Turvallista, Suomalaisia todellakin hyödyttävää energiaa, ydinvoiman tilalle

eros

New member
Kun fossiiliset loppuu, niin ilman ydinvoimaa on varsin pimeää ja kylmää. Tai sitten pitää 5milj kansasta 3milj hävittää, jotta lopuille riittää vesi ja tuulivoimaa. (tuulivoima potenttiaali maassamme n. 20% nykykulutuksesta, vesivoima samaten, pari suojeltuakin pitää siinä välissä rakentaa.)

Uraania ja thoriumia on riittävästi. Oleelista on se millaisissa laitoksissa niitä käytetään. Nykyisenlaiset 50-luvun tekniikka olevat vekottimet, niitä ei tulisi rakentaa enään yhtään.

Tulisi tehdä neljännen sukupolven voimaloita, vaikka .http://en.wikipedia.org/wiki/Integral_Fast_Reactor

Käyttää uraanin 99% tehokkaammin ja tuottaa jätteitä jotka 100v kuluessa vaarattomia.

T:Eerin
 

döner

New member
eros sanoi:
Tulisi tehdä neljännen sukupolven voimaloita, vaikka .http://en.wikipedia.org/wiki/Integral_Fast_Reactor

Käyttää uraanin 99% tehokkaammin ja tuottaa jätteitä jotka 100v kuluessa vaarattomia.

T:Eerin
Miksi noita neljännen sukupolven voimaloita ei rakenneta, jos ne ovat noin mahtavia kuin kirjoitit? Paljon suurempi tehokkuus ja ydinjäteongelmat hoituvat pikkuajassa. Luulisi, että ydinvoimalaraksaäijät ympäri maailman olisivat jo täydessä työn touhussa.
 

kotte

Active member
döner sanoi:
eros sanoi:
Tulisi tehdä neljännen sukupolven voimaloita, vaikka .http://en.wikipedia.org/wiki/Integral_Fast_Reactor

Käyttää uraanin 99% tehokkaammin ja tuottaa jätteitä jotka 100v kuluessa vaarattomia.

T:Eerin
Miksi noita neljännen sukupolven voimaloita ei rakenneta, jos ne ovat noin mahtavia kuin kirjoitit? Paljon suurempi tehokkuus ja ydinjäteongelmat hoituvat pikkuajassa. Luulisi, että ydinvoimalaraksaäijät ympäri maailman olisivat jo täydessä työn touhussa.
Nuo nopeat reaktorit ovat h*tin vaarallisia potentiaalisesti. Turvallisempiakin "tulevaisuuden fissioreaktoreita" on esitelty. Tällaisiksi uskotaan ns. MSR-reaktoreita (Molten Salt Reactor), joissa käytetään raakapolttoaineena torium-metallia uraanin sijasta. Ydinjätteiden hallinta olisi noissa selvästi helpompaa kuin nykyreaktoreissa (myös MSR-reaktoreissa vaarallisimpia jätteitä kyetään "polttamaan") eikä ns. nopeiden (uraani+plutonium)-reaktoreiden vaaroja ole. Potentiaalista polttoainetta on enemmän kuin uraanin eri isotooppeja yhteensä, mutta hyötömateriaalia saadaan kertymään vain pikkuhiljaa, ellei käytetä valmiiksi rikastettua uraania tai valmista plutoniumia alkulatauksena. Polttoaineen ja jätteiden käsittely tehdään jatkuvana melko yksinkertaisena kemiallis-fysikaalisena prosessina voimalassa käytön ohessa eikä voimalaan tarvitse kerryttää suuria ydinjätemääriä kuten nykyvoimaloihin. Syntyvässä hyötöfissiomateriaalissa on sellainenkin lisäpiirre, että se "saastuu" hajoamisjätteellä, joka lähettää elektronisten piirien kannalta haitallista säteilyä ja jota ei pysty erottamaan polttoaineesta (uraanin eräs isotooppi). Tästä syystä hyödetty polttoaine ei sovellu ydinaseiden valmistukseen edes yhtä hyvin kuin luonnonuraani (nopeiden uraanihyötöreaktoreiden tuottamasta plutoniumista puhumattakaan). Vrt. http://en.wikipedia.org/wiki/Thorium_fuel_cycle.
 

döner

New member
No niin, pitihän se arvata, että jokin koira tässä on haudattuna. Kuulosti liian hyvältä ollakseen totta.
Toivotaan, että insinöörit työpöytiensä ääressä painavat pitkää päivää ja joku kaunis päivä turvallisuusriskit on saatu hallintaan ja päästään nauttimaan korkeammasta tehokkuudesta ja vaarattomista ydinjätteistä.
 

eros

New member
kotte sanoi:
Nuo nopeat reaktorit ovat h*tin vaarallisia potentiaalisesti.
Voisitko hiukan täsmentää? Siis onhan ne varallisiai siinä mielessä, että tuottavat asekelpoista kamaa sopivasti käytettyinä - myös thorium syklillä (vaikka alla väität toista). Pt240 isotooppi kyllä pilaa asetarkoituksiin, mutta sitä tulee vasta raisun neutronipommituksen myötä - jos sykliä pyöritetään nopeampaa saadaan kyllä asekelpoista kamaa ulos.

Mutta jos tämä asepuoli jätetään pois, niin ainakin IRF on väitetty olevan passiivisesti turvallinen, ts. pieni sammutuksen jälkeinen lämpömäärä, koska polttista on vain vähän ja nopeuden neutronien takia se polttaa fissiojätteitä, eikä niitä kerry kuten hitaissa.
Samoin jäähdytyskierron katkaiseminen on demottu käytännössäkin kahdesti, reaktori sammuu itsestään jos se kuumentuu liiaksi - ihan lämpölaajenemisen takia.
Paineastiaa ei ole, reaktori on normipaineinen. Natrium on tietysti vaarallista jos pääsee kosketuksiin veden/ilman kanssa, joten argon tms. atmosfääri on oltava.
Reaktorin rautaosat taas säilyy hyvin, kun natrium suojaa niitä korroosiolta. (pitkäikänen värkki)

Mutta en ole asiantuntija, kerron vain mitä niistä on kirjoitettu, wikipediasta pääsee eteenpäin. (itegral fast reactor)
On muistettava, että tietyt tahot ovat voimakkaasti lobanneet noita vastaan, joten kaikki liikkuva data ei välttämättä ole validia.

Turvallisempiakin "tulevaisuuden fissioreaktoreita" on esitelty. Tällaisiksi uskotaan ns. MSR-reaktoreita (Molten Salt Reactor), joissa
Itse suosisin kuulareaktoreita, niissä saa lämmöt ylös. Suola ei kuulosta hyvältä idealta korroosion takia. IRF on noista neljänne sukupolven värkeistä äänestetty parhaaksi.

T:Eerin
 

kotte

Active member
eros sanoi:
kotte sanoi:
Nuo nopeat reaktorit ovat h*tin vaarallisia potentiaalisesti.
Voisitko hiukan täsmentää?
No aseuraanin lisäksi noiden ongelmana on juuri neutroneiden nopeus, jolloin ketjureaktion käynnissä pysyminen edellyttää suurempaa fissiomateriaalin määrää kuin termisessä (eli hidastetussa) reaktorissa. Termisen reaktorin säätö perustuu normaalitilanteessa juuri neutroneiden nopeutumiseen sydämen kuumentuessa. Laitos on siksi itsestään säätyvä (esim. kiehutusvesireaktoreista lähtee tyypillisesti sitä enemmän tehoa, mitä enemmän kierrätyspumppuihin ajetaan tehoa).

Nopeaa reaktori vaatii sen vuoksi moniverroin tehokkaampaa säätöä kuin perinteinen reaktori. Jos sellaiseen yleensä saadaan jotakin itseohjautuvuutta (tuo on toki mahdollista mm. rakentamalla reaktori sellaiseksi, että se muuttaa muotoaan lämpölaajenemisen vaikutuksesta), ei se ole laisinkaan niin luotettavaa ja ydinreaktioiden tasolla tapahtuvaa kuin perinteisessä termisessä reaktorissa. Tuollaista laitosta on itse asiassa koko ajan ajettava tilassa, joka on saman tapainen, johon Tsernobylin insinöörit tuon surullisenkuuluisan laitoksen kokeissaan saivat ennen kuin homma karkasi käsistä.

Sitten ovat vielä nuo sulat metallit, joista jotkin vaihtoehdot ovat potentiaalisesti räjähdysherkkiä (esim. natrium).

Sitten noita MSR-reaktoreita on varsin erilaisia. Viittasin lähinnä sellaiseen tyyppiin, jossa kiertopiirissä kierrätetään suoraan polttoainetta, eli sulaa torium-uraanisuolaa (MSFR). Nuo ovat termisiä hyötöreaktoreita (eli tekevät toriumista enemmän fissiopolttoainetta kuin kuluttavat). Suolaa ei tarvitse pitää paineenalaisena, reaktio lakkaa, jos suola karkaa reaktorin hidastinosasta, uutta polttoainetta lisätään ja jätteitä poistetaan jatkuvasti. Tästä syystä lämmöntuotto lakkaa jokseenkin kokonaan reaktion lakattua (kun ydinjätteet eivät polttoainetta kuumenna) eivätkä reaktiotuotteet jää myrkyttämään itse ketjureaktiota. Eivät nuokaan reaktorit ongelmattomia ole, eli jätteiden erottaminen ei ole aivan yksinkertaista eivätkä nuo jätteetkään ole ollenkaan harmittomia (vaikka kaikkein vaarallisemmista tyypillisesti päästään eroon pitämällä ne polttoainekierrossa), minkä lisäksi niitä on jatkuvasti käsiteltävä ja erotettava laitoksen polttoaineenkäsittelyprosessorissa, mistä jätteet on sitten vietävä tiivistetyssä muodossa ydinjätevarastoon (mikä taas periaatteessa poikkea nykyisistä ydinjätevarastoista paitsi, että materiaalia on vähemmän, mutta se on väkevämpää).

En minäkään reaktoriasiantuntija ole (vaikka joskus aikoinaan onkin tullut hieman laskeskelluksi nopean hyötöreaktorin parametreja FEM-mallinnusohjelmalla alan asiantuntijan ohjauksessa ja apulaisena).
 

eros

New member
kotte sanoi:
No aseuraanin lisäksi noiden ongelmana on juuri neutroneiden nopeus, jolloin ketjureaktion käynnissä pysyminen edellyttää suurempaa fissiomateriaalin määrää kuin termisessä (eli hidastetussa) reaktorissa. Termisen reaktorin säätö perustuu normaalitilanteessa juuri neutroneiden nopeutumiseen sydämen kuumentuessa. Laitos on siksi itsestään säätyvä (esim. kiehutusvesireaktoreista lähtee tyypillisesti sitä enemmän tehoa, mitä enemmän kierrätyspumppuihin ajetaan tehoa).
Siis fissomateriaaliahan noissa on vähän vs. termiset reaktorit. Termisissä on jopa satoja tonneja, kuin  nopeissa tyypillisesti joitain satoja kiloja. (no tehot toki pienempiä). Toki polttis on tukevampaa 20% rikastettua jne.

Toinen kummastuttava asia on olisi se, että BWR:n pumppaustehon nosto nostaisi reaktorin tehoa. Niputhan ovat koko ajan veden alla ja vesi käydessä poistuu kiehumalla.  Lisäveden syytäminen ei nopeuta kiehumista.
Toki jos tarkoitat sitä, että samalla jos kosketaan säätösauvoihin, niin voidaan saada se lisävesikin kiehumaan, mutta leikitään äkkiä rajalla, jossa nippujen pinnat peittyy höyrykupliin ja lämmönsiirto heikkenee, jolloin nippu kuumentuu ja zirkoni laskee vetyä. Tai CO2 reagoi magnoxin kanssa tms.

IRF:ssä lämmönsiirto hoidetaan natriumilla, sitä on sekä polttoainesauvan sisällä, että ulkopuolella, sekä polttis on metallia, joten sen lämmönsiirto on toista kun oksidi polttiksen.

Tuo lämpenemisongelma voidaan ratkoa myös erbiumilla (tms.) jonka kaapapuskyky nousee huomattavasti tietyn lämpötilan jälkeen, käytetään kuulareaktoreissa..

Nopeaa reaktori vaatii sen vuoksi moniverroin tehokkaampaa säätöä kuin perinteinen reaktori. Jos sellaiseen yleensä saadaan jotakin itseohjautuvuutta (tuo on toki mahdollista mm. rakentamalla reaktori sellaiseksi, että se muuttaa muotoaan lämpölaajenemisen vaikutuksesta), ei se ole laisinkaan niin luotettavaa ja ydinreaktioiden tasolla tapahtuvaa kuin perinteisessä termisessä reaktorissa. Tuollaista laitosta on itse asiassa koko ajan ajettava tilassa, joka on saman tapainen, johon Tsernobylin insinöörit tuon surullisenkuuluisan laitoksen kokeissaan saivat ennen kuin homma karkasi käsistä.
Se on varmaan eri asia ajaa reaktorissa, joka on suuniteltu siihen, kuin ajaa reaktorissa, jossa moista ei ole suuniteltu. Tsernokin teki vain tehoa hitosti, mutta ei mikään atomipommi ollut. Jos tsernon jäähdytys olisi ollut ehkä kymmenen dekadia parempi olisi värkki toiminut uudella "tehotasolla" fine.

Sitten ovat vielä nuo sulat metallit, joista jotkin vaihtoehdot ovat potentiaalisesti räjähdysherkkiä (esim. natrium).
Paineeton reaktori auttaa ja argonia putiikki täynnä. Kaksi piiriä natriumia.
Sitten noita MSR-reaktoreita on varsin erilaisia. Viittasin lähinnä sellaiseen tyyppiin, jossa kiertopiirissä kierrätetään suoraan polttoainetta, eli sulaa torium-uraanisuolaa (MSFR). Nuo ovat termisiä hyötöreaktoreita (eli tekevät toriumista enemmän fissiopolttoainetta kuin kuluttavat). Suolaa ei tarvitse pitää paineenalaisena, reaktio lakkaa, jos suola karkaa reaktorin hidastinosasta, uutta polttoainetta lisätään ja jätteitä poistetaan jatkuvasti. Tästä syystä lämmöntuotto lakkaa jokseenkin kokonaan reaktion lakattua (kun ydinjätteet eivät polttoainetta kuumenna) eivätkä reaktiotuotteet jää myrkyttämään itse ketjureaktiota. Eivät nuokaan reaktorit ongelmattomia ole, eli jätteiden erottaminen ei ole aivan yksinkertaista eivätkä nuo jätteetkään ole ollenkaan harmittomia (vaikka kaikkein vaarallisemmista tyypillisesti päästään eroon pitämällä ne polttoainekierrossa), minkä lisäksi niitä on jatkuvasti käsiteltävä ja erotettava laitoksen polttoaineenkäsittelyprosessorissa, mistä jätteet on sitten vietävä tiivistetyssä muodossa ydinjätevarastoon (mikä taas periaatteessa poikkea nykyisistä ydinjätevarastoista paitsi, että materiaalia on vähemmän, mutta se on väkevämpää).

En minäkään reaktoriasiantuntija ole (vaikka joskus aikoinaan onkin tullut hieman laskeskelluksi nopean hyötöreaktorin parametreja FEM-mallinnusohjelmalla alan asiantuntijan ohjauksessa ja apulaisena).
Niin no epäilen suola korroosion olevan kova. Nopea reaktori voisi pilkkoa suoraan ydinjätteitä reilusti enemmän kuin tuottaa. Hidas reaktori taas tuottaa jätettä, juurikin pitkäikästä kamaa. Ei siitä pitkäikäsestä pääse oikein muuten eroon, kuin nopeilla pommittamalla.

FEM ja reaktoriparametrit olisi ihan kiva laskeskella, mulla on hyllyllinen koneita ja openfoam löytyy netistä. Talvella kelpaa lämmitysjärjestelmäksi..
Ts. parempi posautella niitä reaktoreita virtuaalimaailmassa, kuin oikeassa käytössä ;)

T:Eerin
 

kotte

Active member
Ei nyt ehkä kannata ruveta keskustelemaan reaktorifysiikasta tällä palstalla, mutta huomauttaisin vain seuraavaan asiaan liittyen:

eros sanoi:
Siis fissomateriaaliahan noissa on vähän vs. termiset reaktorit. Termisissä on jopa satoja tonneja, kuin  nopeissa tyypillisesti joitain satoja kiloja. (no tehot toki pienempiä). Toki polttis on tukevampaa 20% rikastettua jne.
Yksinomaan sen takia, että nopea hyötöreaktori vaatii toimiakseen mahdollisimman puhdasta rikastettua uraania, tai itse asiassa puhdasta plutoniumia, eli "myrkyt" on kondensoitava. Tavallisessa termisessä reaktorissa on mukana huomattavan paljon hajoamatonta uraania.

Hidastimen tarkoitus on saada neutronit reagoimaan helpommin. Tästä syystä termiseen reaktoriin riittää pienempi kriittinen massa kuin vastaavalla polttoaineella, jota käytetään ilman hidastinta (eli nopeilla neutroneilla), jotka taas lisäävät hyötöreaktiota, eli uuden plutoniumin muodostumista (samaa pätee kyllä toriumillekin, josta taas syntyy hajoavaa uraani-isotooppia).
 

palloeemil

New member
Toinen kummastuttava asia on olisi se, että BWR:n pumppaustehon nosto nostaisi reaktorin tehoa. Niputhan ovat koko ajan veden alla ja vesi käydessä poistuu kiehumalla.  Lisäveden syytäminen ei nopeuta kiehumista.
Kun BWR:n pääkiertopumppujen kierroksia nostetaan, jäähdytys reaktorissa tehostuu. Eikö vain?
Luulisi, että tällöin polttoainesauvojen lähettyvillä on viileämpää vettä ja vähemmän höyrykuplia. Edelleen tämä vaikuttaa niin että neutronien hidastuminen on tehokkaampaa. Kevytvesireaktoreissahan vedellä hidastetaan neutroneita, jotta ne pitäisivät ketjureaktion yllä. Mitä lämpimämpää vesi on, sitä huonommin vesi hidastaa neutroneita ja sitä pienempi on ketjureaktion teho. Eli jäähdytysvesikierron tehostaminen ei sinänsä lisää kiehumista vaan se nostaa ydinreaktion tehoa. Tämä on niin ikään maallikon käsitys tuosta ilmiöstä.

 
Ylös