Den svenska forskningen om små kärnkraftsreaktorer, så kallade SMR, har kommit så långt att en första prototyp kan stå klar i Oskarshamn redan 2024. Ingenjören ringde upp Pär Olsson, professor i kärnenergiteknik på KTH, som leder projektet.
Vad är skillnaden mellan SMR (små modulära reaktorer) och traditionella kärnkraftverk?
– Dels storleken, SMR är helt enkelt mindre än stora, vanliga reaktorer. Men framför allt att de är modulära. De kan fraktas från en fabrik i olika beståndsdelar och sättas upp på plats. Traditionella kärnreaktorer måste byggas direkt på platsen, modulära reaktorer kan tillverkas på löpande band och därmed massproduceras till en lägre kostnad.
Den typ av SMR som ni utvecklar kallas ”fjärde generationens kärnkraftverk”. Vad handlar det om?
– Det innebär att det finns en cirkulär tanke. De reaktorer vi utvecklar ska kylas av smält bly i stället för av vatten. Det gör det möjligt att bränna använt kärnbränsle som upparbetats. Men då behöver vi även utveckla en upparbetningsanläggning för använt kärnbränsle. Om vi når i mål med båda dessa grundförutsättningar, kommer vi att ha användbart uran för flera tusen år framåt utan att behöva bryta nytt.
Så här fungerar det svenska företaget Blykallas teknik för småskalig kärnkraft. Illustration Erik Nylund.
Hur påverkar en blykyld reaktor säkerheten?
– Bly kokar först när det når 1 790 grader, medan vatten kokar redan vid 100. För att få full effekt på vattenkylda reaktorer trycksätter man dem så att de kan drivas vid omkring 300 grader. Vi designar de blykylda reaktorerna så att de inte ska kunna komma i närheten av blyets kokpunkt. En blykyld reaktor behöver därför inte vara trycksatt, det gör den mer säker. Varmt bly cirkulerar dessutom av sig självt, vilket gör att reaktorerna kan kyla bort restvärme utan några pumpar om elen skulle gå. I vanliga reaktorer måste man sätta in nödkylpumpar för detta allvarliga scenario, annars kan det bli härdsmälta.
Blykalla bygger testreaktorn i Oskarshamn
Blykalla är ett svenskt företag som satsar på ny kärnkraftsteknik – små modulära reaktorer (SMR) som kyls med smält bly i stället för med vatten. Företaget har grundats av professorn och kärnkraftsentreprenören Janne Wallenius.
Testreaktorn i Oskarshamn bygger Blykalla tillsammans med forskare från KTH, Swedish Modular Reactors och Sydkraft Nuclear Power AB/Uniper.
Hur mycket el producerar ett sådant ”litet” kärnkraftverk?
– För att kallas SMR ska effekten vara mellan 10 och 300 MW. Den SMR vi håller på att utveckla kommer att ligga på runt 50 MW. Den faktiska storleken på själva anläggningen kommer att bli ungefär 5 meter bred och 5 meter hög. Tanken är att dessa anläggningar ska kunna placeras där behovet finns, exempelvis i anslutning till en stor och energikrävande industri eller nära en medelstor kommun, som exempelvis Norrköping. Det smarta med SMR är också att de kan seriekopplas med varandra, så om energibehovet ökar kan även effekten på ett relativt enkelt sätt skalas upp.
Är ni unika i världen om er forskning?
– Absolut inte vad gäller SMR. Där håller i princip varenda bolag och utvecklare av traditionell kärnkraft numera även på med SMR. Men vi ligger mycket långt fram i Sverige vad gäller att utveckla reaktorer som kyls av bly. De flesta andra tittar på vattenteknik. Nu är det svenska regelverket en av våra utmaningar. I dagsläget finns enbart tillstånd för tio reaktorer totalt i Sverige och enbart på de platser där det redan i dag finns kärnkraftsanläggningar. Det rimmar inte med den flexibla grundtanken med SMR. Strålsäkerhetsmyndigheten håller på att titta på vilka regelförändringar som krävs för att SMR ska kunna etableras i Sverige.
Tora Villanueva Gran
Laddar ...
5 kommentarer
Varför jobba med bly vid kylning, ett ämne som kan ge fosterskador, njurskador, nervskador på människan och vid 600 graders temperatur ger en mycket giftig blyånga, bly fasas ju ut i resten av samhället. Är inte detta en återvändsgränd, istället för bara strålningsrisker så bakar man in ytterligare en risk med bly.
Om SMR med effekt < 300 MW har det sagts att de är för små för en effektiv fission och kommer att alstra nya proportioner restmaterial för upparbetningen. Det senare har generellt redan behandlats i kommentarerna, men frågan om varför man har målet 50 MW istället för 300 MW (eller mer) kan ställas.
Det vi bygger nu i Oskarshamn är en prototyp och den är inte kärnteknisk, så den har ingen värmeeffekt alls från fission. Varför Blykalla jobbar med en design på 55 MWe är väl främst för att de värdesätter den fysiska storleken på reaktorn högt, och med 55 MWe blir det en mycket kompakt reaktor som kan byggas i fabrik och transporteras på väg dit den ska verka. Sen bedömer de att det finns en marknad för just den storleken. Jag kan dock inte uttala mig i någon officiell mening för det företaget eftersom jag inte har någon koppling till dem, annat än genom samarbeten.
Det finns en starkt kritiserad artikel som uttalar sig om att mindre reaktorer kommer leda till mer avfall per producerad energimängd, men det handlar främst om konstruktionsmaterial som blir lågaktivt för en tid, inte om det högaktiva bränslet. Det kan finnas viss volymskalande effekt även för detta men inte i verkligen betydande utsträckning. Sen beror allt på design, så man kan inte uttala sig svepande varken i försvar eller kritik av detta.
Det finns inget speciellt med just 300 MWe heller, utan det är en godtycklig gräns som IAEA har tagit fram. Om man går långt över denna kommer det dock bli progressiv svårare att få till en enkel passiv kylning. Om vi tar Rolls Royce så benämner de sin nya reaktordesign ”SMR” trots att den ligger på 470 MWe.
Hur troligt är det att ni uppnår grundförutsättningen upparbetsningsanlägning inom överskådlig tid. Försök med detta har gjorts och misslykats i flera länder under ca 40 år. Hur långt har ni kommet med detta.
Tacksam för ett ärligt och genomtänkt svar.
Krister Lindeberg
I min forskningsmiljö på KTH har vi främst fokuserat på front-end, dvs reaktorsystemet och de nya sorters bränsle som kommer behövas. Vi har alltså inte någon stor verksamhet riktad mot just upparbetningsanläggningar. I detta fält är Kärnkemi på Chalmers en ledande miljö och jag passar hellre frågan till dem för ett mer djuplodat tekniskt svar. Men, oavsett hur långt vi kommit i forskningen och teknikutvecklingen, så innebär upparbetning en merkostnad jämfört med dagens modell med enkel utbränning i ett enda varv. Eftersom ekonomin, och den faktiska kostnaden per producerad kWh, är det som styr de flesta besluten idag så finns inte tillräckliga incitament för att etablera upparbetning och en sluten bränslecykel. Vi behöver alltså byta modell och i någon mån tankesystem, att aktivt driva hela samhället mot cirkularitet och bort från slit och släng, innan detta kan bli verklighet med stort genomslag.