Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 14. 8 april 1950 - Bärbar atomreaktor? av Sigvard Eklund - Konstruktionsproblem för atomkraftverk, av SHl - Strålningsdetektor, av sah
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
i 5 april 1950
303
Bärbar atomreaktor? [forts.) I Tekn. T. 1950 s. 200
återgavs en beskrivning av ett engelskt förslag till en
atomreaktor, av sin konstruktör döpt till "Aspatron". Ett
väsentligt drag i anordningen är användningen av
behållare gjorda av koppar, varigenom man anser sig kunna
utnyttja den vid klyvningsprocessen bildade
gammastrål-ningen för viss produktion av neutroner genom ett slags
fotoeffekt i kopparkärnorna. Inga uppgifter har hittills
lämnats om flödet av neutroner i aspatronen. I den lilla
engelska atomreaktorn "Gleep" (Tekn. T. 1948 s. 38) är
flödet av långsamma neutroner ca 1010/cm2 s. Mängden
uran i "Gleep" är flera tusen gånger större än i aspatronen,
i vilken en sig själv underhållande kedjereaktion icke
torde kunna komma till stånd. Priset på aspatronen, som
enligt olika källor ligger mellan 20 000 och 60 000 kr.,
måste betecknas som högt, även om hänsyn tas till
priset på kopparskrot och uran för analysändamål.
Atomreaktorer av små dimensioner, i vilka
kedjereaktioner verkligen äger rum, kan endast byggas med
användning av plutonium eller material, anrikade på uran 235.
Även för sådana reaktorer fordras emellertid skrymmande
strålningsskydd. Sigvard Eklund
Konstruktionsproblem för atomkraftverk. Några
grundläggande fakta är följande: sprängning av vissa
atomkärnor ger stora energimängder; sprängningen kan göras till
en kedjereaktion, om vissa vil]kor uppfylls;
reaktionshastigheten kan varieras från explosion till ett godtyckligt
lågt värde; nästan all energi fås i form av värme och blott
en liten del som mer eller mindre fördröjd radioaktivitet;
atomsprängningen åtföljs av intensiv strålning, som är
dödande; U285 är den enda användbara naturliga isotopen,
under det U233 och Pu289, som även kan utnyttjas, har
framställts ur torium resp. U288, (Tekn. T. 1949 s. 261).
När man undersöker möjligheterna att bygga ett
atomkraftverk, möter man genast två fordringar, som måste
uppfyllas. Det är nämligen nödvändigt att förfoga över
konstruktionsmaterial, som är stabila mot strålningen, och
över ett medium, som kan användas vid omvandling av
värme till mekanisk energi.
Vid val av konstruktionsmaterial tänker man i första
hand på metaller, ehuru keramiska material erbjuder
vissa intressanta möjligheter. Av metallerna kan man genast
utesluta järn och låglegerat stål på grund av för hög
neu-tronabsorption, låg hållfasthet vid hög temperatur och
tvivelaktig stabilitet vid bestrålning. Aluminium och
aluminiumlegeringar kan blott användas vid låg temperatur, och
av de vanliga metalliska konstruktionsmaterialen är
därför blott rostfritt stål tänkbart, ehuru det icke är idealiskt
på grund av relativt hög neutronabsorption och dålig
värmeledningsförmåga. Sedan återstår blott metaller med
hög smältpunkt, som hittills ej använts som
konstruktionsmaterial, nämligen beryllium, titan, molybden, tantal,
wolfram m.fl. Deras metallurgi är emellertid ännu ej
tillräckligt känd, för att man skall kunna dra några bestämda
slutsatser om deras användbarhet. Det är säkert, att
vilken som helst av dem åtminstone för närvarande skulle
bli mycket dyr, och de kan därför blott karakteriseras som
intressanta möjligheter. Uppfyllandet av det första villkoret
möter tydligen betydande svårigheter med nuvarande
resurser.
Det andra huvudvillkoret är icke heller lätt att uppfylla,
ty mediet vid energiomvandlingen måste vara stabilt mot
strålningen, ha högt specifikt värme och låg specifik
neutronabsorption. Bedömningen av olika ämnens lämplighet
är ett komplicerat problem. Gilliland har gjort en början
till lösning av det genom att med olika kemiska
egenskaper som utgångspunkt införa två serier av parametrar,
som uttrycker de relativa förtjänsterna hos olika ämnen.
Han har beräknat värden för 21 gaser och ångor och för
15 vätskor och smälta metaller. Detta ledde till valet av
fyra: helium, vatten, smält kadmium och bly, för närmare
studium. Andra forskare har lagt till luft och några eutek-
tiska blandningar innehållande bly. Denna lista innehåller
flera ämnen, som knappast använts som
värmeöverföringsmedier. Innan någon av dem kan utnyttjas som
sådant, måste deras egenskaper undersökas, vilket är ett
besvärligt och tidsödande arbete. De är icke heller direkt
användbara i någon känd kraftmaskin, och det ser därför
ut, som om man måste gå in för användning av två
medier och en värmeväxlare.
Man kan tänka sig att använda luft eller helium i
reaktorn. De kan visserligen användas direkt i en gasturbin,
men då måste de först befrias från radioaktiva ämnen.
Man blir därlör tvungen att införa en värmeväxlare, med
vilken radioaktiviteten isoleras och hindras att nå
kraftmaskinen. Har man väl infört denna princip, kan man
lika gärna använda andra medier, t.ex. smält kadmium
eller bly. Kraftverket skulle alltså lämpligen bestå av en
ångpanna, värmd med ett flytande medium, och en
ångturbin. Denna kan vara konventionell, men den förra
erbjuder helt nya konstruktionsproblem. Det är t.ex.
mycket viktigt, att den är absolut tät, och det måste även
finnas möjligheter att då och då rengöra vattentuberna
utan att utsätta personalen för farlig strålning. Man måste
nämligen förutsätta, att radioaktiv förorening av vattnet
icke kan undvikas.
De svåraste och helt nya problemen uppstår emellertid
vid konstruktion av reaktorn, ty själva kraftanläggningen
avviker icke så mycket från traditionella typer. Som ut’
gångspunkt för diskussionen kan man välja en "heterogen"
reaktor av Hanford-typ. I en sådan är urantackorna
inneslutna i aluminiumrör, som är instuckna i något grövre
rör, monterade i kolmoderatorn. Kylvatten cirkulerar i
rummet mellan rören. Då dessa uranstaplar används för
framställning av plutonium och ej för energialstring,
hålles kylvattentemperaturen låg. Vid första påseende
förefaller det kanske lätt att genom minskning av
kylvattenmängden, tills temperaturen når vattnets kokpunkt,
åstadkomma en ångpanna; ytterligare minskning skulle ge
överhettad ånga. Särskilt vid lågt tryck är emellertid
ångans täthet mycket mindre än vattnets, och
neutron-absorptionen faller i motsvarande grad. Detta skulle
medföra störning av kärnreaktionerna i stapeln och kan tänkas
leda till explosion. Om trycket ökas till det kritiska,
undviks denna svårighet, men andra uppstår genom att
rörväggarna måste göras tjockare. Vidare överskrider
temperaturen (375°C), den säkra arbetstemperaturen för
aluminium. En kontinuerlig process av något slag skulle utan
tvivel vara mer tilltalande, men det är långt ifrån klart,
på vad sätt en sådan kan åstadkommas. Det gäller
nämligen icke blott att hantera det radioaktiva materialet utan
även att konstruera en reaktor, som kan köras på detta
sätt.
Specialverktyg för underhåll och reparation måste
konstrueras, ty närvaron av strålning, även när reaktorn icke
är i gång, omöjliggör användning av vanliga verktyg.
Slutligen måste man även finna någon utväg att oskadliggöra
det radioaktiva avfallet. Problemet att kontrollera
reaktionen vid en viss önskad aktivitet har diskuterats i
Tekn. T. 1949 s. 261. För ett kraftverk gäller det
emellertid att fylla ett visst energibehov, som kan variera, och
därför blir problemet mer komplicerat. I själva verket
kan det vara så svårlöst, att det blir nödvändigt att driva
verket under betingelser, som tillåter upptagande av den
energi, som reaktorn behagar ge. Man måste då ofdna
med något slag av energiackumulator. Det finns dessutom
många andra detaljer, som måste studeras, innan ett
atomkraftverk kan byggas. Få hjälpmaskiner, såsom
fläktar, pumpar, värmeväxlare och strömningsmätare, kan
t.ex. användas utan större eller mindre förändringar (W F
Davidson i Nucleonics nov. 1949). SHl
Strålningsdetektor. Inom amerikanska armén tillverkas
ett instrument, kallat "radiac" ("radio activity detection,
identification and computation"), som är avsett för upp-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
