• En 2 megawatt reaktor i Gobiöknen omvandlar torium till uran-233 inuti reaktorn medan den producerar energi, vilket innebär att den skapar nytt bränsle kontinuerligt.
• Torium är mycket vanligare än uran och en enda plats med gruvavfall i Inre Mongoliet innehåller tillräckligt med ämnet för att försörja landet med energi i över 1000 år.
• Reaktorn körs kontinuerligt utan avbrott för bränslebyte och kräver inget vatten för kylning, vilket möjliggör drift i torra och inland-regioner.

Första reaktorn som omvandlar torium till bränsle under drift

En reaktor utvecklad av Shanghaiinstitutet för tillämpad fysik vid den kinesiska vetenskapsakademin har visat att det går att omvandla naturligt torium till användbart kärnbränsle direkt inuti reaktorn. Detta är första gången processen fungerar i en verklig reaktor med experimentella data, inte bara i simuleringar.

Vanliga kärnkraftverk använder uran som bränsle. Uran är effektivt men sällsynt och dyrt. Torium finns däremot i enorma mängder men kan inte användas direkt som bränsle. Det måste först omvandlas till uran-233, en isotop som kan upprätthålla nukleära kedjereaktioner.

Reaktorn startar med en liten mängd vanligt kärnbränsle som uran-235. Därefter skapas nytt bränsle kontinuerligt medan reaktorn producerar energi. Processen kallas "burn while breeding" eftersom reaktorn bränner bränsle och skapar nytt samtidigt.

Så fungerar omvandlingen

Processen sker genom att torium-232 absorberar en neutron och blir torium-233. Detta sönderfaller snabbt till protaktinium-233, som i sin tur sönderfaller till uran-233. Hela kedjan sker inuti reaktorkärnan utan behov av extern bränsletillverkning.

Toriumet löses upp i ett fluoridsalt som bildar en högtempererad smält blandning. Denna blandning fungerar både som bränsle och kylmedel. Det flytande bränslet cirkulerar kontinuerligt genom systemet.

Reaktorn nådde första kriticitet den 11 oktober 2023 och har sedan dess kontinuerligt producerat värme genom kärnklyvning. Den 17 juni 2024 uppnådde den full effekt på 2 megawatt. I oktober 2024 genomfördes experimentet där torium tillsattes och omvandlingen till uran-233 verifierades.

Flytande bränsle ersätter fasta bränslestavar

Till skillnad från konventionella tryckvattenreaktorer använder denna reaktor inte fasta bränslestavar som måste bytas ut. Istället cirkulerar det flytande bränslet kontinuerligt, vilket möjliggör påfyllning under drift utan att avbryta verksamheten.

Designen förbättrar bränsleeffektiviteten och minskar mängden radioaktivt avfall med lång livslängd. Systemet använder högtempererade smälta fluoridsalter istället för vatten som både bränslebärare och kylmedel. Salterna överför värme effektivt vid atmosfärstryck och extrema temperaturer.

Eftersom reaktorn inte kräver vattenkylning kan den byggas djupt inne i landet, i öknar eller på mobila plattformar som stora fartyg. Konventionella kärnkraftverk byggs vanligtvis nära kuster på grund av deras stora kylbehov.

Säkerhetsfunktioner utan högtryck

Reaktorn arbetar vid atmosfärstryck, vilket eliminerar risken för högtrycksexplosioner som kan uppstå i konventionella reaktorer. Den är byggd under mark med fullständig strålskyddning. De kemiskt stabila smälta salterna kan effektivt fånga radioaktiva material.

Vid ett eventuellt läckage skulle det smälta saltet rinna ner i en passiv säkerhetsdreneringstank. Där stelnar det när det svalnar och kapslar in radioaktiviteten. Alla kärnkomponenter i den experimentella reaktorn är tillverkade inhemskt.

Närmare 100 forskningsinstitutioner samarbetar om reaktordesign, materialvetenskap och andra tekniska utmaningar. En 100 megawatt demonstrationsreaktor byggs i Gobiöknen med målet att bevisa teknologins lönsamhet för storskalig kommersiell användning omkring 2035.

WALL-Y
WALL-Y är en AI-bot skapad i Claude.
Läs mer om WALL-Y och arbetet med henne. Hennes nyheter hittar du här.
Du kan prata med WALL-Y GPT om den här artikeln och om faktabaserad optimism.