Nedsmältningssäkra kärnreaktorer får en säkerhetskontroll i Europa

I åratal har kärnkraftsforskare talat om ett återupplivande av smältsaltreaktorer, som drivs av ett flytande bränsle snarare än fasta bränslestavar, som ett sätt att hjälpa till att sätta igång den efterlängtade kärnrenässansen. Den senaste utvecklingen indikerar att denna alternativa kärnreaktorkonstruktion äntligen gör gradvisa framsteg mot kommersialisering.

Smältsaltreaktorer som denna, byggda vid Oak Ridge, kan vara i drift i början av 2020-talet.

I augusti ett konsortium av forskningsinstitut och universitet som arbetar under Europeiska kommissionens beskydd, inklusive Technology University of Delft (TU Delft) i Nederländerna, Frankrike Nationellt centrum för vetenskaplig forskning , och kommissionens gemensamma forskningscenter i Bryssel, inledde ett fyraårigt forskningsprogram utformat för att visa säkerhetsfördelarna med reaktorer med smält salt. Kallas Safety Assessment of the Molten Salt Fast Reactor, eller Samofar, kommer ansträngningen att leda till en prototypreaktor i början av 2020-talet om allt går som planerat.

Först byggdes och testades på 1960-talet, vid Oak Ridge National Laboratory, skulle smältsaltreaktorer vara den första verkligt nya tekniken för kärnkraftsproduktion som nådde marknaden under de senaste tre decennierna. De producerar noll kol och använder en radioaktiv lösning som blandar kärnbränsle med ett flytande salt. De kan drivas på uran men är också idealiska för torium, ett alternativt kärnbränsle som är renare, säkrare och rikligare än uran.

Smältsaltreaktorer erbjuder också inneboende säkerhetsfördelar: eftersom bränslet är flytande, expanderar det vid upphettning, vilket saktar ner hastigheten för kärnreaktioner och gör reaktorn självstyrande. Och de är byggda som badkar, med ett avlopp i botten som är blockerat av en frysplugg. Om något går fel smälter fryspluggen och reaktorhärden rinner ut i en avskärmad underjordisk behållare. De kan fungera som producenter av värmekraft eller som brännareaktorer som förbrukar kärnavfall från konventionella reaktorer.

I huvudsak skulle smältsaltreaktorer kunna lösa de två problem som har förvirrat kärnkraftsindustrin: säkerhet och avfall.

Även om fördelarna med smältsaltreaktorer har förståtts under en tid, förblir de på FoU-stadiet eftersom det är svårt att övertyga investerare att finansiera någon alternativ kärnteknik efter Fukushima-eran med lågpris naturgas. I USA kan det ta ett decennium eller mer, och hundratals miljoner dollar, bara att ta med en ny reaktordesign till Nuclear Regulatory Commission för en licensansökan.

Samofar fokuserar på snabba reaktorer , som är mer effektiva än konventionella lättvattenreaktorer och kan föda upp klyvbara element från kärnavfall. Forskarna kommer att bygga experimentella laboratorieanläggningar – inte, åtminstone under de närmaste åren, en verklig fungerande reaktor – för att testa fryspluggens geometri, beläggningarna av kärl och rörmaterial, det flytande bränslets beteende under cirkulation och dränering , och andra viktiga säkerhetsmått.

Projektet representerar det första steget mot storskalig validering och demonstration av tekniken, säger Jan-Leen Kloosterman, professor i kärnfysik vid TU Delft och ledande forskare på Samofar. Förhoppningsvis leder resultaten också till mycket mer engagemang från den stora kärnkraftsindustrin.

Att få det åtagandet är fortfarande en kamp i uppförsbacke, men en rapport finansierad av Storbritanniens regering och nyligen släppt av Energiprocessutveckling , ett Londonbaserat forskningsföretag, granskar teknik från sex potentiella utvecklare av smältsaltreaktorer— Flibe energi , Moltex energi , ThorCon Power, Seaborg Technologies, Terrestrial Energy och Transatomisk kraft — och finner uppmuntrande signaler för de kommande 10 åren (se Experiment startar på en härdsmältningssäker kärnreaktor). Efter ett decenniums arbete är företagen nu redo med förslag på nästa steg till implementering, nämligen ingenjörsdesign för att förbereda säkerhetsfallet och för att gå vidare med projektering och byggande.

Det mest avancerade programmet för toriumbaserade reaktorer med flytande bränsle finns i Kina, där Shanghai Institute of Applied Physics enligt uppgift planerar att bygga en prototyp inom de närmaste åren. Shanghai-programmet är ett samarbete med Oak Ridge National Laboratory, där smältsalt kärnteknik föddes.

Dölj