blykjølt hurtigreaktor

Blykjølt hurtigreaktor er en type hurtigreaktor som bruker flytende metall som primært kjølemiddel. Metallet kan være bly eller en eutektisk blanding av bly og vismut.

Bruk av flytende metall som bly har en rekke fordeler, særlig fra et sikkerhetsmessig synspunkt. Trykket i reaktoren holdes nede og det reduserer faren for lekkasje. Bly og vismut har begge et lavt smeltepunkt, og i tillegg en lav nøytronabsorpsjon. Dessuten blir nøytroner i liten grad bremset ned av bly hvorved reaktoren kan arbeide som en hurtigreaktor. Kokepunktet til bly ligger ved 1 750 °C som er mer enn 1 100 grader over temperaturen kjølemidlet har under drift. Trykkøkning som følge av overoppheting blir da i praksis nesten umulig. Bly har høy tetthet og gir derfor en god skjerming mot gamma-stråler. Dessuten reagerer ikke bly med vann, slik et natriumbasert kjølemiddel gjør. Med natriumbaserte kjølemidler er det fare for at natriumet tar fyr i kontakt med vann og luft.

Kjølemidlet må imidlertid holdes flytende for at reaktoren skal fungere. Smeltepunktet til bly er 327 °C, men i en bly/vismut-blanding senkes smeltepunktet til 123 °C, som gjør det lettere å bringe kjølemidlet tilbake til flytende stand. Det blir også pekt på at faren for lekkasje av flytende bly ikke kan utelukkes. Det vil i så fall påføre utstyr i nærheten stor skade. I eldre russiske reaktorer har dette forekommet.

Brenslet innbefatter fertilt uran og transuraner. Arbeidstemperaturen holdes rundt 550 °C, men med mer avanserte materialer skal det være mulig å heve temperaturen til 800 °C slik at direkteproduksjon av hydrogen gjennom termokjemiske prosesser kan utføres.

Nye versjoner av denne reaktortypen utvikles nå i Gen IV-programmet som omfatter kjernekraftverk i både stor og liten skala. I småskalaanlegg legges det opp til at reaktorkjernen skal kunne bli kjølt utelukkende gjennom naturlig konveksjon av det flytende metallet. I større anlegg vil det bli behov for en ytre påført sirkulasjon, men med mulighet for naturlig sirkulasjon i en nødssituasjon, noe som gir en form for innebygd passiv sikkerhet.

Anvendelser

Små versjoner av denne reaktortypen skal i fremtiden kunne leveres som nøkkelferdige anlegg og operere i en lukket brenselsyklus i en 15 til 20 års periode, uten behov for påfyll av nytt kjernebrensel. Slik sett kan reaktoren fungere som et slags stort batteri for forsyning av mindre avsidesliggende elnett. En slik reaktor vil også være egnet for bruk i land som ikke planlegger å bygge opp en egen infrastruktur for kjernekraftverk.

Prosjekter med blykjølt reaktor

Det er foreløpig (2021) ingen reaktorer av denne typen som er i drift for kommersielle formål, men flere demonstrasjonsanlegg er under utbygging. Noen av de pågående prosjektene er omtalt nedenfor.

ALFRED

ALFRED (Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator) er et europeisk samarbeidsprosjekt mellom Romania, Italia og EU. Prosjektet tar sikte på å bygge et demonstrasjonsanlegg med en reaktor som har en termisk ytelse på 300 megawatt (tilsvarer rundt 120 MWₑ) innen 2025. Anlegget skal bygges i Romania og vil være forløper for en planlagt prototyp med betegnelsen LFR som skal kunne yte 300 til 400 MWₑ. Denne forventes å komme i drift i 2035.

BREST

BREST er et russisk demonstrasjonsanlegg. Den er besluttet oppført i byen Seversk, som ligger nær Tomsk. Målet er at reaktoren skal oppfylle kravet til bli en fjerdegenerasjonsreaktor. Anlegget vil yte 300 MWₑ, og ventes å bli operativ fra 2026. Russland har eksperimentert med blykjølte reaktorer i mer enn 40 år, og har allerede tatt teknologien i bruk i noen av sine undervannsbåter.

Westinghouse LFR

Det amerikanske selskapet Westinghouse har igangsatt arbeidet med å utvikle en blykjølt kjernereaktor (LFR-450) i størrelsesorden 450 MWₑ. Det legges opp til at et demonstrasjonsanlegg skal være klar rundt 2035. Ved siden av å produsere elektrisk energi skal reaktoren være egnet for avsalting og hydrogenproduksjon.

SEALER

SEALER (Swedish Advanced Lead Reactor) er en liten blykjølt reaktor i størrelsesorden 50 MWₑ. Reaktoren utvikles av det svenske selskapet LeadCold Reactors. Reaktoren er tenkt brukt til forsyning av elektrisitet til avsidesliggende områder.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg