Återuppliva en härdsmältningssäker reaktordesign

En ny version av en gammal reaktorkonstruktion skulle kunna göra kärnkraften renare och säkrare, och därför mer konkurrenskraftig med fossila bränslen.

En vy inuti 1970-talets version av Oak Ridge smältsaltreaktor.

Jordbunden energi , en startup i Ontario, Kanada, kommersialiserar reaktordesignen, som är baserad på arbete utfört vid Oak Ridge National Laboratory i Tennessee. Terrestrial planerar att börja licensiera designen i Kanada senare i år.

Terrestrial designar en reaktor som använder smält salt snarare än vatten som kylmedel.

Forskare vid Oak Ridge har demonstrerat och testat olika smältsaltreaktorer under de senaste decennierna. Terrestrial har modifierat en av dessa konstruktioner på ett sätt som den säger kommer att göra tekniken tillräckligt billig att distribuera.

Konventionella kärnreaktorer kostar mycket mer att bygga än fossilbränslekraftverk, till stor del på grund av säkerhetsföreskrifter som föreskriver dyra redundanta pumpar, inneslutningsstrukturer och andra delar. Terrestrial VD Simon Irish säger att designen med smält salt skulle kunna göra det möjligt att förenkla och minska kostnaderna för säkerhetssystem.

I konstruktioner med smält salt, om strömmen går av eller om reaktorn skadas, kommer systemet att svalna av sig själv utan att tillåta radioaktivitet att spridas. Konventionella kärnreaktorer måste kylas aktivt, med vatten som kontinuerligt pumpas genom dem. Om pumparna stannar börjar bränslet överhettas, vilket kan leda till att radioaktiva ämnen släpps ut i miljön.

En återgivning av Terrestrial Energys reaktordesign med smält salt.

En handfull andra startups, inklusive Transatomisk kraft , arbetar också med att kommersialisera smältsaltreaktorer. Tekniken är också ett fokus för FoU-insatser i Kina (se Leslie Dewan: Innovators Under 35 and Safer Nuclear Power, at Half the Price ).

Terrestrials design är mer konventionell än de som utvecklas av Transatomic. Företaget planerar att använda samma material som används i reaktorer som testats vid Oak Ridge, medan Transatomics konstruktioner använder flera nya material.

I Terrestrials reaktor blandas uran med en smält-salt kylvätska. Om bränslet blir för varmt gör det att blandningen expanderar, vilket saktar ner fissionen och minskar bränslets värme. Detta reglerar automatiskt temperaturen och förhindrar överhettning. Dessutom kokar kylvätskan bara vid en mycket hög temperatur, så till skillnad från vatten kommer den inte att avdunsta även om pumparna slutar fungera.

Dessutom, om reaktorn skadades och bränsle- och kylmedelsblandningen läckte ut, skulle fissionsreaktionerna sakta ner och det smälta bränslet stelna, vilket begränsar spridningen av radioaktivt material.

Irish säger att konstruktionen också kommer att minska kärnavfallet med cirka två tredjedelar eftersom reaktorn arbetar vid temperaturer som är dubbelt så heta som en konventionell reaktor, vilket förbättrar dess effektivitet och minskar mängden bränsle som behövs. Han säger också att det är enklare att återvinna bränslet, vilket ytterligare minskar avfallet, än med konventionella reaktorer.

För att göra Oak Ridge-designen mer praktisk modifierade Terrestrial den så att den kunde tillverkas i en fabrik och fraktas med lastbil till en kraftverksplats.

En annan utmärkande egenskap hos Terrestrials design är att nyckeldelarna är engångsdelar. En utmaning med Oak Ridge-designen med smält salt är att ett kritiskt material, grafit, inte håller särskilt länge, vilket skulle innebära att en anläggnings operatörer skulle behöva byta ut det regelbundet. Den nya designen innehåller reaktorns huvudkomponenter, inklusive grafiten, i en förseglad enhet som kan bytas ut vart sjunde år, vilket teoretiskt gör driften av anläggningen enklare.

Terrestrial har tagit fram en preliminär design och arbetar med Oak Ridge för att ta fram en ännu mer detaljerad design, som en ingenjörsfirma skulle kunna använda för att producera ritningar. Terrestrial hoppas få se den första kommersiella reaktorn startas i början av nästa decennium.

Dölj