100 miljoner satsas på återvinning av kärnavfall

Med 100 miljoner kronor i budget ska en grupp europeiska forskare ta ett samlat grepp om tillverkning och återvinning av kärnbränsle för fjärde generationens kärnkraftssystem. Målet är att ta fram säkra bränslen som kan återvinnas till 80 procent, jämfört med dagens 1 procent. Chalmers leder storsatsningen.

Fjärde generationens kärnkraftssystem kan innebära att mängden högaktivt långlivat kärnavfall minskar till en tiondel jämfört med idag, och att energiutbytet ökar hundrafalt. Många forskare räknar med att den nya tekniken når ett kommersiellt genombrott om 20 år. I dagsläget är Tyskland det enda europeiska landet som har tagit beslut om att avveckla kärnkraften.

– Tekniken som behövs för fjärde generationen finns egentligen redan, säger Christian Ekberg, professor och forskningsledare i kärnkemi på Chalmers. Det som återstår är att koppla ihop alla delar med varandra. En viktig aspekt är att integrera även återvinningen av kärnavfallet i cykeln, så att man kan bygga kärnkraftverk med anläggningar som återvinner avfallet och tillverkar nytt kärnbränsle av det på plats.

Chistian Ekberg har också Stenas professur i industriell materialåtervinning, och är koordinator för det nystartade forskningsprojektet Asgard, som har fått 55 miljoner kronor i EU-anslag. Ett 50-tal europeiska forskare deltar i projektet under fyra år.

– Traditionellt har tre olika grupperingar arbetat separat med fjärde generationens kärnkraftssystem: reaktorfysiker, bränslekemister och separationskemister. Inom Asgard ska dessa grupper samarbeta för att koppla ihop de tidigare kunskaperna. Vi ska också forska på helt nya reaktorbränslen som är säkrare, mer resurseffektiva och som gör det möjligt att ta ett helhetsgrepp på avfallsfrågan.

Idag dominerar oxider, till exempel mox-bränsle, bland de kärnbränslen som kommer från återvunnet kärnavfall. Inom Asgard ska man undersöka andra typer av kemiska föreningar med uran eller plutonium, till exempel nitrider och karbider. Dessa kemiska föreningar är säkrare att använda i reaktorerna, bland annat för att deras höga smältpunkt och värmeledningsförmåga ger en större säkerhetsmariginal till härdsmälta.

Nu ska forskarna undersöka om de nya bränslena har lika goda egenskaper när det gäller återvinning och tillverkning. På Chalmers – som är det bäst utrustade universitetet i Europa för forskning på hela kärnbränslecykeln – kommer man främst att arbeta med nitrider.

– Om det går att återvinna så mycket som vi tror så kommer minst 80 procent av kärnavfallet att kunna återanvändas, säger Christian Ekberg. Det skulle också betyda att man får in åtta gånger mer av det återstående avfallet i slutförvaret, eftersom värmealstringen minskar. Dessutom skulle mängden av de långlivade nukliderna i restavfallet minskas, vilket skulle ge en betydligt kortare slutlagringtid. Man måste dock minnas att slutförvaret fortfarande är en mycket viktig del av bränslecykeln.

Fakta om projektet Asgard
Ett fyraårigt EU-projekt om nya och innovativa bränslen till kärnreaktorer. Av budgeten på 100 miljoner kronor består 55 miljoner av EU-anslag. Projektet startade i januari och innefattar 16 olika organisationer i 10 länder spridda över Europa. Övriga deltagare från Sverige förutom Chalmers är KTH och Westinghouse.

Asgard är det totalekonomiskt största projektet någonsin på Chalmers största institution, Kemi och bioteknik. De chalmersforskare från kärnkemi som deltar är Christian Ekberg (professor och koordinator för Asgard), Gunnar Skarnemark (professor), Teodora Retegan (doktor) och Emma Aneheim och Marcus Hedberg (doktorander).

Fakta om projektet Genius
Forskargruppen inom kärnkemi på Chalmers ingår även i det nationella samarbetsprojektet Genius, tillsammans med KTH och Uppsala Universitet. De arbetar med utveckling av avancerade kärnbränslen, forskning om material för blykylda reaktorer samt säkerhetsanalys. Projektet syftar till att utveckla fjärde generationens kärnkraftssystem.
Läs mer om Genius

För mer information, kontakta
Christian Ekberg, Institutionen för kemi och bioteknik, 031-772 2801, che@chalmers.se

Bildtext: Christian Ekberg med prover av alfastrålande ämnen, som undersöks i en så kallad "handskbox" som har undertryck för att ingen radioaktivitet ska komma ut. Foto: Jan-Olof Yxell, Chalmers