Framtidens Industri 1
KÄRNKRA FT Demonstrationsreaktor Grafitmodererade
högtemperaturreaktorer, som använder bränslepartiklar inbäddade i grafit och kyls med hjälp av till exempel gas, är bland de reaktorer av den fjärde generationen som kommit längst i utvecklingen. Till exempel fick demonstrationsreaktorn HTR-PM, som utvecklas i Kina, sin första leverans av kärnbränsle i januari 2021. Den lilla modulära reaktorn är en grafitmodererad och gaskyld högtemperaturreaktor av så kallad pebble bed-typ. Det innebär att reaktorhärden består av tusentals sfäriska bränsleelement gjorda av pyrolytisk grafit, som fungerar som moderator, och innehållande tusentals bränslepartiklar. Som kylmedel används helium, som inte kan reagera kemiskt med bränsleelementen. Den demonstrationsanläggning som byggts vid kärnkraftverket Shidao Bay i Kina utgörs av två reaktormoduler som driver en gemensam ångturbin för att generera totalt 210 megawatt elektricitet. Efter att bränslet fyllts på är anläggningen redo för att tas i drift någon gång under 2021. Hög driftstemperatur När kärnkraftsmyndigheterna i USA och Kanada i december 2019 påbörjade sin första gemensamma tekniska granskning av en avancerad reaktordesign som inte är baserad på traditionell lättvattenteknik valde de den lilla modulär smältsaltreaktorn IMSR, som utvecklas av det kanadensiska företaget Terrestrial Energy. I oktober 2020 investerade den kanadensiska regeringen dessutom 20 miljoner dollar i Terrestrial Energy för att påskynda utvecklingen av företagets reaktor. Även om de precis som lättvattenreaktorer är termiska reaktorer med långsamma neutroner har smältsaltreaktorer en mycket högre driftstemperatur och Terrestrial Energys reaktor kan leverera värme med en temperatur på 600 grader Celsius. Det innebär att reaktorn genererar elektricitet mer effektivt och därför kan producera cirka 50 procent mer elektricitet än en motsvarande lättvattenreaktor. Det betyder också att den värme som levereras av reaktorn utöver att producera elektricitet även kan utnyttjas för en rad andra ändamål. Flytande bränsle Det som i första hand skiljer smältsaltreaktorer från både dagens reaktorer och andra reaktorer i kärnkraftens fjärde generation är emellertid att de inte använder sig av fast bränsle. I stället används ett flytande bränsle bestående av uran upplöst i ett smält flouridsalt, som även fungerar som reaktorns primära kylmedel. Tack vare sin höga kokpunkt gör det smälta saltet, förutom att det är bra på att leda bort värme från fissionsprocessen, att en smältsaltreaktor, till skillnad från en lättvattenreaktor, kan arbeta vid i stort sett normalt atmosfärstryck utan att kylmedlet kokar. I en nödsituation finns det därför inte något behov av att lätta på trycket i reaktorn för att förhindra en ångexplosion. ➛ Terrestrial Energys lilla modulära smältsaltreaktor IMSR skiljer sig från både dagens reaktorer och andra reaktorer i kärnkraftens fjärde generation eftersom den använder sig av flytande bränsle. Det flytande bränslet, bestående av låganrikat uran upplöst i ett smält flouridsalt, fungerar dessutom som det primära kylmedlet, vilket gör reaktorn mycket säker. Tack vare att den levererar värme med hög temperatur kan reaktorn även, förutom att generera elektricitet mer effektivt, utnyttjas för en rad andra ändamål. illUstrAtion: terrestriAl energy FRAMTIDENS INDUSTRI 61