Det danske selskapet Seaborg Technologies har utviklet og inngått en samarbeidsavtale med et syd-koreansk selskap om å bygge opp til 7.500 kompakte mini-atomkraftverk i containerstørrelse, som kan produsere 100 prosent CO2-nøytral energi. Som brensel benytter kraftverkene en kombinasjon av mineralet thorium og atomavfall.

 

Danskene er kjent for å være praktiske forretningsfolk. Det lille danske start-opp-selskapet Seaborg Technologies ble opprettet i 2015 og har utviklet et kompakt mini-atomkraftverk basert på en termisk reaktor (hvilket er en reaktor som utnytter den energi som ligger lagret i atomers og molekylers uordnede bevegelse) som atomavfallsbrenner i form av en smeltet-salt-reaktor (molten salt reactor) med kapasitet på 250 MW i størrelse av en 20-fots container, hvilket kan gi nok strøm til 200.000 hjem. Energikilden som benyttes er altså en kombinasjon av thorium og atomavfall fra eksisterende konvensjonelle atomkraftverk.

 

Uegnet for atomvåpen
De danske minikraftverkene kan ikke benyttes til produksjon av atomvåpen og kan derfor prinsipielt fritt selges til alle land i verden og vil blant annet kunne få stor betydning for å skaffe fattige land billig CO2-nøytral energi. Den danske stat, som tradisjonelt har vært den stat som har vært mest reservert mot alt som har med atomteknikk å gjøre, har snudd i synet på atomkraft og mener dette kan være et middel i kampen mot global oppvarming.

 

Mineralet thorium
Thorium er et svakt radioaktivt, metallisk kjemisk mineral med symbolet Th og med atomnummer 90 i det periodiske system. Thorium er et sølvhvitt, relativt duktilt mineral, hvilket vil si at det kan valses til folier og strekkes. Mineralet anløper svart når det blir utsatt for luft og danner thoriumdioksid. Det har et høyt smeltepunkt. Mineralet regnes som den mest omfangsrike og mest tilgjengelige, dessuten den reneste og sikreste energikilden på jorden. Med den store mengden thorium som finnes på alle kontinent, samt i mye større grad enn uran, kan dette skape jordens behov for sikker energi i millioner av år framover, samtidig som det kan minske lagrene for radioaktivt atomavfall.

 

Norges thorium-ressurser
Tidligere har det blitt hevdet at Norge har noe av verdens største ressurser av thorium, men senere forskning har redusert norske ressurser til 87.000 tonn som gir Norge kun en 12. plass i Europa. Dette utgjør eksempelvis kun ti prosent av Indias samlede thorium-ressurser. Den norske thorium-ressursene er for det meste geologisk lokalisert i Fensfeltet i Telemark. Thorium opptrer som små mineralkorn, finfordelt i bergartene. Med dagens metoder er norske reserver vanskelig å utvinne. Norsk thorium kan inneholde 120 ganger mer energi enn all olje og gass på norsk sokkel. De bergartene som inneholder thorium, inneholder også gjerne i større grad sjeldne jordartsmetaller, hvilket vil kunne utvinnes sammen med thorium og kan gjøre gruvedrift vedrørende denne mer lønnsom. For spesielt interesserte anbefales å lese Thorium som energikilde – muligheter for Norge.
Link: https://www.regjeringen.no/globalassets/upload/oed/pdf_filer/horinger/horing-thoriumutvalgets-rapport/thoriumrapporten-norsk-versjon.pdf

 

Thorium er ikke fissilt
Thorium er et ikke direkte spaltbart eller fissilt, brennbart stoff, hvilket har de egenskaper som kreves for å opprettholde en atomkjedereaksjon. Thorium kan praktisk sammenlignes med vått trevirke som ikke kan legges rett på peisen, men må tørkes først før det brenner. Et atom som er fissilt, er derimot ustabilt og vil kunne spalte sig selv, hvis riktige rammebetingelser er til stede. Atomkjerner, som kan spaltes i en fisjonsprosess, er for eksempel stoffene uran-235 og -233 eller plutonium-239 og -241. Disse benyttes i dag som kjernebrensel i atomkraftverk, dessuten i kjernefysiske våpen.

 

Reduserer atomreaktor-avfall

For benyttelse av thorium i en reaktor må stoffet ha et fissilt stoff for å starte og holde prosessen i gang. Det er til dette avfallet fra konvensjonelle atomreaktorer kan benyttes. Varmeledningsevnen i thorium er imidlertid mye bedre enn i uran. Dette er særlig essensielt med hensyn til ulykkesrisiko ettersom det i atomkraftverk basert på brennstoffet thorium kan produseres samme mengde energi som i uran, men med langt lavere varme i reaktors brenselsstaver enn i et konvensjonelt kjernekraftverk. Et annet sikkerhetsforhold ved thorium er fisjons-gassene. Når atomer spaltes, produses gass, hvilket medfører trykk i reaktoren. Med thorium blir imidlertid trykket lavere, hvilket gir langt høyere sikkerhetsmarginer.

 

Fukushima-katastrofen
Den 11. mars 2011 ble Japan rammet av det noen gang sterkeste registrerte jordskjelv målt til hele 9,0 på Richters skala. Jordskjelvet medførte skader på tre av atomreaktorene som etter hvert smeltet ned ved atomkraftverket i Fukushima Daiichi. Det oppsto eksplosjoner, brenselet falt ut av brenselsrørne/stengene og ned i det avkjølende vannbadet. Uranet, som i motsetning til thorium kan oppløses i vann, ble oppløst i vannbadet som kokte og følgelig forurenset luften med radioaktiv stråling. Deretter ble det radioaktive vannet skyllet ut i havet grunnet en etterfølgende 15 meter høy tsunami. Omkring 19.000 mennesker omkom som følge av ulykken i sin helhet. Det var ingen påviste dødsfall av stråling utenfor atomanlegget, men 100.000 mennesker ble tvangsevakuert grunnet strålingsfaren. Offisielle tall senere viser at det kunne har vært godt over 1.000 dødsfall mer ved ikke å opprettholde evakueringen grunnet stråling, samt eventuell tidligere retur av de evakuerte. Japan stengte også ned omliggende atomkraftverk, som i tilfelle kunne ha blitt rammet av jordskjelvet, men ved disse ble det ikke oppdaget noen graverende feil. Disse kraftverkene ble etter en periode gjenåpnet. Skepsisen mot atomkraftverk reiste seg naturligvis over hele verden.

 

Smeltet-salt-reaktor
Danskenes system, som er en smeltet-salt-reaktor, har imidlertid fordelen ved at kjølevæsken og brenselet er det samme. Danskenes produkt er imidlertid ingen ekstrem nyhet. Allerede på 1950-tallet ble det bygget smeltet-salt-reaktorer. Konseptet er faktisk eldre enn dagens konvensjonelle reaktorer. At de sistnevnte ser ut til å ha vunnet konkurransen kan være at smeltet-salt-reaktorer i sin tid var mer tidkrevende å bygge, dessuten kan også utnyttelsen av pengene til forskning ha hatt påvirkning. Dette ettersom ulike lands forsvar ønsket de i dag konvensjonelle lettvanns-atomkraftverkene (lettvann H2O er vanlig vann i motsetning til tungtvann D2O, hvor D er et tungt hydrogen med ett proton og nøytron, benevnt deuteron) grunnet våpenutvikling. Det bør bemerkes at Israel, India, Storbritannia og Frankrike har brukt norsk tungtvann tilknyttet produksjon av sine atomvåpen. Norge stoppet imidlertid sin eksport av tungtvann i 1988. Det er lite kjent at Norge var en atomstormakt på 1950 og -60-tallet. Norge var faktisk det sjette landet i verden som bygde atomreaktor. Den norske atomreaktoren «Jeep 1» på Kjeller ble startet for første gang i 1951.

 

Nedsmeltingsfaren redusert
Dersom kjølevæsken forsvinner i en smeltet-salt-reaktor så forsvinner også brenselet. I dagens konvensjonelle reaktorer har man rør/stenger som står i kjølevæske. Dersom kjølevæsken av en eller annen grunn skulle forsvinne, så blir stengene varmere og varmere, inntil de nedsmelter og katastrofen er et faktum. I realiteten er imidlertid også nedsmelting i en smeltet-salt-reaktor også mulig. Dette dersom saltet beror i reaktoren inntil det er så varmt at det begynner å fordampe. Man kan imidlertid bygge reaktoren av metall som smelter, før saltet fordamper, dersom man ikke kan få pumpet ut saltet på et vis. Dette slik at lokket smelter og saltet forsvinner. Det blir i tilfelle således en ulykke uten radioaktive utslipp ettersom fisjonsprodukter ikke slipper ut.


Redusert sikkerhetsrisiko
Når en urankjerne smadres blir det to fisjonsprodukter. I en konvensjonell reaktor, som blir for varm, blir fisjonsproduktene til damp. Smelter brenselstengene, kommer fisjonsproduktene ut som radioaktive gasser. I en smeltet-salt-reaktor går gassene imidlertid i forbindelse med fluor og på den måten beror disse i saltet. Derfor vil gassene ikke unnslippe i noe betydelige mengder. Dette selv om man også slår hull helt inn til reaktorkjernen, eksempelvis med en bombe ved et terrorangrep. Dette har stor betydning ettersom med planlagt mengde av danskenes mini-atomkraftverk plassert rundt i alle verdens land, vil selvfølgelig terrorangrep ikke være utenkelig selv om kraftverkene graves ned, hvilket er en del av danskenes totale konsept, slik at kraftverket i terrenget kun får en størrelse som en ordinær villa.

 

Kortere lagertid av atomavfall
Et ytterligere sikkerhetsaspekter er at thorium har en spaltningstid som krever sikker lagring av avfallsstoffer i kun 600 år, mens uranet trenger derimot hele 800.000 år. Overgang til thoriumdrevne atomkraftverk vil således raskere kunne eliminere forfedrenes «synder».
I april ga EU-kommisjonen ut en rapport som indikerte at 90 prosent av unionens atomkraftverk skulle nedstenges innen år 2050. Skraping av gamle reaktorer kommer estimert til å koste 900 milliarder kroner frem til 2050, mens håndtering av brukt brensel og radioaktivt avfall kommer til at koste 1.000 milliarder kroner. Det er dobbelt så mye som det for tiden er til rådighet for formålet.

 

Norsk produsert thoriumbrennstoff
I Norge har man i lang tid arbeidet med test-reaktor ved Halden-reaktoren for å starte thorium-syklusen i dagens konvensjonelle reaktorer. Det er tilsatt 10 % fissilt uran i mengden av thorium hvilket virker som å være godt funksjonerende brennstoff for de allerede fungerende konvensjonelle atomreaktorene, men det vil kunne gå mange tiår før det er produsert tilfredsstillende mengder med slikt brennstoff.

 

 

Forsidebilde: Ulefoss – Fensfeltet

23/12/19