider; om tjugo år är de partiet som tar folks oro för datorisering på allvar och kräver datorfria arbetsplatser och en datorfri utrikespolitik. Satsar man bara på rätt oro så kan man sitta i riksdagen hur länge som helst.
2015 skev SGU en rapport om urantillgångar, som kan vara intressant att läsa.
”Tillgångarna i svartskiffergruppen räknas av IAEA som okonventionella uranmineraliseringar som tidigare
betraktades som olönsamma att bryta, men med dagens något högre uranpris samt nya utvinningsmetoder (biolakning) kan de vara brytvärda. Dessa tillgångar uppgår till mer än två och en halv miljoner ton uran. De svenska kärnkraftverken förbrukar ungefär 1500–2000 ton uran.”
http://resource.sgu.se/produkter/pp/pp2016-2-rapport.pdf
Mycket intressanta artiklar om kärnkraft. Det sägs att marknaden inte vill investera i kärnkraftkraft. Det är självklart när den gällande politiska normen i västvärlden är den ska bort på ett par decennier. Ett klart politiskt ställningstagande som håller över tid så vore inte investeringslust något hinder. Det är ju märkligt egentligen att all tillgänglig statistikvisar att kärnkraften är den överlägset säkraste energikällan. Sett till döda eller skadade per TWh. Tjernobyl, Three Mile Island och Fukushima inräknade.
#3 Lars-Eric Bjerke
Den siffra som de nämner 1500-2000 ton om året är i dagens lättvattenreaktorer. En bridreaktor skulle kunna använda allt uranet och inte bara de 10-14 ton Uran-235 som finns i fyndigheten; det är en faktor 100!
Om vi räknar på baksidan av kuvertet så skulle en fyndighet på 2.5 miljoner ton uran räcka i 100.000 år om vi så förbrukade 25 ton uran om året.
Brist på uran är nog det minsta man behöver oroa sig över. I slutändan är det bara en frågan om vad man vill betala för att gräva upp det.
#5
Det måste väl också finnas en hel del utarmat uran här i världen idag, finns det uppgifter om hur mycket? Borde vara en nätt liten energireserv utan att man behöver ta så mycket som ett spadtag.
Bra, informativt och lärande! Vägen framåt nu, är att politikerna förstår kärnteknikens stora energitäthet. Ur en liten mängd materia med stor potentiell energi, kan man inom en liten volym, få en uteffekt som inte på något annat sätt är jämförbart.
#6 Håkan Bergman
Det finns som du säger en hel del! För varje ton anrikat-uran så finns det i storleksordningen 10 ton utarmat uran. Detta uran står bara och väntar på att få användas till någonting annat än pansarbrytande ammunition och båtkölar (det har faktiskt använts på en del segelbåtar med det blev aldrig någon riktig hit) . Wikipedia gör en sammanställning och nämner siffran 1.2 miljoner ton av utarmat uran i lager i världen (år 2008) – det räcker en bra bit.
https://en.wikipedia.org/wiki/Pen_Duick
#7 Björn
Jag tror det skulle räcka med att politiker förstod att vindkraft är helt meningslöst men det kommer dröja. Så länge folk tror att vindkraft är en bra ide så kommer vindkraftsindustrin leve väl på bidrag. Den subventionerade vindkraften slår sen undan benen för kärnkraft. Så länge vindkraften subventioneras med flera miljarder varje år så skall man nog tänka två gånger innan man bygger ett kärnkraftverk.
Det är först när vi får uppleva en februarivecka med utslagen el som folk kommer att vakna.
Johan M,
Det är ju oftast pengarna som styr- marknaden eller subventioner. Bränslepriset för kärnkraft d.v.s. färdigt bränsleelemet, är idag ca 5 öre/kWh där det anrikade uranet står för ca 1 öre/kWh. Därför tror jag att gen 3+ verk typ Westinghouse AP 1000, som är moduliserat, med få komponenter kommer att vara billigast. Det har samma typ av komponenter som Ringhals 2 (fast färre), som tog 5 år att bygga och kostade mellan 1 och 2 Gkr i dåtidens valuta (1970-1975). Skillnaden är främst byråkratin och seriestorlekarna. Då R2 byggdes hade Westinghouse beställningar på ca 25 verk.
Att ta hand om mellan- och högaktivt avfall för ett verk kostar ca 5 öre/kWh. Rivning plus hantering av det mellanaktiva avfallet (jonbytarmassor, ånggeneratorer, reaktortankar), som idag finns i berget under havet i Forsmark, kostar lika mycket för gen 4 reaktorer som för dagens. Även gen 4 kräver antagligen ett djupförvar av högaktivt avfall, som visserligen blir mindre, men säkert kommer att kosta en hel del.
Eftersom de flesta inte kan skilja på energi och effekt kan de flesta inte skilja på kärnkraft och kärnvapen. Sverige hade planer på kärnvapen och därför satsade vi på tungvattenreaktorer. Men kärnvapenplanerna avskrevs och likaså tungvattenreaktorerna.
Stort tack för denna fantastiska serie du skrivit Johan. En riktig guldgruva, för mig i alla fall.
#10 Lars-Eric Bjerke
Du är inte ensam i din analys. Såg i nyheterna i går att Franska staten lagt ut en förfrågan om sex stycken EPR-reaktorer.
https://www.reuters.com/article/us-edf-nuclear-epr/france-asks-edf-to-prepare-to-build-6-epr-reactors-in-15-years-le-monde-idUSKBN1WT27T
I KIna fick två Hualong One reaktorer klartecken:
https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Permits-issued-for-construction-of-new-Chinese-pla
De stora reaktorerna har alla fördelarna på sin sida tills motsatsen är bevisad.
Johan Montelius [9]; Politikerna tycks inte förstå att vindkraften inte levererar när det inte blåser. Desto fler vindkraftverk som anläggs, desto större blir bortfallet när det inte blåser. När vindkraftverken har fördubblats, kommer både vatten- och kärnkraften behöva att reducera ner sin effekt kraftigt. Baskraften reduceras redan idag och fungerar som reglerkraft. Jag tror att det var i februari 2017 som nästan hela vindkraften låg nere på kontinenten och här hemma under en vecka. Det var ett kritiskt energiläge då. Om kärnkraften börjar användas som reglerkraft äventyrar vi säkerheten. Vi äventyrar redan vattekraftturbinernas funktion och livslängd med detta ständiga av och på. I en rationell värld är det i första hand som kärnkraften är basen och därefter vattenkraften. Vindkraften utgör då reglerkraften i den mån det blåser eller inte. Men det finns kanske de som resonerar att vindkraften finns och då skall den användas, men någon annan kanske säger att både kärnkraftverken och vattenkraften fanns innan vindkraften kom till. Politikerna måste här påminnas om sitt ansvar för ett driftdugligt energisystem. Det kan man knappast säga att det är idag, då stora delar av vårt land kan bli utan el när temperaturen faller. Det kommer den att göra, för när vi nu går mot en ny sannolik kallperiod, på grund av att solen dels förlorar effekt och dessutom omfördelar det spektrala innehållet i den elektromagnetiska utstrålningen. Kärnkraften blir då den enda energifaktor som inte är väderkänsligt.
#13
En fördel som en stor reaktor inte har på sin sida är vid ett eventuellt krig. Det är lättare att slå ut 5 rektorer än 5000 reaktorer.
Nu låter jag säkert som en olyckskorp
#14 Björn
På söndag kommer jag med ett inlägg om hur det verkligen står till med vindkraften. Jag undrar om någon fortfarande tycker vindkraft är en bra investering efter att ha läst den. Det är värre en du tror 🙂
#12 Alvar Nyrén
Tack, det finns så mycket som snurrar runt i kärnkraftsvärlden att hälften skulle vara nog. Hoppas jag kan bringa lite struktur i det som händer.
OT till Ingemar Nordin. Har du läst Peter Alestigs artikel i SvD idag om brevet till FN? Tänker du begära att få kommentera det?
https://www.svd.se/klimatkollen-erfarna-klimatexperter-har-kopplingar-till-fossilindustrin
#15 Guy
Distribuerad kraft har nog fördelar även i fredstid. Vid ett snabbstopp av ett kärnkraftverk så blir det rätt stora omställningar i systemet.
Detta gäller iofs även vindkraft och där kanske till en högre grad; om det slutar blåsa så kan det nog göra det rätt så omgående i hela landet. Jag har data för timvis produktion, skall se om jag kan plocka ut några intressanta siffror om hur snabba förändringarna kan bli.
Först vill även jag sända en stor eloge till dig Johan för dina eleganta och informativa artiklar. Föredömlig pedagogisk insats! Så några kommentarer i ämnet.
Utan tvekan kommer massor av 3G+ reaktorer att byggas under minst två-tre decennier framåt, inte minst i Kina och Indien, men även Frankrike och Storbritannien torde komma att bygga många. Som sagts här tidigare skapar seriebyggande förutsättningar för kontroll över kostnader och tidplaner. Väl beprövade koncept ger också lägre kostnader och bättre driftsäkerhet/tillgänglighet. Man skall inte bedöma framtida kärnkraftkostnader efter enstaka projekt som av olika skäl uppvisat diverse problem som t. ex. Olkiluoto 3. Vi kan just nu se två goda alternativ. Det ena är det som Lars-Eric Bjerke nämnt (och som jag också tror mycket på) nämligen Westinghouse AP 1000, som torde har studerats ingående i Sverige innan locket lades på för några år sedan. Detta projekt har för övrigt kineserna lärt sig mycket av när de utvecklade sin egen konstruktion Hualong One. Fransmännen ligger efter, men kommer nog i fatt så småningom. De lär sig nog mycket av sina kinesiska samarbetspartners på Hinkley Point C i England. Värdefull kunskap utöver det som de redan lärt av debaclet i Finland!
Min bedömning är att seriebyggda 3G+ projekt i västvärlden inklusive Sverige kan ha en tidplan till verklig kommersiell drift på 7-8 år, fördelat på 2 år för platsspecifik slutprojektering och tillståndsprövning, 4-5 års byggnadstid och 1 år för provdrift och intrimning av drift- och underhållsorganisationen. Kineserna kommer säkert ha kortare projekttider.
Att jag tror på fortsatt utbyggnad av lättvattenreaktorer beror på att det tar lång tid innan 4G-teknologin blir kommersiellt tillgänglig i stor omfattning. Min bedömning är att 2020-talet kommer att behövas för fortsatt utvecklingsarbete med försöksreaktorer och ett antal mera utvecklade demonstrationsprojekt. Det kommer sannolikt att först leda till att antalet teknikalternativ, som nu är åtminstone 6-8, kommer att reduceras till kanske 2-3 med bäst långsiktig kommersiell potential. Man har ännu inte börjat ordentligt med utveckling av systemlösningarna som förutom reaktorerna kommer att behöva inkludera nya typer av lokala eller regionala anläggningar för upprepad upparbetning av utbränt bränsle och bränsletillverkning av högaktivt material, dvs. om sluten bränslecykel skall uppnås. Detta behövs ju om man skall nå de två mål som Johan nämner. Först under 2030-talet börjar vi se mera kompletta pilotprojekt, återigen sannolikt först i Kina. Verkligt kommersiella 4G-projekt torde vi inte få se förrän in på 2040-talet; mera omfattande utbyggnadsprogram kommer gissningsvis först efter 2050.
4G är alltså inte en ”quick fix”. Därför är det viktigt för Sverige att utveckla en uthållig kärnkraftstrategi för både 3G+ och 4G! Inkludera i denna stöd för befintlig kärnkraft och givetvis stöd för Blykalla.
Återkommer med ytterligare några kommentarer senare.
SVD och Peter Alestig.
Vi kan väl i alla fall kräva en vetenskaplig granskning av påståendena i första delen och en rättelse när granskningen är klar.
Sen jämför han ”den kontroversielle meterologiprofessorn Richard Linden” och oss, mot miljontals unga och filmstjärnorna Jane Fonda (81) och musikern Björn Ulvaeus.
Slutligen påstår han att brevet är en förädisk blandning av sanning och lögn. Borde kunna stämma honom för påståendet om lögnen.
Har SVD inte gått för långt nU???
PROTESTERA till redaktionen var enda en av oss!
Vad politikerna fullständigt missat med vindkraft är den korta livslängden. Även de verk som byggs idag kommer att vara uttjänta när dom om 20 år ska ersätta dagens kärnkraft…
Det märkliga med dessa kändisar Jane Fonda, BjörnUlveus m.fl. är att när stjärnan dalar har dom enormt behov att på nytt finnas på alla löpsedlar och återigen få sola sig i glansen. Man känner väl till hur man skall kittla reportar av den typ som SVD och Peter Alestig representerar.
Det är inte så noga med om det är sanning eller inte bara det skrivs om dom
Lite märkligt att Herr Ulveus satsat stora pengar på att bygga en lyxfastighet på en liten låg kuststräcka i Västervik.
Här gäller inte domedagsprofetierna från SMHI om översvämningar och höjda vattenstånd.
Stort tack till Johan Montelius
Tänk vad man får lära sig på denna blogg!
Hur får man U238 + neutron = Pu239? Det borde väl snarare bli U239? Det skall väl till en proton för att man skall få till ett ämnesbyte?
Annars cool serie.
Tack Johan Montelius!
De här inläggen med kunniga kommentatorer borde alla läsa även skolbarn.
Angående Alestig så var det ju helt förväntan. Han får ju betalt för att låta som en klimatoroad reporter och lobba för gröna lösningar. Sedan om han är extremt orolig eller bara en opportunist det är en annan sak.
Det som fastnade hos mig om jag minns rätt, läste snabbt, var att han förminskade Ingemar Nordins titel och det är väl inget bra betyg över det andra han skrev.
@#25 Dolf
två betasönderfall ger serien ²³⁹U – ²³⁹Np – ²³⁹Pu – atomnummren 92, 93 respektive 94
#25
Både neutroner och protoner kan via betasönderfall omvandlas till varandra. Instabila tyngre ämnen kan sönderfalla antingen via alfasönderfall eller betasönderfall. Fria neutroner sönderfaller till protoner med en halveringstid på drygt 10 minuter.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Beta_decay?wprov=sfla1
Det publicerades intressanta siffror om läget i världen för kärnkraften vid en konferens i London nyligen.
The world’s nuclear reactors made a growing contribution to supplying clean and reliable electricity in 2018. Global nuclear generation was 2563 TWh, up 61 TWh on the previous year.
At the end of 2018 the capacity of the world’s 449 operable reactors was 397 GWe, up 4 GWe on the previous year. Nine new reactors were connected to the grid, with a combined capacity of 10.4 GWe. Seven reactors were closed down in 2018, with a combined capacity of 5.4 GWe. Of these, four are Japanese reactors that had not generated since 2011, and a fifth, Chinshan 1, had not generated since 2015, so these closures had minimal impact on overall electricity generation in 2018. Four reactors in Japan, with a combined capacity of 5.6 GWe, were given approval to restart.
The number of reactors under construction at the end of 2018 was 55, with construction starts on five reactors, compared to the nine that have been connected to the grid following completion of construction. In Asia, nuclear generation rose by more than 10%, to reach 533 TWh, now more than one-fifth of global generation. In China, the first AP1000 and EPR reactors began commercial operation, alongside Russian VVER V-428M and Chinese ACPR-1000 reactors. Although the four reactors gaining approval to restart in Japan brought the total number to nine, the pace of progress to restarting more reactors remains slow, continuing Japan’s reliance on fossil fuels.
The median construction time in 2018 was eight-and-a-half years; this was primarily due to the start-up of reactors utilizing new designs. The average construction time for reactors in recent years has been around five-to-six years.
https://www.world-nuclear.org/our-association/publications/online-reports/world-nuclear-performance-report.aspx
Den kinesiske delegaten rapporterade detta: Of the 449 reactor units in operation in 30 countries today, 47 are in China, he noted. At nearly 50 GWe, they place the country in third ranking in terms of installed nuclear generating capacity. China also has 11 units under construction with an installed capacity of about 12 GWe, ranking the country first in the world in that respect, he said. In 2018, nuclear power generated 287 TWh of electricity in China, accounting for 4.2% of national power generation, and Gu is ”fully confident” that China will add a further 6-8 units each year over the next 10 years.
http://www.world-nuclear-news.org/Articles/China-confident-of-new-era-for-nuclear-says-CNNC
Den som vill försöka påverka vänner och bekanta att bli mer positiva till kärnkraft bör titta på Michael Schellenberger, först själv och sen sprida. T ex den här:
https://youtu.be/ciStnd9Y2ak
#25 Dolf
”Hur får man U238 + neutron = Pu239? ”
Det är är mystiskt till man inser att en neutron kan dela sig i en proton och en elektron. Summan av en negativt laddad elektron och en positivt laddad proton är noll vilket stämmer bra med neutronens laddning. Även vikten stämmer om man bortser från en liten skärva som övergår i energi.
Om vi nu har Uran-238 som består av 92 protoner och 146 neutroner (summa 238) så får vi när vi absorberar en neutron Uran-239 med 92 protoner och 147 neutroner.
Uran-239 har dock lite för många neutroner för att var stabil och efter i medeltal 23 minuter så omvandlas en neutron till en proton och elektron. Elektronen skjuts iväg och det är det som kallas betastrålning. Nu har vi 93 protoner och 146 neutroner, vi har alltså fått Neptunium-239.
Efter i medeltal två dagar kommer sen vår Neptunium-239 kärna att omvandla ytterligare en neutron till en proton och en elektron och då får 94 protoner och 145 neutroner eller Plutonium-239.
Det är på detta sätt alla ”transuraner” bildas. När Plutonium-239 träffas av en neutron så vill vi att den splittras i två men den kan lika gärna bli Plutonium-240 som efter att ha absorberat ytterligare en neutron blir Plutonium-241. Efter ett tag, 14 år, bildas sedan Americum-241.
#20 Stig
Jag är mer optimistisk vad gäller genomslag av 4g och orsakerna är flera. Länge har väldigt tungrodd byråkrati bromsat arbetet, inte minst i USA men där händer saker nu, se länken.
Jag tror även att USA har insett risken att Kina får ett ointagligt försprång, t ex genom deras arbete med två sorters saltsmältreaktorer. Vi kan stå inför en enorm kraftansträngning med CO2-frågan som stark drivkraft. Inget ont som inte för något gott med sig!!!!
https://wattsupwiththat.com/2019/10/17/new-doe-and-nrc-agreement-will-lead-to-faster-deployment-and-licensing-of-u-s-nuclear-technologies/
#20 Stig H Moberg
Jag håller med dig i din analys, snabba reaktorer erbjuder ingen avgörande fördel om vi ser det ekonomiskt eller tekniskt. Att Nuscale eller andra Gen-II+ SMR skulle kunna bli en spelare tror jag dock är möjligt under 20-talet.
Det som skulle kunna förändra saken är politiska krav. Vi har under 20 år byggt upp en helt meningslös vindkraftsindustri som både tekniskt och ekonomiskt är ett haveri men trotts det så fortsätter vi att pumpa in pengar. Utvecklingen kanske inte alltid är rationell och det öppnar upp för till exempel snabba reaktorer som ”förbränner avfall”. Skulle mycket väl kunna tänka mig att ett politiskt parti i Sverige sätter ”modern kärnkraft” på partibladet och för att avväpna motståndet säger – men denna reaktor skapar inte avfall den tar hand om det!
OT. Läser på Text-tv ”Svensk klimatsatsning FN-förebild. Naturligtvis är det hållbar utveckling som gäller. Det är 30 investerare och finansiella aktörer som förbinder sig att arbeta för en hållbar värld i form av FN-s millenniemål. Förebilden är en motsvarande svensk satsning med svenska företag som drivits av Sida. Det är konkret och inte bara prat utan riktiga investeringar säger Sida chefen Carin Jämtin. Undrar om dom företag som pga elbrist måste ställa in investeringar deltar i projektet. Är också Sverige en förebild när man stänger kärnkraftverk. Sida måste kanske också arbeta för en hållbarare sjukvård, tänker på Akademiska, om det ska bli en förebild för resten av världen.
#34 Daniel Wiklund
Sverige höjer bidraget till FN från 4 till 8 miljarder kronor och får en klapp på huvudet. Nyttan med alla bidrag hit och dit är diskutabel och aldrig att vi får en redovisning av hur pengarna används och vilken nytta de gör.
Daniel och Ivar.
De har ju lyckats rösta in idioten i Venezuela i rådet för mänskliga rättigheter så många här är nog glada.
Samtidigt så klagar ju generalsekreteraren på att det är tomt i kistan. Antar att det är många utanför vårt goda vackra land som tycker FN är sådär eller t.o.m. helt kass.
Varför denna benämning ”snabba” reaktorer när det i allt väsentligt är bridreaktorer som avses? Vad är skillnaden om det är nå’n?
#37 tolou
Om man använder Uran-238 som utgångspunkt och bara har en liten del Uran-235 så måste man använda varje bildad neutron så väl som möjligt. Man ändrar då hastigheten på neutronerna med hjälp av en moderator för att öka chansen till klyvning av Uran-235. Dessa reaktorer kallas termiska.
Om man däremot har en betydligt högre andel Uran-235 eller Plutonium-239 så behöver man inte en moderator, det finns tillräckligt med kolliderande neutroner för att processen skall fortgå. Man har en snabb reaktor.
I en snabb reaktor, likt en termisk reaktor, så ombildas alltid en del Uran-238 till Plutonium-239 som bidrar till processen. I en termisk reaktor så är denna process inte så stor och inte av avgörande betydelse. I en snabb reaktor har man dock möjligheten att förstärka denna process så att det till slut bildas mer klyvbart material än et förbrukas. Man säger att brid-faktorn är över 1.0 och det är först då man brukar tala om bridreaktorer eftersom man bara måste fylla på med fertilt Uran-238. Om faktorn är lägre så måste du fylla på med Plutonium och de snabba reaktorerna kallas då för brännare ”burners”.
I nästa inlägg kommer vi titta på toriumreaktorer och där är det så att även termiska reaktorer skapar mer bränsle än vad de förbrukar. Vi har en brid-faktor över 1.0 utan att behöva gå över till snabba reaktorer.