| Ja, ofta |
|
272 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Ibland |
|
61 | |||
| Nej, inte alls |
|
24 | |||
| Vet inte |
|
25 |
Totalt antal röster: 382
Visa tidigare frågor
Vilka är utmaningarna inom kärnkraftsforskningen?
Avskaffandet av tankeförbudsparagrafen, som under 20 års tid förbjöd forskning om ny kärnkraft, blev en signal från samhället om att kärnenergiområdet är intressant. Ett särskilt stort intresse riktas idag mot fusionsforskningen.
Ny forskning
Även om kärnkraftforskningen i Sverige inte kan omsättas i nya kärnkraftverk i vårt land, så menar forskare att kunskaperna bland annat behövs för att kunna jämföra olika energislag. Internationellt pågår också en hel del forskning om nya reaktortyper.
Generation tre - säkrare kärnkraftverk
De nya reaktorerna är av typen tredje generationens trycksatta kokarreaktorer, vilka är större än tidigare byggda reaktorer. De kännetecknas av utökade säkerhetssystem och förbättrad lönsamhet. De nya reaktorerna kommer att ha flera barriärer för att förhindra spridning av radioaktivitet till omgivningen. De ska ha skal som anses tåla en träff av ett trafikflygplan. Man kan säga att tredje generationens reaktorer ska lösa en del av de problem som dagens kärnkraft har. Forskare arbetar med att hitta lösningar som tillåter en höjning av reaktortemperaturen så att effektiviteten kan ökas från 33 till 40 procent. Trots det kan endast några få procent av bränslet utnyttjas.
Generation fyra - hög temperatur och snabbhet
Också en generation IV är under utveckling i ett samarbete med 11 av världens kärnkraftnationer. Här specialstuderas sex nya reaktortyper, varav två högtemperaturreaktorer och fyra snabba bridreaktorer. Arbete sker mot fyra mål; minskade kostnader, ökad säkerhet, minskad avfallsmängd och minimerad risk för spridning av material för kärnvapenbruk. Forskningens syfte är att bränslet, antingen uran eller torium, ska utnyttjas så effektivt och säkert som möjligt.
Generation fem — fusionsenergi
Motsatsen till kärnkraftens fission är fusion, där energi frigörs när atomkärnor slås samman. Fusionsenergi är samma energiform som håller solen vid liv. Reaktorer baserade på fusion skulle ha tillgång till närmast obegränsade energireserver. Fördelen med tekniken är att fusionsreaktorerna inte kan börja skena så att en härdsmälta uppstår. Å andra sidan blir konstruktionsdetaljer inne i härden starkt radioaktiva och tritium, som används som bränsle, är en radioaktiv gas. Fusionskraften kallas ibland för kärnkraftens femte generation.
Framsteg görs hela tiden inom fusionsforskningen, bland annat genom ett internationellt experiment för fullskaliga studier av en fusionsreaktor. Projektet går under namnet "Fusionskraftverksprototyp ITER" (International Thermonuclear Experimental Reactor, 47). I projektet deltar EU, Ryssland, Kina, Japan, Indien, Sydkorea och USA. Om allt går enligt planerna kan en första kommersiell reaktor vara klar omkring år 2050.
En teknik som kallas för Accelerator-Driven-Systems eller ADS innebär att man tillför neutroner utifrån vilket innebär att reaktorerna inte kan skena. Precis som bridreaktorerna kan ADS-reaktorerna drivas på utbränt bränsle från dagens kärnkraftverk och på oanrikat uran eller torium. En prototyp av en ADS-reaktor testas i Italien från 2008.
Långsiktig avvecklingsplan
Energipolitiken i Sverige är parallellt med utvecklingsplaner för kärnkraften också inriktad på att ersätta kärnkraften med förnybar energi på sikt, utan att miljö, sysselsättning eller välfärd påverkas negativt. Ett kärnkraftverk måste alltid - förr eller senare - avvecklas på grund av ålder eller olönsamhet. De reaktorer som finns idag har en teknisk livslängd på mellan 40 och 60 år.
Minskat avfall med slutna bränslesystem
För att försöka minska kärnavfallet och samtidigt nå ett bättre resursutnyttjande av uran, pågår utveckling av nya bränslesystem med slutna bränslekedjor. Det systemet tillämpas i så kallade "brid-reaktorer" (brid, från engelskans breed, att avla). Här används en teknik som innebär att behovet av uran bara blir 1 procent jämfört med hur mycket uran som går åt vid öppna bränslesystem. På så sätt minskas också avfallsmängden betydligt. Målet är en uthållig energikälla som inte tömmer naturtillgångarna och som ger mindre avfall. Tekniken är dock förknippad med en del tekniska problem och säkerhetsproblem som forskarna arbetar med att lösa.
En balansgång i denna utveckling är utmaningen i att hantera riskerna för spridning av klyvbart material och kärnvapen. Minimering av avfallet är ett led i denna strävan.
Mindre farligt avfall med transmutation
Transmutation betraktas som ett alternativ till nuvarande slutförvarsmetoder, och innebär att kärnavfallet med hjälp av ny kärnteknik omvandlas så att merparten av de radioaktiva ämnena elimineras. Syftet med transmutationstekniken är att omintetgöra de radioaktiva ämnena genom att de omvandlas — transmuteras — till mindre farliga radioaktiva produkter med kortare strålningstid. Med en sådan teknik skulle mängden radioaktivt avfall som behöver slutförvaras bli avsevärt mindre än idag.
Metoden är ännu på forskningsstadiet och man beräknar att det kommer att ta 30-50 år av forskning och utveckling innan tekniken möjligen skulle kunna tillämpas industriellt.
Metoder och problem med slutförvar
Globalt sett finns avfall från 40 länders kärnkraftverk att slutförvara. Det förekommer forskning om olika alternativa sätt att slutförvara, till exempel genom flera kilometer djupa borrhål i berggrunden, så kallad "Dry Rock Deposit" som innebär att kärnavfallet långsiktigt förvaras i bergrum, men tekniken följs av så många svårigheter att inget land hittills har gått vidare med den lösningen i praktiken. Alla dessa länder har inte lämpliga geologiska formationer för att djupförvara avfallet. Dessutom har många länder så små kärnkraftprogram att det inte är ekonomiskt försvarbart att bygga egna slutförvarsanläggningar i dessa länder. I framtiden kan avfall från dessa mindre producenter komma att transporteras från ett land till ett annat för slutförvar i storskaliga djupförvar. En sådan hantering framstår som ekonomiskt rationell och innebär en begränsning av spridning. En utmaning är att lösa transportproblemet av detta material.
Det alternativ som oftast lyfts fram är djupa borrhål i berg där avfallet skulle läggas på 2-4 kilometers djup. Djupa borrhål har den fördelen att man kan anta att eventuella läckage till omgivningen blir mycket låga. Det har dock inte kunnat bevisas att djupa borrhål skulle vara bättre i det avseendet än den metod, KBS-3, som kommer att användas i Sverige.
Ett annat alternativ som studerats är långa tunnlar under Östersjön, men detta har efter regeringsbeslut avskrivits från listan över intressanta alternativ. Metoder som går ut på att få förflytta avfallet långt från civilisationen, till exempel genom att skjuta ut det i rymden har avfärdats. Detsamma gäller förvaring i djuphavssediment, inlandsis eller spridning i oceanerna.
Fördjupning om transmutationstekniken
När uranatomer fångar in neutroner sker antingen kärnklyvning eller bildande av tyngre grundämnen. De tyngre ämnena är i allmänhet radioaktiva och avger strålning under relativt lång tid. Ju längre halveringstid, desto mindre radioaktiva är ämnena. Om man utsätter dessa tyngre ämnen för bestrålning kan man få snabbare sönderfall och därmed kan lagringstiden i ett djupförvar förkortas. Det är denna process som kallas transmutation.
Tekniken vid transmutering är komplicerad och det finns ingen hundraprocentig lösning ännu. Principen är att man via en partikelaccelerator accelererar protoner som träffar bly. Blyet i sin tur avger neutroner som sedan bestrålar de tunga radioaktiva ämnena. Processen leder till att materialet omvandlas till ämnen med kortare halveringstid vilket innebär att en transmutation har skett. Resultatet av transmutation är alltså att kärnavfall hamnar i samma kategori som övrigt farligt avfall i det svenska samhället. Kraven blir också desamma: man måste garantera en säker förvaring upp till ett millennium.
Forskning om separation och transmutation pågår intensivt i de allra flesta kärnkraftsländer, inklusive USA, Japan och Ryssland. I EU:s sjätte ramprogram utarbetar en rad europeiska forskningsinstitut, universitet och industriella företag konstruktionsanvisningar för en acceleratordriven prototypreaktor. Forskning om separation och transmutation i Sverige bedrivs vid KTH, Chalmers, Uppsala universitet och Studsvik AB. Totalt är ett trettiotal forskare och ingenjörer aktivt engagerade i dessa studier. Huvuddelen av universitetens finansiering kommer från SKB (Svensk Kärnbränslehantering).
Transmutation förutsätter troligen att Sverige skulle samarbeta med andra länder kring vissa anläggningar då nationella anläggningar skulle bli orimligt dyra. För att få en ekonomi i genomförandet av transmutationstekniken krävs att de reaktorer som behövs för processen också kan utnyttjas för elproduktion.
Tio frågor & svar om kärnkraft.
| FAS | FORMAS | KK-STIFTELSEN | MISTRA | NATURVÅRDSVERKET | RIKSBANKENS JUBILEUMSFOND | VETENSKAPSRÅDET | VINNOVA | VÅRDALSTIFTELSENI SAMARBETE MED SVERIGES UNIVERSITET OCH HÖGSKOLOR.
