høytemperaturreaktor

Skisse av en gasskjølt høytemperaturreaktor
Av .
Lisens: public domain

Artikkelstart

Høytemperaturreaktor er en kjernereaktor som tillater en mye høyere arbeidstemperatur en det som er vanlig i ordinære reaktortyper.

Faktaboks

Også kjent som

VHTR, HTGR

På engelsk brukes forkortelsen VHTR (Very High Temperature Reactor), og siden gass er det mest brukte kjølemiddelet blir reaktoren også omtalt som HTGR (High-Temperature Gas-cooled Reactor). Ulike versjoner av denne typen reaktor er under utvikling og inngår som ett av satsingsområdene i Gen IV-programmet.

Formålet med høy temperatur

Utløpstemperaturen til kjølemiddelet, det vil si temperaturen som kjølemiddelet har når det forlater reaktorkjernen, bør være høyest mulig av flere grunner.

  • Hvis reaktoren brukes til produksjon av elektrisk energi, vil høy utløpstemperatur gjøre det mulig å øke den termodynamiske virkningsgraden.
  • Gass med høy temperatur kan brukes direkte i en lukket syklus i en gassturbin (Brayton-syklus).
  • Reaktoren kan brukes til andre industrielle formål enn kraftproduksjon som for eksempel til produksjon av prosessvarme. Spesielt verdifullt er temperaturer over 1000 °C.
  • Høy temperatur gjør det mulig å produsere hydrogen direkte av vann ved hjelp av den termokjemiske svovel-jod syklusen.

Utforming av reaktoren

Kjernebrenselet som brukes i reaktoren kan være innkapslet i partikler (kuler) som enten er stablet sammen i en tank (se pebble bed-reaktoren) eller ordnet i staver lagt inn i heksagonale grafittblokker. Disse fungerer også som nøytronmoderator.

Som kjølemiddel brukes heliumgass. Helium er en inertgass som ikke reagerer kjemisk med materialet omkring, og blir heller ikke radioaktiv av nøytronbestråling, til forskjell fra mange andre kjølemidler som er i bruk. Reaktoren utformes også med et passivt sikkerhetssystem.

Gass som kjølemiddel har den ulempen at det kreves et høyt systemtrykk for å oppnå et tilstrekkelig varmeopptak. I en variant av denne rektortypen brukes flytende fluoridsalter som kjølemiddel. Da oppnås en vesentlig høyere energitetthet i reaktoren. Siden kokepunktet til de aktuelle saltblandingene er høyere enn 1 400 °C, kan høye temperaturer kombineres med lavt trykk i reaktoren. Dette er gunstig med tanke på kjernekraftsikkerhet. Kombinasjonen av høy energitetthet og høy temperatur vil også bidra til at elektrisk energi kan produseres med en høyere virkningsgrad enn det som oppnås i dag.

Fremdrift

Arbeid med å utvikle og kommersialisere en høytemperaturreaktor pågår i flere land, blant annet i Kina, USA, Russland, Canada og Danmark.

Mye utviklingsarbeid gjenstår og utfordringene er i stor grad knyttet til valg materialer. Høye temperaturer, sammen med høye nøytrondoser overskrider det dagens reaktorer er beregnet å tåle.

Arbeidet er kommet lengst i Kina der det bygges to høytemperaturrektorer av typen HTR-PM, som ventes å komme i drift i 2021.

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