Bridreaktor
En bridreaktor (eller Breederreaktor) är en kärnreaktor som kan omvandla icke-klyvbara isotoper till klyvbara, vanligen uran-238 till plutonium-239, med en nettovinst i mängden bränsle. Ordet brid kommer från engelska breed, som betyder "föda (fram)". Bridreaktorn kan utvinna mångfaldigt mer energi ur naturligt uran än dagens vattenkylda termiska reaktorer. Bridreaktorer förutsätter upparbetning av det använda bränslet. Även om ett par fullskaliga anläggningar redan funnits i drift, finns konceptet med som viktig del av utvecklingsfasen fjärde generationens reaktor.
Historik redigera
Redan kärnkraftspionjärerna på 1940-talet insåg att om kärnenergin skulle bli en verkligt stor och varaktig energikälla så räckte det inte med att utnyttja de 0,71 procent uran-235 som finns i naturligt uran.[1] Man måste använda sig av den transmutationsprocess som leder från uran-238 till plutonium-239. Bridreaktorn stoppades i USA och Sverige 1976 för att den är en risk för kärnvapenspridning.[2]
Demonstrationsanläggningar redigera
På flera håll i världen har tekniken tagits till demonstration, där några redan körts i kommersiell drift, bland andra:
Sovjetunionen konstruerade en serie snabba reaktorer från 1955, de första kvicksilverkylda med metalliskt plutonium-bränsle, de senare anläggningarna natriumkylda med plutoniumoxid som bränsle.
BN-350 (1973) var den första fullskaliga snabba bridern på Mangyshlakhalvön i Kazakstan vid Kaspiska havets strand.
BN-600 (1986 - 2020) vid Belojarsk kärnkraftverk är på 1470MWth / 600MWe.[3][4] Denna reaktor har dock i huvudsak inte använt plutonium som bränsle, utan uran.[5] anrikat till ca 20 procent, vilket gör att den inte är en äkta brider, då den inte producerar mer klyvbart material än den förbrukar. I Frankrike togs den 233 MWe Phénix vid Marcoule ur drift år 2000. Superphénix på 1200 MWe, blev kritisk 1984 och var i drift 1986 - 1998.Den producerade dock endast 8,3 TWh under denna tid.[6]Indien har ett aktivt utvecklingsprogram av såväl snabba som termiska brider.[7]
I Japan finns Monju kärnkraftverk i tidvis avbruten drift sedan 1994.
Teknik redigera
En typ av reaktor som utför denna omvandlingsprocess är den så kallade snabba bridreaktorn (från fast breeder). Den kallas snabb därför att kedjereaktionen i denna reaktor drivs med snabba neutroner. Ingen moderator ska i princip förekomma. Som kylmedel mellan bränslestavarna används helium eller flytande metaller såsom natrium eller bly, ämnen som inte nämnvärt bromsar ned eller absorberar neutroner.
Om man tar hänsyn till att en del uran-238 omvandlat till plutonium-239 förbränns även i vanliga lättvattenreaktorer så kan man säga att uranet ger 70 gånger mer energi om man använder sig av bridreaktorer laddade med en blandning av plutonium och uran, till exempel 15 procent plutonium och 85 procent uran i form av dioxider i bränslestavarna. Tanken är att plutonium, som ju inte finns i naturen utan skapas i lättvattenreaktorerna, utvinns ur det från dessa reaktorer uttjänta bränslet genom kemisk upparbetning.
Torium kan också bridas till uran-233.
Dagsläget redigera
Ryska Rosatom bygger (september 2012) en blykyld bridreaktor och bränslefabrik för upparbetning av kärnavfall.[8]
I Sverige redigera
Ett omfattande femårigt bilateralt svensk-franskt samarbete initierades 2010 kring utveckling av en ny reaktor av SFR-typ kallad ASTRID för MOX-bränsle. ASTRID är en ny fransk avancerad forskningsreaktor, placerad i Marcoule i Provence. ASTRID konstrueras för 600 MW effekt och ska kunna köras på två sätt, dels som brännarreaktor dels som bridreaktor och blir en uppföljare till Phénix och Superphénix.[9]
Sverige har en längre tid bedrivit forskning och teknikutveckling under ledning av professor Janne Wallenius på KTH.[10] År 2012 hade planer på en liten försöksanläggning tagit fastare form.[11] I januari 2013 gjordes en uppmaning att bygga en blykyld demonstrationsanläggning i Oskarshamn.[12]
Referenser redigera
Noter redigera
- ^ ”Indien och Japan de sista bridentusiasterna”. Svenska Dagbladet: s. 5. 13 juni 1997. http://www.svd.se/arkiv/1997-06-13/5.
- ^ ”LO-Tidningen - Inbitna kärnkraftmotståndare köptes över till förespråkare”. Arkiverad från originalet den 25 augusti 2011. https://web.archive.org/web/20110825194711/http://lotidningen.se/2011/01/28/%e2%80%9dinbitna-karnkraftmotstandare-koptes-over-till-foresprakare%e2%80%9d/. Läst 24 juni 2011.
- ^ ”Beloyarsk Nuclear Power Plant”. Arkiverad från originalet den 2 juli 2016. https://timetravel.mementoweb.org/memento/2011/http://www.insc.anl.gov/neisb/neisb4/NEISB_3.2.A2.html.
- ^ ”Russian parliament and Kremlin party defends fast-breeder reactors”. Arkiverad från originalet den 29 september 2011. https://web.archive.org/web/20110929123908/http://www.bellona.org/english_import_area/international/russia/npps/beloyarsk/35835.
- ^ http://www.world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Fast-Neutron-Reactors/
- ^ Commissariat à l'energie atomique: Nuclear power plants in the world, edition 1999 p 79
- ^ Jain, S.K.. ”Nuclear Power – An alternative”. NPCIL. Arkiverad från originalet den 3 september 2013. https://web.archive.org/web/20130903113936/http://www.npcil.nic.in/pdf/nuclear%20power-%20an%20alternative.pdf. Läst 23 januari 2013.
- ^ Alarik Haglund; Snabba neutronreaktorer på frammarsch Arkiverad 28 september 2013 hämtat från the Wayback Machine., ENERGInyheter (2012-09-24).
- ^ Monica Kleja; Mål: Reaktorn gör plutonium Arkiverad 6 juni 2012 hämtat från the Wayback Machine., Ny Teknik (2011-02-09).
- ^ Anders Wallerius; Framtidens kärnkraft Arkiverad 1 oktober 2013 hämtat från the Wayback Machine., Ny Teknik (2010-04-21).
- ^ Lars Anders Karlberg; Wallenius drömreaktor får plats i en resväska Arkiverad 6 oktober 2012 hämtat från the Wayback Machine., Ny Teknik (2012-03-07).
- ^ Janne Wallenius; ”Bygg bridreaktor i Oskarshamn nu” Arkiverad 25 januari 2013 hämtat från the Wayback Machine., Ny Teknik (2013-01-23).