Figur 1. Konventionell kärnkraft
Från gruvan utvinns naturligt uran. Det består mest av isotopen 238 som inte används till bränsle. Isotopen 235 används som bränsle men utgör endast 7 promille. För att kunna användas måste den anrikas, vilket sker i anläggningar med tusentals centrifuger. Den avskilda isotopen 238 läggs undan i lager. Idag finns således stora mängder därav.
I reaktorn splittras uranets atomkärnor under utveckling av stora mängder värme. Sönder-fallsprodukterna blir nya ämnen och samtidigt skjuts neutroner ut, vilka splittrar nya atomkärnor i en kedjereaktion. Tekniken går ut på att hålla reaktionen under kontroll, så att den inte skenar och blir till en atombomb.
Halten uran minskar och halterna av restprodukter ökar tills en gräns nås då bränslet byts ut. Det är då fortfarande radioaktivt med halveringstider upp till hundratusentals år. För närvarande förutsätts att det utbrända bränslet lagras undan i ett “slutförvar” i bergrum, där det skall göras oåtkomligt, så att radioaktivitet inte skall komma ut.
Generation IV använder utbränt bränsle
I utvecklingen av tekniken för kärnkraft kan man urskilja tre “generationer” hittills. I Sverige räknas Oskarshamn 3 och Forsmark 3 till generation 3. Runt om i världen sker nu mycket intensiv utveckling av det som vänas bli “Generation IV”. Den presenteras i en broschyr från Energiforsk med titeln:
FJÄRDE GENERATIONENS KÄRNKRAFT
Figur 2. Användning av uran 238 i en bridreaktor med upparbetning
En “Bridreaktor” producerar sitt eget bränsle. (“Brid” efter engelskan “breed”, som betyder förmera sig, fortplanta sig.) Då uran 238 inte producerar tillräckligt med neutroner, behövs något av det höggradigt radioaktiva ämnet plutonium för att leverera nödvändiga neutroner. Sådant bildas också i sönderfallsprocessen och finns i använt bränsle, som “upparbetas” i en särskild anläggning.
Där separeras plutoniet, som återanvänds, från avfallet, som har ringa radioaktivitet med måttliga halveringstider.
Tekniken inte mogen än
Broschyren redovisar problemen bättre än vad jag kan. Tekniken är inte mogen än. Men fullskaliga prototypanläggningar är igång på några håll, bl.a. i Ryssland och Indien. Broschyren andas hoppfullhet.
I några poster här har olika projekt presenterats.
Drivkraften är kampen mot klimatutsläppen
Broschyren menar att det behövs starka drivkrafter för att den omfattande utvecklingen skall avancera. Där ställs största hoppet till “teknikens löften om att på allvar kunna bidra till att få ner klimatgasutsläppen.”
Vi som vet att utsläppen inte är skadliga utan nyttiga och att Kina och Indien varje vecka bygger flera kraftverk för kol med väl beprövad teknik, blir då tveksamma till tron på Generation IV inom överskådlig tid.
+ – + – + – +
by 
“Tekniken är inte mogen än. Men fullskaliga prototypanläggningar är igång”?
Kan man vaccinera hela värden med ett prototypvaccin som erhållit nödlicens, så är det väl bara att köra igång prototypanläggningar så vi får ordning på co2 utsläppen också.
Som jag ser det är stora fördelen med briderreaktorer att vi kan använda bränslet mycket effektivare. Det “avfall” vi har från konventionella reaktorer kan ju användas som bränsle i en brider (trygga elförsörjningen för 500-1000 år framåt).
Diskussionen om avfallet tycker jag är lite märklig. Om man tar “avfallet” och gräver ner det i den gruva där man bröt uranet – så tar det ca 40 år innan man är nere på den aktivitetsnivå som det var innan brytning.
Med de regler som man har för avfall så skulle nog hela Svenska berggrunden behöva slutförvaras.
Detta med att kräva slutförvar i 100000 år anser jag vara helt befängt. För 100000 år sedan låg hela norra Europa under ett kilometertjock istäcke och längre söderut fanns knappt vår människoart utan det var neandertalmänniskan som dominerande. Kan vi tänka oss hur det skulle ha varit om neandertalarna skulle ha beslutat för oss hur farliga spjutspetsar skulle förvaras för att inte orsaka skada? Jag menar att man måste ha ett visst förtroende för att även kommande generationer besitter kunskap och intelligens nog för att kunna besluta om detta avfall. Dessutom finns det redan idag teknik för att upparbeta detta avfall och det bör därför inte göras alltför otillgängligt. Hade inte politiken dominerats av teknikfientliga, okunniga och räddhågade politiker kunde vi redan idag ha haft flera nya, ekonomiska, pålitliga och idiotsäkra kärnkraftverk. Kärnkraften är den mest ekonomiska och säkra kraftkällan vi har och den kommer att utvecklas och bli ännu bättre. Kanske inte här, men det kommer att ske i länder med klokare beslutsfattare. I den mån nuvarande kärnkraft bedöms vara för dyr, så beror det endast på att den straffbeskattas och avkrävs dyra och mestadels onödiga krav.
Om man genom internationell samverkan och anpassning av visst regelverk kan framställa en vaccin mot Covid19, utan att riskera säkerhetsregelverket och i syfta att rädda jordens befolkning från en pandemi då borde en likadan process kunna snabbutvekla olika former av SMR, för att rädda klimatet och för att uppnå omställning till elekrifiering av transportsektorn och industri.
Finns viljan, är klimatkrisen tillräcklig stor då finns pengarna, kunskap och möjligheter.
Kärnkraften är det säkraste energislaget, så den är väl värd att satsa på trots att inget klimathot finns. GenIV är den säkraste tekniken, så den bör vi satsa på i första hand.
I dagens reaktorer måste bränslestavarna bytas ut då och då inte för att uranet tagit slut utan för att bränslestavarna får sprickbildning och deformeras av värmen och strålningen. Enligt vissa källor används endast 0,7% av det klyvbara materialet i bränslet så 99,3% måste gå till slutförvaring, därav den långa slutförvarstiden på runt 100 000 år. I en generation IV kan nästan allt klyvbart material förbrukas så slutförvaret blir endast ca 300år. I Sverige torde vi ha bränsle för 1000år framåt utan att behöva bryta nytt uran, utöver det har de svenska kärnkraftverken producerat runt 23 kg plutonium sedan starten, om de uppgifter jag fått stämmer.
För att komma ifrån besväret med långa slutförvarstider vore det lämpligt att investera i gen IV verk som kan förbruka det “avfall” vi nu sitter på. Dels behöver inget nytt uran brytas med de miljöproblem det innebär och dels ger det en enklare och ofarligare slutförvar.
Tycker nog att BN-800 i Ryssland kan räknas som 4:e generationen. Speciellt byggd bridreaktor för att kunna köra sk. “avfall” samt ta vara på utrangerade kärnvapen. Det var meningen att USA skulle bygga en motsvarande men det föll.