Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 7 - Breeder-reaktorn med plutonium som bränsle, av Sigge Hähnel och 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.
Fig. 6. Schema
över Power
Re-actor Develop-ments atom-kraftverk i
Monroe, Mich.,
med Enrico
Fermi-reaktorn.
handlingen10, varför det är särskilt viktigt att
den förenklas eller helt undviks genom
användning av bränsle i flytande form, som smält
metall eller salt (fluorider).
En snabb reaktor fordrar ungefär dubbelt så
stor mängd rent bränsle som en termisk
reaktor för att bli kritisk, varför dess
anläggningskostnad blir större. Även om den snabba
reaktorn ger större termisk verkningsgrad än
den termiska, kan dess ekonomi bli sämre
därför att dess "materialverkningsgrad" är
mindre. För närvarande tycks den snabba reaktorn
vara belastad med alltför stora
bränslekostnader vilka dock möjligen i framtiden kan
minskas tillräckligt.
Kylning
En snabb reaktor måste kylas med ett ämne
som ger god värmeöverföring, har litet
absorp-tionstvärsnitt för snabba neutroner och inte
verkar som moderator i nämnvärd grad. Många
flytande metaller uppfyller dessa fordringar,
men särskilt natrium ger utmärkt
värmeövergång (fig. 5). Vidare angriper det inte de
vanliga konstruktionsmetallerna, såsom mjukt
eller rostfritt stål och Inconel (80 % Ni, 14 %
Cr, 6 % Fe); dess smältpunkt (98°C) är
tillräckligt låg för användning tillsammans med
dessa metaller och dess kokpunkt (883°C)
tillräckligt hög för uppnående av god
värmeverkningsgrad vid atmosfärstryck.
I de hittills byggda experimentreaktorerna
har man använt natrium-kaliumlegeringar som
kylmedel. De har nämligen lägre fryspunkt
(ned till —10°C); den i Dounreay-reaktorn
använda legeringen fryser vid 50°C. Då
legeringarna emellertid har mindre
värmeövergångstal än natrium (fig. 6), kommer detta
säkerligen att användas i framtiden.
Trots att man möter åtskilliga helt nya
problem vid konstruktion av system för kylning
med natrium21, anser man sig nu veta
tillräckligt mycket för att kunna bygga en natrium-
kyld kraftreaktor i full skala. Ingen har
emellertid visat att ett sådant system kan användas
i ett kommersiellt kraftverk, och man skall
ytterligare studera kylsystemets funktion20 i en
natriumkyld, grafitmodererad reaktor SRE
(Sodium Reactor Experiment) som sattes i
gång i USA 1957.
Vid neutronbestrålning blir natrium
radioaktivt varför man måste låta värmet passera
en sekundärkrets med smält natrium, som inte
blir radioaktivt, innan det överförs till vatten
i en ånggenerator. Värmeöverföringssystemet
blir därför komplicerat och dyrbart.
Pumpar, ventiler och instrument för smälta
metaller börjar bli tillgängliga i handeln, men
de måste utvecklas ytterligare innan de kan
användas med lika stort förtroende som
motsvarande apparater för vatten. Ett system, i
vilket värme skall överföras från natrium till
vatten, måste utföras med säkrare svetsar än
system med bara vatten. En kontakt mellan
natrium och vatten kan nämligen få katastrofala
följder.
För att pluggar och korrosion inte skall
uppstå i kylkanaler och rörledningar måste
mängden natriumoxid hållas mycket låg, och det
blir kanske svårt att uppfylla denna fordran
under lång tid i ett stort system. Man har
emellertid konstruerat en apparat7 med vilken
syrekoncentrationen enligt uppgift kontinuerligt
kan hållas under 10 mg/1. I princip består den
av en kylare, där natriumoxiden bringas att
kristallisera, och ett filter av metalltrådstrikå
(Tekn. T. 1957 s. 882), på vilket oxiden fastnar.
Reglering
Av de rj fissionsneutronerna förloras en del
genom parasitisk absorption i
konstruktionsmaterial, kylmedel m.m. Av de återstående k
neutronerna läcker en del ut ur reaktorkärnan
och går förlorade för kedjereaktionen (i en
breeder utnyttjas de dock för syntes av
klyvbart material i manteln). Om sannolikheten
för att en neutron inte skall läcka ut är P, blir
förhållandet mellan genomsnittliga antalet
neutroner i en generation och den närmast
föregående K = kP. Detta tal, som brukar kallas
reaktorns effektiva multiplikationskonstant,
måste vara minst 1 för att en kedjereaktion
skall upprätthållas.
Av flera skäl, bl.a. för att kunna reglera
reaktorns effekt och för att kompensera den
växande parasitiska neutronabsorptionen i
bildade klyvningsprodukter, ger man alltid en
reaktor mera aktivt material än som behövs för
att den skall bli kritisk. Man kan alltså göra K
större än 1, dvs. reaktiviteten (K — 1)/K större
än noll. Vanligen anges reaktiviteten i procent.
Om K hålls exakt lika med 1, förblir
reaktorns effekt vid det värde den hade när K blev
1. Vid höjning av effekten görs K större än 1
och vid dess minskning mindre än 1. Den
snabbhet, varmed effekten växer, beror dels
på reaktiviteten, dvs. på hur mycket större än
1 K är, dels på den tid Z som förflyter mellan
två neutrongenerationer. Förenklat kan man
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 tf)J
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
