Sverige kan få forskningsreaktor

För att testa ny teknik för fjärde generationens kärnkraftverk, som säker blykylning och snabba reaktorer som kan drivas med återvunnet bränsle, vill svenska forskare att de tre befintliga reaktorerna vid Oskarshamns kärnkraftverk ska få tillökning i form av en forskningsreaktor. Bild: OKG
För att testa ny teknik för fjärde generationens kärnkraftverk, som säker blykylning och snabba reaktorer som kan drivas med återvunnet bränsle, vill svenska forskare att de tre befintliga reaktorerna vid Oskarshamns kärnkraftverk ska få tillökning i form av en forskningsreaktor. Bild: OKG
Forskningsreaktorn Electra (European Lead Cooled Training Reactor) är en så kallad blykyld snabb reaktor, där det smälta bly som används som kylmedium är självcirkulerande. Illustration: United States Department of Energy
Forskningsreaktorn Electra (European Lead Cooled Training Reactor) är en så kallad blykyld snabb reaktor, där det smälta bly som används som kylmedium är självcirkulerande. Illustration: United States Department of Energy

Ett förslag som nu behandlas av Vetenskapsrådet skulle kunna resultera i en ny reaktor vid Oskarshamns kärnkraftverk. Det handlar emellertid inte om en fullskalig reaktor utan om en liten forskningsreaktor som ska hjälpa till att bana väg för nästa generations kärnkraftverk.

Den ansökan om forskningsanslag för en svensk forskningsreaktor som nu behandlas av Vetenskapsrådet lämnades in gemensamt av forskare vid KTH, Chalmers och Uppsala Universitet redan 2012. Den föreslagna reaktorn går under namnet Electra, vilket står för European Lead Cooled Training Reactor, och är en svenskdesignad blykyld snabb reaktor, vars uppgift inte är att producera elektricitet utan att testa ny teknik som kan användas i framtida generation IV-reaktorer.

Bränsleåtervinning
Blykylda snabba reaktorer som Electra är en av de lovande reaktortyper som övervägs för användning i fjärde generationens kärnkraftverk, med målsättningen att lösa många av problemen med dagens kärnkraftverk.

- Fjärde generationens blykylda reaktorer kan vara svaret på hur vi gör kärnkraften säkrare och mer uthållig, säger KTH-professorn Janne Wallenius, som är en av de drivande personerna bakom Electra.

Bland annat innebär det faktum att Electra är en snabb reaktor att de neutroner som används för att klyva bränslet till skillnad från neutronerna i en traditionell lättvattenreaktor inte bromsas av en moderator. De snabba neutronerna gör det möjligt att krama ur mer än 100 gånger så mycket energi ur bränslet som dagens reaktorer klarar av att utvinna.

Tack vare att energin i bränslet kan utnyttjas mer effektivt kommer långlivat högaktivt avfall, i form av använt kärnbränsle från lättvattenreaktorer, att kunna återanvändas och utnyttjas för att driva snabba generation IV-reaktorer. Detta innebär att inget nytt uran skulle behöva brytas. Det använda bränsle vi redan samlat på oss, som idag förvaras i en bassäng i Oskarshamn i väntan på att inneslutas i kopparkapslar och grävas ner i marken, räcker nämligen enligt Wallenius för att hålla igång ett antal fullskaliga reaktorer av det här slaget i flera tusen år.

Den höga förbränningen av bränslet betyder också att det använda bränslet efter att det använts på nytt i en snabb reaktor blir betydligt mindre radioaktivt och att slutförvaringstiden för långlivat radioaktivt avfall därför skulle kunna minskas från omkring 100 000 år till bara 1 000 år.

Blykylning
Anledningen till att bly valts som kylmedium för Electra är att blykylda reaktorer har ett flertal fördelar jämfört med dagens vattenkylda reaktorer när det gäller säkerhet.

Tack vare att reaktorhärden i en blykyld reaktor omges av flytande bly, som har en mycket hög kokpunkt, kan till exempel risken för övertryck i reaktorn mer eller mindre elimineras och man kan på så vis undvika att radioaktiva ämnen släpps ut. Eftersom bly är ett bra strålskyddsmaterial har en blykyld reaktor även en inbyggd strålsköld.

Det smälta blyet är i Electras fall dessutom självcirkulerande, vilket gör reaktorn mycket säker eftersom inga pumpar behöver användas och ingen reservkraft därför är nödvändig för att hålla kylsystemet igång.

Electra
Vetenskapsrådets utredning angående Electra ska vara färdig 1 oktober i år och om de godkänner ansökan är det sedan upp till den då sittande regeringen att fatta beslut om huruvida reaktorn ska byggas. Om regeringen säger ja till projektet beräknas reaktorn vara i drift 2023.

- Anläggningen skulle kunna tas i drift inom ett årtionde, och då bli ett världsunikt forsknings- och utbildningscentrum för utvecklingen av fjärde generationens kärnkraftssystem, skriver forskarna i sin ansökan.

Electra, som skulle kunna bli den första reaktorn i världen som kyls med bly utan tillsatser, blir om projektet förverkligas en mycket liten test- och utbildningsreaktor. Reaktorns planerade storlek är inte större än 30 gånger 30 centimeter, med en effekt på 0,5 megawatt, och hela reaktorbyggnaden blir totalt bara omkring 600 kvadratmeter stor.

Utöver själva reaktorn inkluderar projektet även en anläggning för bränsleåtervinning, där det experimentella kärnbränsle som reaktorn behöver skulle tillverkas. För att framställa 70 kilo nytt bränsle till Electra, som bland annat innehåller plutonium, går det åt 7 ton använt bränsle från svenska lättvattenreaktorer och processen kan ta cirka två år.

Totalt beräknas kostnaden för Electra-projektet uppgå till 1,5 miljarder kronor.