Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 44. 1 december 1953 - Problem vid utnyttjande av atomenergi, av Hans von Ubisch
<< 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.
930
Reaktorer kan vidare vara homogena, varvid
bränslet är t.ex. ett salt löst i vatten, eller
heterogena i vilka bränslet utgörs av stavar eller plattor.
Reaktorer med naturligt uran
Naturligt uran kan utnyttjas direkt bara i en
termisk heterogen reaktor. Den måste vara
termisk för att uran 235 skall få tillräckligt stort
infångningstvärsnitt och heterogen för att
alltför många neutroner inte skall fångas in av
uran 2381-2.3.
Det vid kärnklyvningen alstrade värmet kan
föras bort genom kylning av uranstavarna med
vatten under moderat tryck vilket är särskilt
lämpligt när moderatorn är tungt vatten (DaO).
Gaskylning kan också användas, men då bör helst
helium användas av flera orsaker. Denna gas är
emellertid inte lättillgänglig i Europa.
Det är teoretiskt möjligt att göra en
DoO-reak-tor energialstrande, men den är i praktiken föga
lämplig för detta ändamål. För att icke önskad
neutronabsorption skall bli så liten som möjligt
måste man använda aluminium till hölje för
uranstavarna och till rörledningar,
vattenbehållare och andra konstruktionsdetaljer kring
reaktorns kärna.
Konstruktionen tål då inte högre temperatur
hos vattnet än ca 150°C. Det blir nog avsevärt
bättre med zirkonium, som i övrigt har
egenskaper liknande aluminiums. Används rostfritt stål
är det emellertid svårare att få reaktorn kritisk,
och uranet utnyttjas för dåligt. Ju högre
vattentemperaturen blir, desto mera
konstruktionsmaterial behövs för att motstå trycket.
En annan nackdel med denna reaktortyp är att
dess anläggningskostnad blir hög. Man beräknar
priset på både uran och tungt vatten till ca 1
Mkr/t. Reaktorns specifika effekt, dvs.
utvunnen energimängd per ton uran, kan inte heller
bli stor därför att de tjocka uranstavarna har
relativt liten värmeledningsförmåga och inte får
upphettas till mer än ca 550°C i centrum. Uran
övergår nämligen till sin ß-modifikation vid
665°C, och då deformeras stavarna mycket.
Något bättre resultat kan troligen uppnås med
legerade stavar (kanske ined aluminium) som har
högre omvandlingspunkt.
Ingen högtemperaturreaktor med naturligt uran
är hittills känd. Man har dock nått upp till
temperaturer på ca 200°C hos luften från luftkylda
grafitmodererade reaktorer.
De båda skandinaviska reaktorerna skall arbeta
vid låg temperatur. De blir av ungefär samma
storlek och konstruktion och är beräknade för
några hundra kilowatt. Den något större
kanadensiska reaktorn NRX (Tekn. T. 1953 s. 406),
som också är av den D20-modererade typen, lär
ha givit högst 30 MW, och den övre gränsen för
effekten hos en reaktor av denna storlek torde
vara 50 MW.
Reaktorer med naturligt uran som bränsle och
DaO-moderator används för forskning,
framställning av isotoper, t.ex. för medicinska
ändamål, och för tillverkning av plutonium och uran
233. Härtill är de särskilt lämpade därför att de
i sådana fall skall ha en hög specifik effekt, men
kan köras med lägsta möjliga
kylvattentemperatur.
Termiska reaktorer med anrikat uran
En kedjereaktion kan hållas i gång med
avsevärt mindre mängd anrikat uran än med
naturligt. Andra konstruktionsmaterial än aluminium
kan användas, och moderatorn kan vara vanligt
vatten i stället för tungt. Reaktorns volym blir
mindre, och utgifter för tungt vatten faller bort.
En heterogen reaktor av denna typ har blivit
färdig i USA under 1953. Dess bränsle består av
tunna plåtar som omspolas av vanligt vatten. Den
kallas MTR ("Materials Testing Reactor") och
har konstruerats för att ge mycket stor
energitäthet och stort neutronflöde, avsett för provning
av konstruktionsmaterial för reaktorer.
Den homogena reaktorn ("Water Boiler")2-3
(Tekn. T. 1951 s. 108) i Los Alamos har fått en
efterföljare i HRE ("Hoinogeneous Reactor
Experiment") i vilken den aktiva saltlösningen (i
vanligt vatten) finns i en tryckbehållare och
cirkulerar genom en yttre värmeväxlare och ett
expansionskärl. Lösningens temperatur är ca
250°G, effekten 1 000 kW varav ungefär 150 kW
utvinns som elenergi i en ångturbin och
generator. Denna reaktor är möjligen prototyp för STR
("Submarine Thermal Reactor") som skall
användas i en planerad ubåt.
Snabba reaktorer
Om den heterogena snabba reaktorn EBR
("Ex-perimental Breeder Reactor") är nu rätt mycket
känt (Tekn. T. 1953 s. 10). Strängt taget är den
ingen breeder-reaktor utan en konverter, för dess
kärna innehåller inte plutonium utan uran 235.
För att man så snart som möjligt skall få
resultat arbetar reaktorn vid hög effekt, och därför är
förutsättningarna för energialstring goda. Den
tillämpade metoden för värmeöverföring med
flytande alkalimetaller är mycket effektiv, men
dess genomförande har vållat vissa svårigheter.
Systemet måste vara högvakuumtätt, och
värmeväxlare, i vilka vatten och het alkalimetall skiljs
bara av tunna metallväggar med något
kvicksilver emellan, måste vara en mardröm för
säkerhetsinspektören. Pumpningen av den flytande
metallen sker enligt en hydromagnetisk princip.
Sedan de största svårigheterna nu övervunnits
är man nöjd med kylningsmetoden och anser
den vara ett betydande framsteg i jämförelse
med vattenkylning. Troligen kommer en reaktor
för en annan ubåt att bli av en typ liknande
EBR.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
