Teknologien bygger på råstoffet Thorium, der kan omdannes til uran, der som bekendt bruges til at skabe kernekraft. Teknologien bygger på råstoffet Thorium, der kan omdannes til uran, der som bekendt bruges til at skabe kernekraft.

Nu skal atomkraftværkerne ind i bryggerset

Written by  maj 22, 2016

En helt ny form for teknologi skal gøre det muligt at få et atomkraftværk op at stå for enden af hvert villakvarter – eller ind i hvert et hus – hvor det leverer næsten gratis varme og strøm. Værket er meget sikkert, og i CO2-regnskabet er det lige så miljøvenligt som vindkraft.

Sæt en gryde over med floursalte og varm den op til ca. 800 grader, så blandingen smelter. Tilsæt lidt flydende Thorium. Så har du en flydende suppe med grundstoffet Thorium 232, der udmærker sig ved at kunne omdannes til Uran 233 ved at tilsætte en neutron. Det klarer du ved at hælde lidt Uran 235 i blandingen, hvorefter gryden holdes fint i kog – helt uden at du behøver at have blus på varmepladen under den. Thorium omdannes lige så stille til Uran, der er fissilt. I processen skabes og vedligeholdes derfor en høj temperatur, som du kan bruge til at opvarme dit hus eller drive en generator til strøm. Takket være floursaltenes særlige stabiliserende egenskaber kører processen ikke af sporet, men fastholder en konstant temperatur, mens du bare skal glæde dig over den.

Billige energi
Sådan lyder – noget forenklet – drømmen om en ny type af atomkraft, der skal give os næsten gratis energi i flere hundrede år fremover. Det flydende atomkraftværk har fået navnet LFTR, som udtales "Lifter", og teknikken har allerede været forsøgt i forskellige udgaver. Bare ikke med Thorium, men med mere forskning venter metodens fortalere, at vi i løbet af 10 år kan have de første LFTR-reaktorer i drift. Drømmen er at skabe et atomkraftværk, der er så enkelt i sit design, at man kan bygge dem decentralt og overalt på kloden. De varmeste fortalere mener, at man for bare 2 mio. kroner kan bygge et lille værk i et villakvarter, der giver energi nok til 1000 mennesker. Det vil sige, at vi for 2000 kroner pr. person kan få næsten gratis energi.

Anlæg kan bygges små
Måske vil teknologien muliggøre, at anlægget stilles op i dit bryggers – eller måske kan drive din bil. LFTR regnes for at være så sikker, at man ikke behøver et nær så kraftigt sikkerhedsskjold, som på almindelige atomkraftværker. Dels er det eksplosive potentiale i processen begrænset, fordi overskudsenergien er mindre end ved traditionelle værker, og dels indeholder små kraftværker mindre eksplosivt materiale end store. Endelig fungerer processen uden tryk i selve fissionen. Dog vil de færreste nok bryde sig om at have syreholdig flydende blanding. der er 800 grader varm i motorrummet af bilen, men faktisk er det ikke varmere end den temperatur, der skabes i eksempelvis en bilmotors forbrændingskammer.
En anden fordel ved LFTR er, at affaldsstofferne er så begrænsede, at man kan opbevare dem i få hundrede år – i stedet for i årtusinder – før radioaktiviteten er blevet uskadelig. Det skyldes, at processen ikke danner de meget radioaktive trans-uraner som eksempelvis plutonium (PU-239), der kan bruges i atombomber. En anden fordel er, at materialet brændes helt ned, så man til sidst står med en meget lille mængde affald, der ikke er særlig radioaktiv.

Konkurrent til formeringsreaktorer
I praksis kan LFTR-drømmen blive en direkte konkurrent til fremtidens atomkraftværk – de såkaldte generation IV reaktorer, der også kaldes formeringsreaktorer. Formeringsreaktorer skal ligesom LFTR kunne forbrænde hele brændsels-materialet – helt op til 90 procent – i modsætning til i dagens atomkraftværker, hvor man kun forbrænder nogle få procent. Forskellen er blot, at formeringsreaktorer skal bygges som store centrale anlæg, mens LFTR-idéen er at udvikle decentrale, små værker.
De første formeringsreaktor anlæg ventes først at stå færdige i år 2030. Lykkes det ikke at få LFTR til at fungere inden da, kan Thorium i stedet blive forbrændt i formeringsreaktorer. Uanset teknologien skulle resultatet meget gerne være, at radioaktiviteten i affaldet halveres på under 100 år. Til sammenligning kan halveringstiden på atomaffald i dag sagtens overstige 100.000 år.
Når drømmene nu ligner hinanden så meget, kan man undre sig over, at LFTR ikke bare kommer i gang. Men der er udfordringer. En 800 grader varm kemisk masse er ikke noget, som man bare kan opbevare i en almindelig køkkengryde. LFTR stiller store krav til udvikling af nye metal-legeringer, der kan holde til presset. Dertil kommer, at fremstillingen af processen ikke er helt så enkel, som den lyder, da der er mange ubesvarede kemiske spørgsmål i processen. Eksempelvis ved man ikke præcis, hvordan saltblandinger opfører sig sammen med Thorium, ligesom man heller ikke har styr på, hvordan man kan opløse Thorium, så det bliver flydende. Endelig skal temperaturen holdes konstant, og det vil kræve en lang række af eksperimenter, før man har fundet den rette teknik.

Kompliceret at udvinde
Når man dertil lægger at Thorium findes i meget forskellige kemiske sammensætninger kloden over, ligger der ifølge kritikerne et pænt stykke arbejde foran os. Selve afbrændingen af Thorium er dog langt fremme. Indien er længst fremme med afbrænding af Thorium, som landet har rigelige forekomster af. Her anvendes stoffet i forsøgsreaktorer baseret på tungt vand, der arbejder med Thorium og uran 233. Der er dog ikke tale om LFTR-teknologi.
LFTR-tanken lever til gengæld på fuld kraft i især USA, hvor en række organisationer forsøger at øge politisk indflydelse for at få gennemført den nødvendige forskning. USA har rigelige mængder radioaktivt affald, som landet gerne vil være fri for. Samtidig har landet rigelige mængder af Thorium. Et af de konkrete forslag går derfor på at lade LFTR-forskningen indgå i NASAs budget, så der over de næste fem år afsættes 6 mia. kroner til at finde en holdbar teknologi. NASA vil på mange måder være et godt sted at forske, fordi processen på sigt også vil kunne bruges i rumfarten.
NASA kan finansiere drømmen
Drømmen er, at NASA kan levere et færdigt LFTR-anlæg, der vil løse alle amerikanernes drøm om billig energi i mange år fremover. De rigelige mængder af Thorium har i øvrigt den fordel, at næsten hele materialet kan udnyttes til forbrænding. En stor fordel ift. traditionel kernekraft, der kun udnytter 0,7 procent af den uran, der bearbejdes til processen. Langt de fleste værker brænder kun uran 235, der er meget sjældent. Dette vil dog ændre sig, hvis det som ventet lykkes at udvikle de nye formeringsreaktorer, der kan udnytte langt større mængder af uranet end i dag.
Fortalerne for LFTR mener, at LFTR sagtens kan komme hurtigt på markedet. Verden har allerede forsket i flydende atomkraft, så vi har allerede nogle eksperimenter at bygge videre på. I 1954 forsøgte forskere i USA at udvikle en flymotor baseret på flydende uran og flydende salte i en proces, der opnåede en temperatur på 860 grader. I 1960'erne blev der bygget videre på eksperimenterne – dog stadig med flydende uran – ikke med Thorium. Fortalerne mener derfor, at vi i dag har et godt fundament at arbejde videre på – godt hjulpet på vej af det faktum, at vi i år 2010 har nogle helt andre teknologier at arbejde med end i 60'erne, hvor de sidste forsøg sluttede.
Desværre kan ingen give os det endelige svar på, om det vil lykkes, men uanset om formeringsreaktorer eller LFTR kommer først, skulle resultatet gerne være meget billig fissil energi op imod de næste 1000 år eller meget længere tid. Inden da er verden måske klar med fussions-energi, så verdens næste energikrise kan skydes så langt ud i fremtiden, at energikriser er en overstået kapitel i historien, som ingen rigtigt kan forholde sig til længere.

Thorium
Blev fundet i Norge i 1828 og er opkaldt efter tordenguden Thor.

LFTR
Liquid Flouride Thorium Reactor

Forventede fordele ved LFTR
Kan produceres som små decentrale værker
Begrænset mulighed for at lave atombomber
Thorium findes i rigelige mængder i naturen
Ingen risiko for eksplosioner, da processen ikke sker under tryk
Radioaktivt affald skal kun gemmes i få år
CO2-venligt – næsten som ved vindkraft – faktisk udleder atomkraft slet ikke CO2
Der findes 3 gange så meget Thorium i naturen som uran

LFTR afvæbner slyngelstater
Fortalerne for LFTR peger på, at der ved teknologien kun udvikles meget lidt plutonium, der som bekendt bruges til at udvikle atomvåben. Derfor vil slygelstater med LFTR kunne få atomkraft uden at få atomvåben. Mange kritikere mener i øvrigt, at Thorium af samme årsag blev fravalgt som brændstof på et tidligt tidspunkt i udviklingen af atomkraft, fordi staterne havde brug for anlæg, der kunne skabe plutonium til militær anvenvendelse.

Udfordringerne
Total afbrænding
Drømmen om at brænde materialet helt ud er foreløbig ikke realiseret. Det vil være vigtigt at realisere for at løse affaldsproblemet og udnytte energien fuldt ud.
Udvinding
Selv om Thorium findes i rigelige mængder i naturen, er det ikke specielt let at udvinde Thorium-oxid. I Norge er det konkluderet, at stoffet ikke er ensartet nok rent kemisk, hvilket gør udvinding vanskelig.
Omdannelse til Uran 233
Kritikere hævder, at det ikke er helt så enkelt at skabe de fissile Uran 233, som vi forestiller os
Materialer
LFTR-anlæg ventes at stille meget store krav til de materialer, som kraftværket skal bestå af, fordi forbrændingsmaterialet er så korroderende, at det kræver forskning at finde en legering. En typisk vurdering er, at det kan tage 20 år at finde materialerne.
Dokumentation
Ingen myndigheder vil godkende et LFTR-anlæg med mindre sikkerheden og processen er gennem-dokumenteret. Det kræver forskning og beviser for at teorierne holder i praksis.

Tidslinie
1828: Thorium opdages i Norge
1954: Verdens første atomkraftværk åbner i byen Obnisk, der ligger 107 km. fra Moskva.
1954: USA testede en flymotor baseret på flydende uran og flydede salt med en temperatur på 860 grader
1965: Uran 233 testes i en saltreaktor i USA.
1983: I tyske Nordrhein-Westfalen bygges forsøgsreaktoren THTR-300, der forbrænder Thorium og Uran 235
2004: Atomfysikeren Edward Teller præsenterer en prototype på en flydende saltreaktor baseret på Thorium som brændstof
2020: Indien venter at producere 20GW fra Thorium og Uran. Måske ser vi her de første kommercielle LFTR reaktorer.
2030: De første formeringsreaktore ventes i produktion. Måske et realistisk bud på en startdato for LFTR-reaktorerne i markedet.
2050: Indien venter, at 30 procent af landets elforbrug kommer fra Thorium.

Billedtekst: I Thorium reaktoren tilføres løbende thorium, der modtager netutroner fra det fissile Uran 233. Derved omdannes Thorium til ny fissil Uran 233. I processen generes varme, som kan bruges til fx varme eller el.

  • Deadline Press
  • Last modified on tirsdag, 24 oktober 2017 11:22
    Daniel Brøns

    Daniel Brøns er uddannet journalist og IT-systemudvikler og har i en årrække arbejdet med forskning, viden, teknologi og uddannelse. Gennem tiden har han blandt andet skrevet for uddannelsessektoren, Illustreret Videnskab, PC World, de danske IT-fagforeninger, Microsoft, Sony og GN Netcom. Kommunikation og rådgivning er en væsentlig del af hans virke.

    Best rated