Dette nye brændstof kunne gøre atomkraft sikrere og billigere

Med 65 reaktorer under opførelse på verdensplan og yderligere 173 planlagte, satser atomkraftindustrien på, at dens længe ventede renæssance er tæt på. Men at gøre eksisterende og nye atomkraftværker mere økonomiske er fortsat den største udfordring.

En måde at hjælpe med at imødegå udfordringen er at gøre reaktorernes brændstofstave sikrere og mere effektive. Lightbridge , et firma i Reston, Virginia, der har arbejdet på nye brændstofteknologier i et kvart århundrede, har afsløret et metallisk brændstof til atomreaktorer, som det siger vil gøre netop det.

Brændstofstængerne lavet af Lightbridge adskiller sig fra nutidens på flere måder. I stedet for et keramisk oxid af uran, er de lavet af en uran-zirconium legering, der transporterer varme lettere. Og i stedet for et rør, der indeholder cylindriske uran-pellets, er hver enkelt et stykke metal, rillet som et stykke lakrids og spiralformet i en spiral. Denne form tillader mere vand at strømme hen over stangens overflade, der overfører mere varme og dermed øger elproduktionen. Det større overfladeareal øger også sikkerhedsmarginen for reaktorkernen, hvilket gør det muligt for stængerne at opretholde nukleare reaktioner ved meget lavere temperaturer: deres indre temperatur under drift er omkring 360 grader. ° C, næsten 900 grader køligere end konventionelle stænger.

Dannet af en solid metallegering kunne Lightbridges nye brændselsstave gøre eksisterende atomkraftværker sikrere og mere økonomiske.

Resultatet, siger Lightbridge CEO Seth Grae, er en mere kraftfuld, sikrere og mere omkostningseffektiv reaktor, der kan hjælpe med at reducere udledningen af ​​drivhusgasser inden for de næste mange år. Vedvarende energi alene vil ikke få os derhen herfra i forhold til at opfylde vores klimamål i tide, siger Grae. Nye typer reaktorer vil ikke bringe os derhen i tide. Den øgede brug af nutidens reaktorer og nye [konventionelle] reaktorer er en nødvendig komponent i enhver succesfuld vej til at opfylde klimamålene.

Tidligere i år Lightbridge indvilliget i at arbejde med den franske atomgigant Areva at kommercialisere de nye brændselsstave, som kunne installeres i eksisterende og nybyggede reaktorer allerede i 2020, siger Grae. Teknologien kan øge kraften i eksisterende reaktorer med 10 procent, samtidig med at driftstiden mellem optankningerne (en vigtig økonomisk indikator for atomkraftværker) forlænges fra 18 måneder til 24. Udskiftning af de konventionelle stænger i en eksisterende reaktor vil tilføje 60 millioner dollars i årlig omsætning for en 1.100 megawatt reaktor, siger virksomheden.

Det nye brændstof er en væsentlig forbedring i forhold til konventionelt oxidbrændstof til [konventionelle] reaktorer, siger Per Peterson, professor i atomteknik ved University of California, Berkeley, som leder et team, der udvikler et avanceret reaktordesign . Lightbridge-brændstoffets evne til at køre ved meget lavere temperatur end konventionelt oxidbrændstof har store sikkerhedsfordele.

Sikkerhedsspørgsmålet er dog kompliceret, ifølge Ian Scott, en medstifter af Moltex Energi , en virksomhed baseret i Det Forenede Kongerige, der udvikler en avanceret flydende brændselsreaktor. Den høje varmeoverførselsevne af det faste brændsel betyder, at stængerne ville køle hurtigere ned i tilfælde af et midlertidigt tab af kølevæske. Men smeltepunktet for Lightbridge-stængerne er meget lavere end smeltepunktet for uranoxidbrændstof, hvilket betyder, at i en total ulykke i Fukushima-stil kan katastrofen indtræffe meget hurtigere.

Der er et stort skub i øjeblikket for at skabe 'ulykkestolerante' brændstoffer til [konventionelle] reaktorer, siger Scott. Det er brændstoffer, der er mere tolerant over for meget høje temperaturer i en 'beyond design-basis' ulykke end uranoxid. Lightbridge-brændstoffet går i den modsatte retning.

Hvordan tilsynsmyndigheder ved Nuclear Regulatory Commission præcis vil se de sikkerhedsmæssige og økonomiske fordele ved det nye brændstof, er endnu uvist. Men der er ingen tvivl om, at eksisterende reaktorer, og nybyggede af konventionelt design, er modne til innovativ brændstofteknologi.

Brug af dette brændstof i nye byggerier vil hjælpe med at forbedre atomkraftens økonomi, hvilket vil være meget nyttigt for industrien som helhed, siger Leslie Dewan, medstifter af Transatomisk kraft , som arbejder på et design til en avanceret flydende brændselsreaktor. Jeg tror, ​​at den største ubekendte er mængden af ​​tid, det vil tage at certificere det nye brændstof.

skjule