Forskningsföretaget Blykalla vill bygga bränsleeffektiva och säkra lösningar för framtidens kärnkraft. Nya investeringar och en revolutionerande stållegering har skapat oväntade möjligheter. Nu förbereds konstruktionen av en blykyld prototypreaktor i arktiska Kanada.

”Nu kan vi faktiskt bygga den första elproducerande reaktorn. Målet är att en prototypreaktor som producerar el ska finnas i drift 2025”, berättar Janne Wallenius, VD för Blykalla Reaktorer och professor i reaktorfysik på KTH.

Janne Wallenius, VD, i Rankin Inlet i arktiska Kanada, där företaget ska bygga en blykyld prototypreaktor som ska ersätta de dieselaggregat som idag används för den lokala elförsörjningen. Bild: Blykalla.

I oktober 2016 köpte det indiska investmentbolaget Essel Group in sig i det KTH-avknoppade företaget Blykalla Reaktorer med 150 miljoner kronor – en investering som i januari 2017 ökades till 1,85 miljarder. Med den nya storinvesteringen i ryggen kan Blykalla inleda tillståndsprocessen för att så småningom uppföra världens första privatfinansierade kärnkraftverk med blykylning, en reaktortyp som räknas till fjärde generationen och som utvinner mer energi ur bränslet än dagens kärnkraftverk.

Ersätter diesel i otillgängliga områden

I Kanada finns små samhällen och avlägset belägna gruvorter som använder dieselaggregat för sin energiförsörjning. Det är dem Blykallas reaktor ska ersätta i första hand:

“De här orterna i arktiska delar av Kanada är inte anslutna till det nationella elnätet, för de ligger så väldigt långt ifrån både det och från varandra. Och vi skulle alltså kunna ersätta dieselkraftverken med små reaktorer och därmed kunna visa att den här tekniken faktiskt funkar för kommersiell elproduktion”, säger Janne Wallenius.

Dieselgeneratorer står för 3 procent av världens växthusgasutsläpp, så bara där finns en påtaglig potentiell miljönytta. I dessa områden är också elpriset högt och tröskeln blir lägre för den nya tekniken att bli ett kommersiellt gångbart alternativ. Investeringen ska användas till att söka tillstånd, slutföra den detaljerade reaktordesignen och därefter konstruera en fullskalig prototypreaktor på 3 MW:

“Tre megawatt räcker ungefär för att försörja en by på 2 000-3 000 invånare med kraft och elektricitet. Det finns ett femtiotal sådana byar i Kanada, och vi har identifierat tio stycken där den här reaktorn skulle kunna passa. I nästa steg så är tanken att den skulle kunna användas av gruvindustrin där.”

Företaget räknar med att processen för att få licensiering och tillstånd att bygga tar sex år att gå igenom. Janne Wallenius ser ändå Kanada som en testbädd med särskild gynnsamma förutsättningar:

“Processen som den kanadensiska kärnkraftssäkerhetsmyndigheten har tagit fram är unik i världen, därför att den är väldefinierad. Man vet vilka steg som man behöver ta för att få ett tillstånd, och kostnaderna. Och den är anpassad till de säkerhetsförbättringar som man får genom att bygga små reaktorer. Inget annat land i världen har ett regelverk som är anpassat för det.”

Kärnavfallet kan återvinnas

I ett längre perspektiv hoppas företaget att tekniken ska bli ett seriöst alternativ även bortom isolerade områden:

“Den kan göra det möjligt att återvinna kärnavfall i stora mängder. Tanken är att man återvinner ämnen som är kraftigt radioaktiva och farliga på lång sikt, som plutonium, americium och curium, ur allmänt kärnbränsle. När vi har visat att tekniken fungerar kan vi skala upp den steg för steg, och i slutändan använda den till exempel för återvinning av det svenska kärnavfallet. Man kan tänka sig att man kan ta en extra kostnad för att kunna utföra det just i de här nya reaktortyperna”, påpekar Wallenius.

Små, underhållsfria enheter under jord

Den blykylda reaktordesignen kallas Sealer – Swedish Advanced Lead Reactor. Genom att återanvända kärnbränslet utnyttjas energiinnehållet upp till hundra gånger mer än i dagens kraftverk.

Grundprincipen för Blykallas lösning är en liten, modulär reaktor med hög säkerhet. Designen kallas Sealer – Swedish Advanced Lead Reactor. Genom att återanvända kärnbränslet utnyttjas energiinnehållet upp till hundra gånger mer än i dagens kraftverk. Till skillnad från konventionella reaktorer som kyls med vatten så använder Sealer smält bly som kylmedel – och även som strålskydd:

“Tanken med blykylda kärnkraftverk är dels att de skulle kunna vara säkrare, eftersom bly är ett kylmedel med mycket hög koktemperatur. Man minskar risken för att man ska koka bort det. Dessutom utgör bly ett fantastiskt bra strålskydd. Om man skulle få en härdsmälta så kommer radioaktiviteten som släpps ut i blyet att vara på så pass låg nivå att man inte behöver evakuera närbefolkningen”, konstaterar Janne Wallenius.

Reaktorerna är tänkta att vara små och underhållsfria. Måtten blir sex gånger tre meter, och under den 30-åriga livslängden produceras 3-10 MW utan att något bränsle behöver fyllas på. Anläggningen ska grävas ner på 25 meters djup. Först när bränslet är förbrukat grävs den upp för demontering – en lösning som ställer speciella krav på materialen:

“Man har kört blykylda reaktorer i sovjetiska militära ubåtar på 70- och 80-talet, så tekniken har provats i stor skala. Skillnaden mot en kommersiell reaktor är att ubåtsreaktorn bara går på full effekt väldigt liten del av tiden. Att köra en blykyld reaktor i full effekt, dygnet om, året om, kräver nya typer av stål som klarar av påfrestningarna i reaktorn – korrosion och nötning till exempel”, säger Wallenius.

Framgångsrikt samarbete med stålindustrin

I samarbete med svensk stålindustri har Blykalla lyckats utveckla helt nya aluminiumlegerade stålsorter som tål långvarig kontakt med smält bly utan att korrodera. Stålet (Fe-10Cr-4Al-Zr) har visats klara 19 000 timmars exponering utan att påverkas negativt. Korrosionsbeständigheten har tidigare varit det största tekniska problemet, och de nya robusta materialen är en förutsättning för att kommersialisera tekniken:

“Det är en revolutionerande stållegering får man lov att säga, som vi nu har visat klarar av åtminstone två års exponering för bly vid reaktorns drifttemperatur. Och det kommer ut ur experimentet helt spegelblankt”, intygar Wallenius.

Den nya kärnkraftstekniken är inte bara säkrare och effektivare – enligt Wallenius har den en given plats när den fossila energin ska ersättas:

“Ska vi gå över till ett koldioxidfritt transportsystem i Sverige, så behöver vi producera mer el. Då behövs det både mer kärnkraft och mer vindkraft.”

På sikt räknar företaget med att kunna leverera el till en kostnad av 70–80 öre per kilowattimme:

”Dyrare än vindkraft. Men kärnkraften är en baskraft som kan försörja hela världen.”

Artikeln publicerades i april 2017.