Annonceinfo

Thorium: Fremtidens atomkraft?

Kina og Indien vil udvikle atomkraftværker drevet af thorium, som findes i større mængder end uran og giver mindre farligt atomaffald.

Reaktorrummet i en af de første thoriumreaktorer, den amerikanske Molten-Salt Reactor Experiment fra 1965. Fremtidens kinesiske thorium-reaktorer er også planlagt til at bruge smeltet salt som kølemiddel. (Foto: US Government)

Grundstoffet thorium kan blive fremtidens atombrændstof.

Indien har de næststørste thoriumforekomster efter Australien, og landet satser på at udvikle adskillige thoriumkraftværker.

En forsøgsreaktor skal stå færdig i år, og fem mere skal bygges og stå færdige inden 2017. Det skriver atomkraftindustriens organisation World Nuclear Association.

Kina satser også på thoriumkraftværker. I en pressemeddelelse fra det kinesiske atomkraftselskab SNPTC fra februar i år hedder det, at thoriumbaserede reaktorer vil blive en vigtig del af energiforsyningen.

Men hvorfor er thorium blevet et slags slagord for tilhængere af kernekraft. En vigtig årsag er den såkaldte Rubbia-reaktor. Den blev lanceret af en italiensk fysiker med stor faglig tyngde og prestige, Carlo Rubbia.

Rubbias thorium-reaktor adskiller sig markant fra andre reaktorer. Den lover idiotsikker drift, mindre farlig affald og endda muligheden for at destruere det atomaffald, som i forvejen findes.

Eksperter mener dog, at sikkerhedsgevinsten er marginal i forhold til andre nye konstruktioner. De kan drives både med thorium og uranbaseret brændstof.

Det, der alligevel sætter thorium i et positivt lys, er den lavere produktion af atomaffald sammen med den specielle affaldshåndtering i Rubbia-reaktoren.

Og – ikke mindst – de store forekomster af thorium. Der findes således fire gange så meget thorium i jorden som uran.

Opkaldt efter Thor

Grundstoffet thorium er opkaldt efter den nordiske tordengud Thor.

Naturligt thorium er næsten ikke radioaktivt, og den almindeligste form af thorium er umulig at spalte. Så hvordan kan thorium bruges til atomkraft?

»Det er ikke thorium i sig selv, der spaltes. Thorium er bare det første stof i en kæde af kernereaktioner, som kaldes thorium-cyklussen. Slutproduktet er uran-233. Det er dette stof, som spaltes og giver energi,« fortæller Sunniva Rose, der er ph.d.-studerende i reaktorfysik ved Universitetet i Oslo.

Den vigtigste forskel mellem uran-233 og uranspaltningen i almindelige atomreaktorer er slutprodukterne.

Mindre affald og bedre udnyttelse

»I en almindelig reaktor har atomkernerne større sandsynlighed for at indfange neutronerne, så uranen bliver omdannet til såkaldte transuraner,« fortæller Sunniva Rose.

Transuraner er grundstoffer, som kan være radioaktive i op til flere hundrede tusinde eller millioner af år. Det er disse transuraner, som er vanskelige at finde sikre opbevaringssteder til.

»Uran-233 har derimod meget større sandsynlighed for at blive spaltet, når det møder en neutron. Det giver derfor færre af de farlige transuraner og i stedet flere spaltningsprodukter, som normalt bliver nedbrudt efter kun hundrede år,« siger hun.

»Thorium som atomkraftbrændstof har også en anden fordel. Den uran-233, som bliver dannet, kan udnyttes og recirkuleres, hvilket betyder, at brændstoffet kan genbruges. Thorium er derfor mere effektivt som atombrændstof end uran,« forklarer Rose.

Sig farvel til atomaffaldet

Alle disse fordele gælder for thorium, uanset hvordan reaktoren bygges.

Den særlige Rubbia-reaktor kan imidlertid også nedbryde de transuraner, som vi allerede har.

»Det er dog ikke noget, Rubbia-reaktoren er ene om,« understreger Sunniva Rose.

»Specielt de såkaldte minoritetsaktinider som americium vil i teorien være simplere at nedbryde i en Rubbia-reaktor,« tilføjer Per Wethe, der er pensioneret atomfysiker fra Institutt for energiteknikk.

»Det er imidlertid ikke nogen stor åbenbaring, da man kan opnå samme resultat i både en såkaldt hurtig breeder-reaktor og i en konventionel reaktor,« fortsætter han.

Sunniva Rose supplerer:

»Blandt andet Frankrig har udviklet forsøgsreaktorerne Phénix og Superphénix, som viser, at det kan lade sig gøre. Og flere af de kommende generation-4-reaktorer er også breeder-konstruktioner.«

Den idiotsikre reaktor

Rubbia-reaktoren blev også kendt for at være nærmest fuldstændig idiotsikker.

Sikkerheden ligger i den specielle konstruktion, som blev lanceret allerede i 1990'erne af den italienske fysiker, tidligere CERN-direktør og nobelprisvinder Carlo Rubbia.

Den tyske AVR-forsøgsreaktor, som var i brug fra 1967 - 1988. Reaktoren afprøvede flere brændstoffer, heriblandt thorium. (Foto: Maurice van Bruggen)

Denne reaktor skal have en neutronstråle fra en accelerator for at kernereaktionerne skal fungere.

Acceleratorer er almindelige på forskningsinstitutioner som CERN. Den største er LHC, Large Hadron Collider, som forskerne håber skal kunne fortælle mere om, hvordan universet opstod.

Uden neutronstrålen fra acceleratoren standser reaktionerne øjeblikkeligt i Rubbia-reaktoren. Kernereaktionerne kan derfor ikke løbe løbsk under nogen omstændigheder, som det skete i Tjernobyl-ulykken i Sovjetunionen i 1986.

I andre typer thoriumreaktorer kommer neutronerne ikke fra en ekstern accelerator, men fra små mængder traditionelt atombrændstof, der er blandet med thoriumen.

»Sikkerheden er kun lidt bedre i Rubbia-reaktoren,« mener Per Wethe.

»Med nutidens vestlige reaktorkonstruktioner, er faren for en løbsk kædereaktion af den type, vi så i Tjernobyl, nærmest kun teoretisk,« siger han.

Tjernobylreaktoren var desuden en helt anden konstruktion end nutidens vestlige reaktorer.

Rubbia-reaktor er sabotagesikker

Rubbia-reaktoren har også en anden fordel. Den er konstrueret til at kunne tåle bevidst sabotage.

Hvis nogen skulle overophede reaktoren med vilje, vil det smeltede bly, som cirkulerer rundt i kernen og leder varmen væk, udvide sig og strømme ind i reaktorkammeret. Hele reaktoren vil blive indkapslet i en kerne af størknet bly.

Alligevel mener Sunniva Rose, at de vestlige reaktorer i dag har meget af den samme passive sikkerhed.

»De er blandt andet konstrueret sådan, at stave, som slukker neutronstrømmen, holdes aktivt ude af reaktoren. Hvis strømmen svigter, falder de via tyngdekraften ned i reaktoren og standser reaktionerne,« forklarer hun.

Lige så stor risiko for nedsmeltning som i Fukushima

Thorium kan i princippet bruges i alle former for reaktorer, også vore dages konstruktioner. Per Wethe fortæller, at der også har været forsket i thorium på hans gamle universitet i Oslo.

»Ved at bruge thorium som brændstof i nutidens reaktortyper vil man få nøjagtig de samme sikkerhedsproblemer som ved brug af almindelig uranbrændstof,« siger han.

Det betyder, at en traditionelt konstrueret thoriumreaktor har lige så stor risiko for nedsmeltning ved manglende nedkøling som reaktorerne i Fukushima.

»Restvarmen i et thoriumkraftværk kommer an på spaltningsprodukterne, og de er nogenlunde de samme som med det normale uranbrændstof,« siger Per Wethe.

»Det gælder også, hvis man har en acceleratordrevet reaktor som Rubbia-reaktoren. Spaltningsprodukter får man lige meget hvad,« siger Sunniva Rose.

Thoriumreaktorer afgiver også lokalt meget gammastråling. Den trænger let igennem kroppen og kan give strålingsskader. Det kræver omfattende sikkerhedsprocedurer, hvis man skal drive et thoriumkraftværk.

»Gammastråling er let at opdage, men således også svær at håndtere,« siger Sunniva Rose.

Hun er enig med Per Wethe i, at Rubbia-reaktoren ikke er nogen åbenbaring for atomkraften.

»Thorium som brændstof er spændende, men man kan gå mange forskellige veje med thorium-teknologien. Det er ikke nødvendigt at udvikle en helt ny reaktorteknologi som Rubbia-reaktoren for at udforske thorium,« mener Rose.

Thorium i Kina og Indien

Uanset hvad er thorium populært i Kina og Indien.

Begge lande er på vej ud af fattigdom, og mens velstanden drives af energi, er den samtidig også med til at øge behovet for energien.

Kine vil udvikle thoriumatomkraft, hvor kølevæsken består af smeltet salt med en meget høj temperatur. Det giver en mere effektiv overførsel af varmeenergi til kraftturbinerne og bedre sikkerhed, fordi der ikke er damp, som ved et højt tryk kan eksplodere.

Indien har de næststørste thoriumforekomster efter Australien og satser også på at udvikle thoriumkraftværker og have flere reaktorer færdige inden 2017.

»Thorium er en af flere muligheder. Uranpriserne har været lave, men vil ganske givet stige igen. Selv om Fukushima-katastrofen har sat atomkraften midlertidigt på pause, vil verdens energibehov også kræve mere atomkraft,« mener Sunniva Rose.

© forskning.no. Oversat af Magnus Brandt Tingstrøm

mere sikker kernekraft

Der var ikke nogen af de hidtidige atomulykker, som ville havde haft så store konsekvenser hvis hele anlægget havde være bygget i min. 1 km dybde under havniveau. For mig er det en produktionsomkostning som er helt naturlig i.f.t. både atom-energi produktion og efterfølgende atom-affaldsopbebevaring

Fremtidens energi

Glæder mig til vi en dag kan have bæredygtig energi. Indtil da synes jeg at thorium lyder spændende!

Omkostningsfuldt

Det må jo være relativ dyrt at grave atomkraften ned i enten jord eller vand, som nogle brugere mener - Spørgsmålet er så om det kan give overskud. Men det må vel kunne beregnes.

Det vil jeg!

Det skal jeg gøre lige med det samme! :) Tak igen ;)

Her er lidt mere Marc:)

Det var så lidt, vi kan alle blive klogere:)

Forresten så synes jeg du skal læse lidt om hvorfor jeg og også mange forskere ikke er så bange for lav dosis stråling som den der findes i og omkring Fukushima. Det er spændene læsning:

http://www.angelfire.com/mo/radioadaptive/inthorm.html

Tak :)

Tak for tallene Rolf :) jeg har nu læst det igennem og er glad for at der er nogen der har styr på det så vi andre også kan lære lidt ;) Tak for en god diskussion.

Atom-kraftværk i København er ok i 1 km's dybde.

Der var ikke nogen af de hidtidige atomulykker, som ville havde haft så store konsekvenser hvis hele anlægget havde være bygget i min. 1 km dybde under havniveau. For mig er det en produktionsomkostning som er helt naturlig i.f.t. både atom-energi produktion og efterfølgende atom-affaldsopbebevaring.

Tommy

JA hvorfor ikk. Vi lever jo alligevel med risici og fourening der koster mange liv om året i KBH, når man tænker på en stor international lufthavn og store kulovne lige ved siden af byen.

Og hvor skal det så være?

Midt i København for at kunne udnytte kølevandet til opvarmning. HA HA HA HA!

Marc her har du dine tal!

http://manhaz.cyf.gov.pl/manhaz/Warsztaty_10_2004/wp4/psi_materials/ILK%...

Kig på side 52. Nuclear er det bedste, og ville være det selvom der skete et tjernobyl hver 10. år, set i forhold til hvad vi gør nu med at forbrænde milliarder tons kul.

Solenergi er en fin idé, det ville være bedre hvis regeringen gjorde det til et krav at alle nye opførte huse skulle have et nettilkoblet solcelle anlæg på en hvis størrelse. Det ville knalde CO2 udledningen i landet ned og samtidigt spare areal til solcelle parker.

Problemet med store solcelle parker er at de reelt kun kan levere energi når der er sol(ok hvis det er i sahara bliver det nok solvarme anlæg og de kan laves så de gemmer energien i salte), så de har det samme problem som med vindmøller, dog leverer solceller energi der hvor vi har mest brug for den, nemlig om dagen til at drive industri mm. modsat vindmøller som leverer energi som vinden blæser og som kommer til at blive dyrt for dette land.

Hehe.

Ja :D det er bare frustrerende at tænke på.. jeg så et program for noget tid siden hvor de sagde noget med at alt den energi der rammer jorden på 1 dag kunne i realiteten forsyne hele jorden med energi i 1 år eller sådan noget :P

rolig

Rolig nu Marc – Det er en opgave der er større end en dansk regering kan løfte alene – først skal der skabes fred og stabilitet i de relevante områder – så skal der udvikles en bedre teknologi til at høste solens stråler – så skal vi have kikket på ny kabelteknologi så vi ikke mister for meget energi under transporten etc etc.

Opgaverne er mange og store og lige fra at skaffe verdensfred til at opfinde splint ny teknologi – så det er vist mere end vi kan pålægge Løkke og venner ;)

Nemlig.

Det er rigtigt. Bolden ligger hos regeringen.

re:Hvorfor ikke udnytte det?

Vi er helt enige og i en ideel verden kunne vi i de mere solbeskinnet egne producere energi baseret på Solen og i de mere blæsende egne satse på vinden som den primærer energi kilde.

I dag har vi allerede en veludbygget net her i Europa og vi kunne med fordel udbygge det til at omfatte det nordlige Afrika - det ville også skabe arbejde i et område der hunger efter arbejdspladser.

Men krig og ufred og manglende lyst til at satse storstilet og langsigtet på vedvarende energi giver det lange udsigter.

Men mulighederne er der - hvis vi vil

Hvorfor ikke udnytte det?

Ja den har sikkert givet mange mennesker kræft men siden den ikke er en faktor som vi kan bortskaffe (modsat atomkraft) så er der ikke så meget at gøre ved det.. men hvorfor ikke udnytte det?

Den dræbende sol

@Marc

Hvis man regner alle kræfttilfælde med skal der nok passe at Solen er farligere end A-kraft- så fremover lukker vi Bellevue og laver en sikkerhedszone på 30 km når Solen skinner ;)

....

Hvem siger at det SKAL være sahara? Og jeg vil meget gerne se hvor du har din info omkring at solenergi har slået flere mennesker ihjel end atomkraft?..

Gå selv din vej, urealist.

"Det er alt for risikabelt!"

Hmm selvom det er den teknologi der slår mindst ihjel per produceret KWh? Ja endda mindre end sol og vindkraft.

"Hvor meget energi ville vi ikke kunne få hvis vi fyldte en brøkdel af sahara op med solceller?"

Meget mindre end du tror da effektiviteten på solceller er omvendt proportionel med temperaturen, og der er ret varmt i sahara.

Gå med dig atomkraft!

Min mening er at alt atomkraft burde skrottes.. Det er alt for risikabelt! Hvor meget energi ville vi ikke kunne få hvis vi fyldte en brøkdel af sahara op med solceller? Men altså hvis vi absolut SKAL bruge atomreaktorer så lyder det da som et godt skridt fremad med Thorium!

Re:Idiotsikker atomkraft

Det er kun idioter, der tror at der findes idiotsikker teknologi.

Orh så kom dog ind i kampen Danmark...

Kunne vi ikke gå forest og bygge sådan et par stykker: http://www.youtube.com/watch?v=AHs2Ugxo7-8&feature=player_embedded

Så kunne vi lukke en del kulovne og redde flere tusinde danskere om året.

Nej, vindmøller er

Nej, vindmøller er ineffektive, så der skal være mange af dem, og der kommer derfor også meget skrot. Den smule affald, der kommer fra atomkraftværker, smides i et hul i en rum tid, og så er det ovre.

Jeg er dog enig i, at hændelsen i Japan har afskrækket mange, især pga. hensynsløsheden omkring sikkerheden.

re:Re: Atomkraft - Ja tak

Ok så næsten ingen affaldsproblemer og slet i de dimensioner som dem der produceres i et kernekraftværk og hvis en vindmølle vælter så skal man ikke evakuere folk i en radius af 30 km og holde området afspærret i et par hundrede år.

Re: Atomkraft - Ja tak

Det er direkte løgn, at der ikke er affaldsproblemer med vindenergi. Vindmøller bidrager med store mængder skrot, som sviner ad helvede til.

Atomkraft - Ja tak

Verdens bedste atomkraftværk er og bliver vores Sol og kombineret med vindkraft burde vi kunne løse de fleste af vores energibehov.

Der er ingen affaldsproblemer med sol- og vindenergi og bliver vi for varme kan vi køles med alm. øl ;)

Idiotsikker atomkraft

Placer alle atomkraftværker 1 km under havniveau på land selvfølgelig. Så vil jeg også være tilhænger.

Seneste fra Teknologi

Grønlandske stemmer

Majken Djurhuus Poulsen, ph.d.-studerende ved GEUS i Grønland.

Læs mere om Majkens forskning her: Grønland vil give rubiner fødselsattest

Tema om fremtiden for grønlandsk forskning

Det læser andre lige nu

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Seneste blogindlæg