I en kjernereaktor brukes en fluid, væske eller gass, til å fjerne varmen som utvikles i reaktorkjernen, og transportere den bort slik at produsert varme kan bli brukt til nyttige formål, for eksempel til produksjon av elektrisk energi.

Det vanligste kjølemiddelet for kjernereaktorer er vann, som dessuten også fungerer som nøytron-moderator. De fleste reaktorer som er i drift i dag bruker lettvann som kjølemiddel. Dette er ordinært vann, som på grunn av høy temperatur, må holdes under høyt trykk. Rundt 1/3 av disse reaktorene er kokvannsreaktorer der kjølemiddelet omdannes til damp under høyt trykk inne i reaktoren. De andre reaktorene omtales som trykkvannsreaktorer fordi trykket i den primære kjølekretsen er så høyt at vannet ikke omdannes til damp.

Alternativt brukes tungtvann (deuteriumoksid) som kjølemiddel. Tungtvann har lignende egenskaper som lettvann, men vil i mindre grad redusere absorpsjonen av nøytronene som opprettholder kjedereaksjonen (se tungtvannsreaktor).

Flytende metall brukes ofte som kjølemiddel i hurtigreaktorer siden disse reaktorene ikke trenger nøytron-moderator. Til nå har det vært vanligst å benytte flytende natrium, men kvikksølv har også vær brukt. Fordelen med flytende metall er at kjølemiddelet ikke må holdes under trykk siden kokepunktet til metallet ligger langt over reaktorens arbeidstemperatur.

Natrium kan være svært kjemisk reaktivt og kan for eksempel reagere eksplosivt i kontakt med vann. Dette gjør bruk av natrium svært risikabelt. I de nye fjerdegenerasjonsreaktorene som er under utvikling, blir det derfor vurdert som et alternativ å bruke en eutektisk blanding av bly og vismut.

Metall som kjølemiddel
Metall Smeltepunkt [oC] Kokepunkt [oC]
Natrium 97,8 883
Bly 327,5 1751
Bly/vismut 123,5 1670

En egnet blanding av fluoridsalter har mange av de samme fordelene som flytende metall. Kokepunktet er høyt, opp til 1 500 grader celsius, slik at damptrykket ved høye temperaturer kan holdes lavt. Dessuten er salt mindre kjemisk reaktivt enn natrium. I saltsmeltereaktoren fungerer saltet også som løsningsmiddel for kjernebrenselet. Saltblandingen fungerer da både som kjølemiddel og som bærer av brenselet.

Gass kan også brukes som kjølemiddel i en kjernereaktor. I den forbindelse peker helium seg ut fordi den er svært inert, både i kjemisk forstand og med tanke på kjernereaksjoner. Ulempen er at den har en lav varmekapasitet hvorved en kraftig sirkulasjon av gassen under høyt trykk og temperatur er nødvendig.

Karbondioksid (CO2) er også et aktuelt alternativ og har vært brukt i blant annet Magnoxreaktoren.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.