Generation IV

Syftet med den här webbsidan är att skapa en infrastruktur för forskningssamarbete i Sverige och Norden på kärntekniska material för Generation IV reaktorer. Efter finsk förebild avses att skapa ett långsiktigt, hållbart program för GenIV-forskning i samarbete mellan universitet, forskningsinstitut, industri och myndigheter. Se vidare rapporten Finnish research network for generation four nuclear energy systems för nätverket för framtida kärnkraft i Finland GEN4FIN, från det fristående forskningsinstitutet VTT.

I samarbete med KTH och Chalmers har Studsvik Nuclear AB en ansökan till Vetenskapsrådet med titeln: Uppbyggnad av svenskt nätverk för fjärde generationens kärnkraftreaktorer. Se projektbeskrivningen: Appendix T.

Kärnkraften utvecklas i dagsläget mycket snabbt i många länder. Kärnkraftreaktorer tillhörande Generation III och III+ byggs redan. För reaktortyper tillhörande Generation IV pågår intensiv forskning och utveckling runt om i världen för att uppnå målet att ta dessa reaktorer i drift till år 2025. Nedanstående bild visar milstolparna under utvecklingen av kärnkraftverk.

Initiativet till Generation IV kommer från den amerikanska energimyndigheten, DOE, Department of Energy. I början av 2000-talet bildades GIF, Generation IV International Forum, som idag består av 13 medlemsländer där EU ingår med organisationen EURATOM, The European Atomic Energy Community. EU-organet Joint Research Centre, JRC, koordinerar forskningen inom EURATOM där ett av forskningsfälten inom det sjunde ramprogrammet, FP7, är hållbara nukleära system. En ny materialforskningsreaktor, The Jules Horowitz reactor JHR ska byggas i Cadarache, Frankrike.

Andra typer av kylmedel än vad som används i de lättvattenreaktorer som dominerar idag kommer att användas. Helium, bly, superkritiskt vatten, natrium och olika salter är exempel på föreslagna kylmedel. Interaktionen mellan material och kylmedel vid de höga temperaturerna utgör stora områden inom materialforskningen för de nya reaktortyperna. Andra utmaningar är bränsledesign och reaktorsäkerhet. För nuvarande reaktortyper finns en bra bas för forskning men för framtida reaktorsystem behöver vi stärka oss.

Inom ett flertal forskningsprogram utvecklas nya typer av kommersiella reaktorer för framtiden med högt ställda krav på säkerhet, ekonomi och uthållighet. I dagsläget är VHTR- och SFR de koncept som det finns störst intresse för totalt sett i världen. SFR är den reaktortyp som kommit längst i utvecklingen av Generation IV-reaktorerna och Frankrike har fattat beslut att bygga en SFR till år 2020. Flera projekt inom EU:s sjätte och sjunde ramprogram pågår också för att utveckla GenIV-koncepten:

Högtemperaturreaktor, VHTR: RAPHAEL (ReActor for Process heat Hydrogen And ELectricity generation) som koordineras av Framatome-ANP SAS (Frankrike) inom AREVA.
Gaskyld snabbreaktor, GFR: GCFR (Gas cooled fast reactor)
Smältsaltreaktor, MSR.
Superkritiskt vatten reaktor, SCWR: HPLWR2
Blykyld snabbreaktor, LFR: ELSY och VELLA
Natriumkyld snabbreaktor, SFR.

En del av reaktorkoncepten inom Generation IV skall förutom att generera el även bistå med annan produktion som kan utnyttja den höga kärnvärmen som alstras vid kraftproduktionen. VHTR är den främsta kandidaten bland Generation IV-reaktorerna när det gäller sammankoppling med andra processer som kräver hög temperatur. Koldioxidfri vätgasproduktion är den process som står i fokus för sammankoppling med elproduktion, men även andra processer diskuteras. Vätgas förväntas bli en viktig energibärare i framtiden t.ex. för att ersätta oljeprodukter inom transportsektorn.

De LWR-reaktorer som är i drift idag förbrukar mest uran och producerar mest avfall. De kända urantillgångarna klarar en sådan öppen bränslecykel fram till mitten av 2000-talet. Uranet kan utnyttjas upp till 50-100 gånger bättre genom användandet av snabba neutroner och en sluten bränslecykel. Minimering av använt kärnbränsle är ett av målen för reaktortyperna som utvecklas inom Generation IV. För att uppnå detta mål krävs omfattande forskningsinsatser inom återanvändningsteknologin.

Med acceleratordrivna system kan de långlivade transuranerna i det använda kärnbränslet klyvas i produkter med kortare halveringstid i en process som kallas transmutation, se forskningprogrammet ACSEPT. I Mol i Belgien utvecklas ett acceleratordrivet system som kallas MYRRHA, Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications. Forskningsprogrammet EUROTRANS kommer att utveckla konstruktionsmaterial och tekniker för tunga, flytande metaller.

Projektet

Partners

Senaste nytt

31st October - 1st November 2011

Nomage 4 - Nordic Nucelar Materials Forum for Generation IV Reactors (pdf)

Download registration form (MS word)