211service.com
Sikker atomkraft til halv pris
Transatomisk kraft , en MIT-spinoff, er ved at udvikle en atomreaktor, som den anslår vil halvere de samlede omkostninger ved et atomkraftværk. Det er en opdateret smeltet salt-reaktor, en type, der er meget modstandsdygtig over for nedsmeltninger. Smeltede saltreaktorer blev demonstreret i 1960'erne på Oak Ridge National Lab, hvor en testreaktor kørte i seks år, men teknologien er ikke blevet brugt kommercielt.
Det nye reaktordesign, som indtil videre kun eksisterer på papir, producerer 20 gange så meget strøm for sin størrelse som Oak Ridges teknologi. Det betyder, at relativt små, men alligevel kraftige, reaktorer kan bygges billigere på fabrikker og sendes med jernbane i stedet for at blive bygget på stedet som konventionelle. Transatomic ændrede også det originale smeltede salt-design, så det kunne køre på atomaffald.
Høje omkostninger sammen med bekymringer om sikkerhed og bortskaffelse af affald har stort set stoppet byggeriet af nye atomkraftværker i USA og andre steder (selvom byggeriet fortsætter i nogle lande, herunder Kina). Japan og Tyskland lukkede endda eksisterende anlæg ned efter Fukushima-ulykken for to år siden (se Japans økonomiske problemer ansporer en tilbagevenden til nuklear og små atomvåben får boost). Flere virksomheder forsøger at løse omkostningsproblemet ved at udvikle små modulære reaktorer, der kan bygges på fabrikker. Men disse er typisk begrænset til at producere 200 megawatt strøm, hvorimod konventionelle reaktorer producerer mere end 1.000 megawatt.
Transatomic siger, at det kan opdele forskellen ved at bygge et 500 megawatt kraftværk, der opnår nogle af de omkostningsbesparelser, der er forbundet med de mindre reaktordesigns. Det anslår, at det kan bygge et anlæg baseret på en sådan reaktor for 1,7 milliarder dollars, omtrent halvdelen af omkostningerne pr. megawatt af nuværende anlæg. Virksomheden har rejst 1 million dollars i startfinansiering, inklusive nogle fra Ray Rothrock, en partner hos VC-firmaet Venrock. Selvom dets medstiftere, Mark Massie og Leslie Dewan, stadig er ph.d.-kandidater ved MIT, har designet tiltrukket nogle toprådgivere, herunder Regis Matzie, den tidligere CTO for den store atomkraftværksleverandør Westinghouse Electric, og Richard Lester , leder af afdelingen for nuklear engineering ved MIT.
Den nye reaktor forventes at spare penge, ikke kun fordi den kan bygges på en fabrik frem for på stedet, men også fordi den tilføjer sikkerhedsfunktioner – som kan reducere mængden af stål og beton, der er nødvendig for at beskytte mod ulykker – og fordi den kører kl. atmosfærisk tryk frem for de høje tryk, der kræves i konventionelle reaktorer.
Et konventionelt atomkraftværk køles af vand, som koger ved en temperatur langt under de 2.000 °C i kernen af en brændstofpille. Selv efter at reaktoren er lukket ned, skal den løbende afkøles ved indpumpning af vand. Manglende evne til at gøre det er det, der forårsagede problemerne i Fukushima: brinteksplosioner, udslip af stråling og til sidst nedsmeltning.
Brug af smeltet salt som kølevæske løser nogle af disse problemer. Saltet, som er blandet i brændstoffet, har et kogepunkt, der er væsentligt højere end brændslets temperatur. Reaktoren har en indbygget termostat - hvis den begynder at varme op, udvider saltet sig, spreder brændstoffet og bremser reaktionerne. Det giver blandingen en chance for at køle af. I tilfælde af strømafbrydelse smelter en prop i bunden af reaktoren, og brændstoffet og saltet strømmer ind i en holdetank, hvor brændslet breder sig nok ud til, at reaktionerne stopper. Saltet afkøles derefter og størkner og indkapsler de radioaktive materialer. Det er sikkert at gå væk, siger Dewan, virksomhedens chief science officer. Hvis du mister elektricitet, selv om der ikke er nogen operatører på stedet til at trække i håndtagene, vil det stoppe.
Det nye design forbedrer den originale smeltede saltreaktor ved at ændre den indre geometri og bruge forskellige materialer. Transatomic holder mange af designdetaljerne for sig selv, men en ændring involverer at eliminere grafitten, der udgjorde 90 procent af volumen af Oak Ridge-reaktoren. Virksomheden har også ændret forholdene i reaktoren for at producere hurtigere neutroner, hvilket gør det muligt at brænde det meste af det materiale, der normalt kasseres som affald. En konventionel reaktor producerer omkring 20 tons højaktivt affald om året, og det materiale skal opbevares i 100.000 år. Den 500 megawatt transatomiske reaktoren vil kun producere fire kilogram af sådant affald om året sammen med 250 kilogram affald, der skal opbevares i et par hundrede år.
Det vil være en udfordring at bringe den nye reaktor på markedet. Selvom den grundlæggende idé om en smeltet salt-reaktor er blevet demonstreret, er Nuclear Regulatory Commissions certificeringsproces sat op omkring letvandsreaktorer. Virksomheden vil have brug for NRC til at etablere nye regler, især da kommissionen skal skrive under på ideen om at bruge mindre stål og beton, hvis designets sikkerhedsfunktioner skal føre til reelle besparelser.
NRC talsmand Scott Burnell siger, at kommissionen er bekendt med Transatomics koncept, men at design endnu ikke er blevet sendt til gennemgang. Han siger, at NRC i de næste par år vil være fokuseret på at certificere mere konventionelle designs til små modulære reaktorer. Han siger, at certificeringsprocessen for Transatomic vil tage mindst fem år, når virksomheden indsender et detaljeret design, med yderligere gennemgang nødvendig specifikt for spørgsmål relateret til brændstof- og affaldshåndtering.
Et detaljeret ingeniørdesign i sig selv kan være år væk. Virksomhedens næste skridt er at rejse 5 millioner dollars til at køre fem eksperimenter for at hjælpe med at validere det grundlæggende design. Russ Wilcox, Transatomics administrerende direktør og den tidligere administrerende direktør for E Ink, anslår, at det vil tage otte år at bygge en prototypereaktor - til en pris på 200 millioner dollars. Han siger, at det er mindre tid, end det tog investorerne at få et afkast på E Ink, som blev erhvervet for 450 millioner dollars 13 år efter de første investeringer i virksomheden.
Selvom det kan tage mere end et årti for investorer at få et afkast, er venturefinansiering ikke udelukket, siger Ray Rothrock. Men han siger, at virksomheden vil stå over for mange udfordringer. Teknologien generer mig ikke det mindste, siger han. Jeg har tillid til folket. Jeg ville ønske, at nogen ville bygge denne ting, for jeg tror, det ville fungere. Det er alle de andre faktorer, der gør det skræmmende.
Virksomhedens største udfordring kan komme fra Kina, som investerer 350 millioner dollars over fem år for at udvikle sine egne reaktorer med smeltet salt. Det planlægger at bygge en to megawatt testreaktor inden 2020.