Thor Energy har utvecklat ett nytt toriumbränsle

(Artikeln är uppdaterad)

Norska utvecklingsbolaget Thor Energy har sedan 2006 arbetat kontinuerligt med att utveckla ett nytt bränsle, som de hoppas kunna ersätta uran i dagens kärnkraftverk.

2013 laddades de första bränslestavarna in i den norska forskningsreaktorn i Halden. De var tillverkade i Tyskland och baserade på 10 procent plutonium och 90 procent torium.

– Det här var framför allt ett materialtest och det har gått väldigt bra. Vi har verifierat materialen i fyra år nu. Vidare har vi jobbat med att bygga en industriell process för att framställa pellets och det är de första hundra av dessa som vi nu laddar in i reaktorn, säger chefen för Thor Energy, Øystein Asphjell.

Torium är till skillnad från uran inte ett direkt klyvbart material, utan behöver ett mer fissilt element med sig för att ombildas till isotopen uran-233. Därför är det antingen uran eller plutonium med i pelletsen inne i bränslestavarna.

Bränslestavar med uran är i dag standardbränslet i kärnkraftverk. Det är ett problematiskt material och producerar mycket radioaktivt avfall.

Torium brinner upp i större utsträckning och lämnar mycket mindre avfall, samt att det avfall som produceras har en mycket kortare halveringstid.

För att kontrollera kärnreaktionerna så att man antingen kan justera utbytet av värmeenergi eller stänga ner reaktorn används borstavar. När de kommer i närheten av de radioaktiva stavarna, som samverkar med kärnreaktionen, plockar de upp neutronstrålningen och reducerar eller stänger av kärnreaktionen.

Det tar dock väldigt lång tid att komponera ett nytt toriumbaserat bränsle, få igenom alla nödvändiga tester och få det godkänt för användning, samt den industriella processen av strålskyddsmyndigheter i olika land. De flesta baseras på kraven från US Nuclear Regulatory Commision.

Först då kan det bli tal om att kommersialisera tekniken.

I samarbete med Ife, Institutt for energiteknikk, blev de första bränslestavarna laddade i Haldenreaktorn 2013.

Fram till i dag har det laddats in bränsle två gånger. Efter den första 2013, laddades en annan uppsättning in i december 2015.

Nu är tre nya bränslestavar inladdade. Två av dem är så kallat Th Mox-bränsle, som företaget hoppas utveckla till en kommersiell produkt. De nya stavarna är gjorda i Thor Energys laboratorium hos Ife.

Thor Energy och Ife nådde en milstolpe tillsammans när 100 bränslepellets blev färdigställda hösten 2017. En milstolpe – den första av sitt slag i hela världen.

Det fina med reaktorn i Halden är det avancerade system som ger en kontinuerlig ström av data som i detalj berättar om processen. Det är nödvändigt för att kunna dokumentera säkerheten och produktiviteten för toriumbränslet i en konventionell reaktor.

För det är inte bränsle för en ny generation kärnkraftverk Thor Energy siktar mot. Företaget vill bli en leverantör av bränsletekniken som andra kan producera på licens och som kan ersätta uranstavar i nuvarande kraftverk.

– Det blir en lång rad fördelar med toriumbränsle. Det viktigaste är kanske att toriumbränsle kan användas till att förbränna plutonium och därmed få det farliga grundämnet, som i stort sett bara har använts till atomvapen, ut ur bränslecykeln, säger Øystein Asphjell.

– Toriumbränslet är också säkrare för att det leder värme bättre och har en högre smältpunkt. Det förbränner mer komplett och det avfall som är kvar har mycket kortare halveringstid. Det är helt enkelt ett betydligt bättre kärnbränsle,

Thor Energy är inte ensamma om att gilla torium. Kina, Indien och Turkiet har grundämnet som en del av sin energipolitik.

För ett par år sedan publicerade OECD-NEA, en samarbetsorganisation för atomenergifrågor inom OECD, en rapport som pekade på att det är förnuftigt att börja använda torium – men också att det finns stora utmaningar.

– Så långt är resultaten från bestrålningstesterna positiva och de visar att torium är lämpligt, säkert och effektivt i ett kärnkraftverk. Med den här sista inladdningen kommer vi verifiera produktionsmetoden och vid årsskiftet 2018/2019 är vi färdiga för att påbörja en kommersiell licenseringsprocess med mål om laddning i ett kommersiellt kraftverk, säger Øystein Asphjell.

Projektet har genomförts med bra stöd från BIA-programmet hos Norges Forskningsråd.

Artikeln publicerades först i Teknisk Ukeblad.