Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 1 - Svensk atomkraft — råvaru- och bränslefrågor, av Erik Svenke
<< 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.
neutroner, att kedjereaktionen så småningom
upphör.
Som exempel kan man betrakta en tänkbar
bränslecykel till vilken endast naturligt uran
tillföres (fig. 3). Sedan ungefär 0,4 % av
uranets atomer förbrukats behandlas bränslet i en
kemisk separationsanläggning där
klyvningsprodukterna avlägsnas och plutoniet separeras
från uranet. Nya bränsleelement tillverkas av
utvunnet uran och plutonium, som sedan
separat återinföres i reaktorn. Uranet behandlas på
detta sätt ytterligare två gånger innan det
avlägsnas ur bränslecykeln. Större delen av
plutoniet förbrännes i reaktorn efter en eller två
kemiska behandlingar och omkapslingar. Den
återstod som avlägsnas består till stor del av
den icke klyvbara isotopen 242Pu.
En beräkning av energiutbytet för denna
bränslecykel ger vid handen att man
sammanlagt kan utvinna ca 720 MWh/kg tillfört
naturligt uran, varvid uranet svarar för ca 410
MWh/kg (tabell 1) och plutoniet för 310
MWh/kg. Ett kilogram naturligt uran skulle
på detta sätt kunna ge samma mängd värme
som förbränningen av ca 100 t stenkol.
Det är tydligt, att den utnyttjning man kan
få av uranet genom en dylik cykel beror på det
antal plutoniumatomer, som bildas per
förbrukad atom 23SU. Detta förhållande benämnes
konversionsfaktorn och kan alltså definieras
som antalet nya klyvbara atomer, som bildas
per förbrukad, klyvbar atom. I exemplet
för-utsättes en faktor på 0,8, vilket torde vara
högst möjligt att nå.
Man har beräknat energiutvinning och
bränslekostnad för olika bränslecykler (fig. 4).
Priserna är icke direkt tillämpbara på svenska
förhållanden men visar dock tydligt tendensen.
Ett dyrbart naturligt uran och en låg
utbrän-ning i varje steg är uppenbarligen faktorer som
talar för en bränsleregenerering.
Det bör påpekas att icke alla bränslecykler
enligt bilden är praktiskt möjliga. För anrikat
uran gäller att gränsen för bränslets
utnyttjande i en reaktor sättes av ansamlingen av en
viss mängd fissionsprodukter och är absolut
sett ungefär densamma vid naturligt uran som
vid anrikat. Vid anrikat material kommer
sålunda mer klyvbart bränsle att finnas kvar än
vid användande av naturligt uran, och
angelägenheten att återvinna det är alltså än större.
Fig. A. Teoretiskt beräknad energiutvinning och
bränslekostnad vid olika bränslecykler (enligt
Lewis); - plutonium återfört till fullständig
förbrukning, a, b, c, d uran återfört resp. 0, 1, 2, 3
gånger;–-ingen behandling av använt bränsle.
Bearbetning
av använt reaktorbränsle
Under flera år har man i Sverige arbetat på
att finna och välja metoder för separation av
plutonium och klyvningsprodukter från använt
reaktorbränsle. En process som har
förutsättningar att kunna utvecklas till industriell skala
utnyttjas nu vid AB Atomenergi i en ganska
stor laboratorieanläggning för
kilogramkvantiteter uran.
Utrednings- och konstruktionsarbeten
påbörjas i en nära framtid för en industriell
försöksanläggning, som kommer att placeras på
den nya forskningsstationen vid Studsvik.
Anläggningen blir visserligen av försöksnatur,
Tabell 1. Bränslecykel i fyra steg med naturligt uran i första steget och återvunnet i de följande
(enl. Lewis).
Erhållna produkter
Första Andra Tredje Fjärde Totalt
steget steget steget steget
Bestrålning ...... neutroner per kilobarn 1,11 1,66 2,14 2,33
Värme ..................... ... MWh/kg 102 102 103 103 410
Fissionsprodukter .......... ......... kg 4,24 4,25 4,28 4,28 17,05
Uran 235 .................. ......... kg 3,46 1,19 0,30 0,066
Plutonium 239 ............. ......... kg 2,4 2,8 3,07 3,13 11,4
Plutonium 240 och 241 ..... ......... kg 0,55 0,95 1,28 1,40 4,18
Plutonium 241 ............. ......... kg 0,085 0,195 0,29 0,33 0,90
1 kilobarn är 10 21 cm2.
fi TEKNISK TIDSKRIFT 1957
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
