Saltsmeltereaktor
Saltsmeltereaktor
Av .

Saltsmeltereaktor er en type kjernereaktor der kjølemiddelet og brenselet utgjør en flytende saltblanding. Reaktoren er basert på en teknologi som gir høy grad av kjernekraftsikkerhet.

Faktaboks

Også kjent som

MSR

Virkemåte

Teknologien ble først utviklet for mer enn 50 år siden, og det finnes flere ulike versjoner av denne reaktoren, hvorav noen få prototyper er bygd. Karakteristisk for saltsmeltereaktorer er at kjernebrenselet, som kan være basert på uran eller thorium, oppløses i selve kjølemiddelet. Smelten oppnår kritisk tilstand ved å la den flyte gjennom kanaler i en grafittkjerne som tjener som moderator.

Under drift blir fisjonsproduktene fjernet kontinuerlig, mens actinidene blir resirkulert. Nytt kjernebrensel som plutonium og andre actinider, sammen med uranisotopen ²³⁸U, kan også tilføres. Mengden radioaktivt avfall som må sluttforvares blir minimal.

Produksjon av damp skjer i et sekundært kjølesystem som også inneholder smeltet salt. Fisjonsvarmen som opptas av primærsystemet, overføres til sekundærsystemet via en varmeveksler.

For å få en kommersiell reaktor med denne teknologien, må flere problemer løses. Flytende salt er sterkt korrosivt, og korrosiviteten øker med temperaturen. Dessuten kan den kjemiske sammensetningen av saltet bli endret som følge stråleindusert transmutasjon.

Driftsegenskaper

Ved å bruke et flytende fluorid salt med høyt kokepunkt kan reaktoren operere under høy temperatur i kombinasjon med atmosfærisk trykk. Driftsforholdene blir da både enklere og sikrere sammenliknet med bruk av ordinære lettvannsreaktorer der kjølemiddelet er vann, som må holdes under trykk på opptil 15 megapascal (cirka 150 atmosfærer). Temperaturen i kjølemiddelet holder cirka 700 °C med mulighet for å øke til 800 °C. Dette er vesentlig høyere enn i en lettvannsreaktor, og i et kjernekraftverk som produserer elektrisk energi vil man da oppnå en vesentlig høyere termodynamisk virkningsgrad.

Sikkerheten til reaktoren ivaretas ved at brenselet har en negativ temperaturkoeffisient for reaktivitet, noe som innebærer at reaktorens ytelse dempes når temperaturen øker. I tillegg er voidkoeffisienten negativ. Disse egenskapene representerer en form for innebygd passiv sikkerhet. Ytterligere sikkerhet oppnås ved at tanken som rommer saltblandingen kan utstyres med en plugg i bunnen som smelter ved overoppheting. Da vil saltblandingen i en nødsituasjon dreneres ut av tanken, slik at kjernereaksjonene stopper opp.

Saltsmeltereaktoren kan også enkelt konstrueres med lastfølgeegenskaper, som gjør at produksjonen til enhver tid kan tilpasses forbruket. Det skjer ved at flytende salt kan oppta overskuddsvarme og lagres i et termisk lager, som holder en temperatur på over 500 °C. Ved behov kan det varme saltet overføres til en dampgenerator for å produsere høytemperatur damp til bruk i en dampturbin for produksjon av topplast.

Anvendelse

Prinsippene i denne reaktortypen kan brukes både for termiske, epitermiske og hurtige reaktorer. Interessen for reaktortypen er stor, og arbeidet med å utvikle en kommersiell saltsmeltereaktor pågår i en rekke land, blant annet i Kina, Japan, USA, Canada, Russland, Storbritannia og Danmark. Ny saltsmeltereaktor inngår også i Gen IV-programmet.

I Kina startet arbeidet med å bygge en eksperimentell thoriumbasert saltsmeltereaktor i 2018. Reaktoren har betegnelsen TMSR-LF1 og har en termisk ytelse på 2 MWₜ. Driftstillatelse ble gitt i 2013, og hvis driftserfaringene blir vellykkede, er planen å bygge en reaktor med en ytelse på 373 MWₜ innen 2030. I desember 2023 la Kina frem planer om å bygge et nytt containerskip med en thoriumbasert saltsmeltereaktor som skal kunne laste 24 000 standard TEU. Skipet går under betegnelsen KUN-24AP og vil bli «verdens første» containerskip der kjernekraft er brukt til fremdrift.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg