Mikä estää siirtymästä hyötöreaktoreihin?

[Heikki Jokipii]

Asiasta kertoo muukin media. Mutta sen läpipolitisoiden (tai tällä hetkellä: militarisoiden!):

Britannia aikoo ryhtyä tuottamaan kehittynyttä uraani­polttoainetta, jota on nykyisellään tarjolla vain Venäjällä

Iso-Britannia haluaa katkaista Venäjä-riippuvuuden – Aikoo aloittaa halutun uraanipolttoaineen valmistamisen – IL seuraa sotaa

Tällaisia vinkkeja ko. uutisista kuitenkin, että jostain ratkaisevan uudesta on kyse (lihav. HJ):

”Britannia antoi maailmalle ensimmäisen toimivan ydinvoimalan, ja nyt meistä tulee ensimmäinen valtio Euroopassa Venäjän ulkopuolella, joka tuottaa kehittynyttä ydinpolttoainetta”, Coutinho sanoo tiedotteessa.

HALEU-polttoainetta tarvitaan monien seuraavan sukupolven kehittyneiden ydinreaktoreiden käyttämiseen. Uraani-isotooppi 235:n pitoisuus on HALEU:ssa 5–20 prosenttia, mikä ylittää useimmissa ydinvoimaloissa tätä nykyä käytettävän enintään viiden prosentin tason.

Maa pyrkii olemaan Venäjää lukuun ottamatta ensimmäinen Euroopassa, joka käynnistää korkean teknologian HALEU-ydinpolttoainetuotannon (High-Assay Low-Enriched Uranium). Kyseistä polttoainetta tarvitaan monissa seuraavan sukupolven ydinreaktoreissa.

Tuo "seuraavan sukupolven" saattaa olla kiertoilmaus hyötöreaktoreille.

***

Näin Hesari ja sen Tiede-palsta palasi tänään päiväjärjestykseen:

Fuusioplasma syttyi jo jättivoimalassa Japanissa

[Heikki Jokipii]

Tässä listassa ovat nyt nämä (ja vain nämä):

Toiminnassa olevat    
Belojarsk 3 (BN-600)    Venäjä    nopea    560/600    1980    JSC "Concern Energoatom"
Belojarsk 4 (BN-800)    Venäjä    nopea    750/800    2016    JSC "Concern Energoatom"
MONJU    Japani    nopea    246/280    1995-95, 2010-[6]    Japanin atomienergiavirasto

Erilaiset huhut edellä eivät saa vaihvistusta. Tätä täytyy tarkkailla:

Rakenteilla olevat    rak. alkoi    
PFRB    Intia    nopea    470/500    23.10.2003    Bharatiya Nabhikiya Vidyut Nigam Ltd

[Heikki Jokipii]

Tilaisuus tulossa:

https://www.facebook.com/photo/?fbid=807646561391056&set=gm.1106330150485003

Tiedot
Tapahtuma, jonka järjestää Suomen Ekomodernistit
Kaisla
Kesto: 4 t
Julkinen  · Kaikki Facebookin käyttäjät ja muut ihmiset
Toukokuun Semibaarissa keskustellaan kannattaisiko Suomen ryhtyä tarjoamaan käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituspalveluita muille maille ilmastotyön vauhdittamiseksi. Millaisia hyötyjä ja haittoja siitä olisi? Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen maailmanmarkkina on satoja miljardeja euroja ja Suomi on loppusijoituksessa vuosia, ellei vuosikymmeniä, muita maita edellä.
Teemasta on alustamassa “The Case for Waste - The Opportunities and Obstacles for Commercial, Multinational Spent Fuel Repositories in Finland” -selvityksen kirjoittaja Rauli Partanen.
Tilaisuus järjestetään 30.5. noin klo 18 Helsingissä ravintola Kaislassa (Vilhonkatu 4).
Semibaari on avoin kaikille jäsenyydestä huolimatta, joten ota kaverisikin mukaan. Tervetuloa!
Semibaarit jäävät tämän jälkeen kesätauolle. Meitä kannattaa tulla moikkaamaan Porin SuomiAreenaan kesäkuun viimeisellä viikolla.
**Mikäli haluat järjestää Semibaarin omalla paikkakunnallasi, ota yhteyttä info@ekomodernismi.fi.**

https://www.facebook.com/events/999149834536369/1002085304242822/?active_tab=about

***

Ymmärtänette varmaan, miksi otin sen esille juuri tässä triidissä?

(Itselläni on valitettavasti juuri nyt jalka eräänlaisessa paketissa, enkä pysty osallistumaan.)

[Heikki Jokipii]

YLE:n lyhykäisistä eilen:

Raportti: Yhdysvalloissa ydinvoiman rakentaminen takertelee
JANI PARKKARI
7:22

Yhdysvallat on ydinvoiman kehittämisessä noin 15 vuotta Kiinaa jäljessä, arvioi maanantaina julkaistu raportti.

Amerikkalaisen Technology & Innovation Foundation -instituutin raportti nostaa esiin, että Kiinassa ydinvoimalan valmistumisaika on noin 7 vuotta – selvästi vähemmän kuin muualla.

Yhdysvalloilla on maailmassa eniten ydinvoimaloita, mutta uusien voimaloiden tuotanto on hiipunut.

Laitoksia ei ole rakenteilla ja valmistuneet ovat maksaneet kaavailtua enemmän ja myöhästyneet.

Erityisesti USA on jäljessä tietynlaisien ydinvoimaloiden rakentamisessa.

Ymmärtänette varmaan, miksi otin sen esille juuri tässä triidissä?

Tämäkin on amerikkalainen raportti:

China’s Fast Breeder Reactor Operating?
Possibility of Accelerating Nuclear Arms Race

This article aims to analyze developments surrounding China’s FBRs based on satellite images and the experience of Japan’s FBR, Monju, prior to commencing operation.

According to a report of the International Atomic Energy Agency (IAEA), China began building a FBR named CFR-600 in Fujian in 2017, with a plan to start operations in 2023.[3] In an FBR, nuclear fuel in the reactor is covered with liquid sodium instead of water to accelerate nuclear fission reaction, thus generating a massive amount of steam by transmitting heat produced in the reactor to the steam generator, which is then conveyed to the turbine to generate electricity. The Chinese government and China National Nuclear Corporation (CNNC), the FBR’s operator, have not revealed any information on the CFR after submitting an initial report to the IAEA,[4] but satellite image analysis shows that the FBR is moving steadily toward starting operation.

Tässä kohtaa täytyy heti korostaa, että pommikelpoista materiaalia pystytään tuottamaan selvästi helpommin ja halvemmalla muutoin kuin breedereillä.

Mutta nuo molemmat maat ovat selvästi jäljessä kehityksen kärjessä olevasta maasta.

[Heikki Jokipii]

Vuosi sitten Tekniikka & Talous oli kertonut näistä hankkeista:

Länsi-Saksa rakensi 1970-luvulla 7 miljardin hintaisen ydinvoimalan, jota ei koskaan otettu käyttöön – Suunnitteilla oli myös maailman suurin 2000 MW:n laitos

2020-luvulla ydinvoimalansa romuttava Saksa suunnitteli useampaakin hyötöreaktoria 50 vuotta sitten.

Atomivoimaa.
Saksalaisten, hollantilaisten ja belgialaisten yhteistä hyötöreaktoria rakennettiin optimistisissa tunnelmissa vuonna 1977. KUVA: Verhoeff, Bert / Anefo

Länsi-Saksalla oli vielä 1970-luvulla suuria ja selkeitä suunnitelmia ydinvoimaloiden rakentamisesta. Tavoitteena oli täydellinen energiaomavaraisuus.

(lihav. HJ)

[Heikki Jokipii]

WUWT-sivustolla pari (vähän) vanhempaa tarinaa, joissa hyötöreaktorit esitetään myönteisessä valossa:

Building the Global Nuclear Energy Order Book

Due to the need for more reliable energy, the nuclear industry is seeing significant interest from both traditional and non-traditional customers. Utilities continue to consider adding nuclear energy capacity, and data centers and industrial customers are also considering new nuclear. For example, the partnership between X-energy and Dow in Seadrift, Texas, demonstrates the diverse applications of nuclear energy, as the proposed reactor will replace retiring systems to produce clean energy for the chemical facility. With nuclear power, industrial companies can continue to utilize reliable and affordable energy for their operations, cleanly. The project came to fruition with the support of the Department of Energy’s Advanced Reactor Demonstration Program (ARDP), a prime example of how federal government and private industry partnerships can make advanced nuclear technology a reality. In addition to X-energy, the DOE is partnering with TerraPower, which just submitted its construction permit to the NRC, to build its first reactor in Kemmerer, Wyoming.

Myönteisyys on tuossa vähän kätketty ilmaisuun "Advanced Reactor". Mutta siitä nähdäkseni on kyse. Ja tähän samaan edellä mainittuun Wyomingin projektiin viitataan. Ja Hitachin PRISM on siellä käytössä.

The Energy Future we need to have a Future worth having.

Problems two and three can be solved, and need to be solved, by fully developing the plutonium breeder technology. Plutonium breeder reactors operate by irradiating U238 with high energy (fast) neutrons to produce Pu239. There have been plutonium breeder reactors that operated happily for decades, all in Russia. France also successfully operated a plutonium breeder reactor, at least until it was shut down as part of a political deal with the French green party.  The best existing Western design for a plutonium breeder reactor is considered to be the GE-Hitachi PRISM reactor. This is set up to reprocess the fuel onsite using a pyrometallurgical process in a closed fuel cycle.

[Heikki Jokipii]

Ei tälle mitään voinut:

Lintilä on tyytyväinen Rosatom-päätökseen – ympäristöpolitiikan professori arvioi: Ydinvoimalalle etsitään toimittaja lännestä tai Japanista

Japanilla on tiettävästi hallussaan myös breeder-tekniikka.

Vaan ei. On päädytty tällaiseen, päätetty unohtaa koko juttu:

Fennovoima alkaa purkaa kalliiksi koituvia rakennuksia, joita kaatunut ydinvoimalahanke jätti jälkeensä Pyhäjoella

Ei breederiä. Ei mitään. Koska kunta sijaitsee lähellä sellaista seutua Suomessa, ehkäpä jollakin tulee mieleen, että tuolle alueelle pitäisi rakentaa valtava tuulipuisto? 

Rakennukset tuottavat Pyhäjoen kunnalle vuosittain noin miljoonan euron kiinteistöverotulot. Pyhäjoen kunnanhallituksen puheenjohtaja Antti Tornbergin (kesk.) mukaan rakennusten purkaminen merkitsisi näiden tulojen menettämistä.

– Olemme miettineet niin, että emme ole jättäneet taloutta Hanhikiven kiinteistöjen varaan. Mutta onhan se tietysti aina miinusta meidän tulopuoleen.

Tornbergin mukaan alueen tulevaisuus on puhuttanut paikallisia.

– Energiantuotantoon sitä varmasti ollaan kaavailtu ja odotukset ovat myöskin siellä sen suhteen, Tornberg sanoo.

[Heikki Jokipii]

Onko tämä projekti nyt edennyt? Siltä näyttäisi:

Is the Future of Nuclear Power in the Wilds of Wyoming?

Ykstyiskohdat eivät ehkä tuosta oikein selviä.

Näin kertoo firmasta englanninkielinen Wikipedia:

TerraPower

[..] TWR places a small core of enriched fuel in the center of a much larger mass of non-fissile material, in this case depleted uranium. Neutrons from fission in the core "breeds" new fissile material in the surrounding mass, producing Plutonium-239. Over time, enough fuel is bred in the area surrounding the core that it can undergo fission, sending neutrons further into the mass and continuing the process while the original core expires. Over a period of decades, the reaction moves from the core of the reactor to the outside, thus "travelling wave".

Lisää täällä:

‘Just watch us’: Gates-backed TerraPower is bullish on being the first next-gen nuclear plant in U.S.

The company’s Natrium reactor could become the first sodium-cooled, power-generating reactor in the U.S., building on technology used in an experimental breeder reactor in Idaho that operated for nearly 30 years before shutting down. All of the existing commercial power plants in the U.S. today are cooled with water — an approach developed decades ago.

Lainauksen linkissä kerrotaan siitä onnettomasta päätöksestä, jossa USA:ssa luovuttiin 1990-luvulla kehitystyöstä asiassa. Mutta nyt on siis palattu siihen ruutuun.

Edelleen muuten oudosti korostetaan tuota natrium-jäähdytystä. Minä korostaisin sitä, että kyseessä on (ensimmäinen)  "seuraavan sukupolven" reaktori. Eli hyötöreaktori.

Jonkin näköisiä terveisiä tuosta tuli Suomeenkin. Bill Gates ym. on siis arvioinut, että projekti voi olla taloudellisesti kannattava.

[Heikki Jokipii]

Tämäkö on se uutinen?

Ennätystehokkaat 4. polven ydinreaktorit ovat pian todellisuutta – Näin ydinvoima-ala on muuttumassa

Neljännen polven ydinreaktoreista on luvattu tehokkaampia ja turvallisempia, ja ne mahdollistavat vedyntuotannon verraten hyvällä hyötysuhteella. Mutta miten ne eroavat nykyisistä kevytvesireaktoreista? Kysyimme ydinvoimatekniikan professorilta.

Neljännen sukupolven ydinreaktoreista on haaveiltu yli 50 vuotta. Kaupallisia reaktoreita odotettiin 2020-luvulla, mutta niitä tuskin nähdään ennen vuosikymmenen vaihdetta.

Että nyt olisi breeder kotiutumassa Suomeen?

Tai sitten ei ole. Usein kyllä tuota "4. sukupolven" -ilmaisua käytetään niistä. Mutta käytetään muutenkin.

Kuvateksti:

Mikroreaktori. Lut-yliopisto on allekirjoittanut aiesopimuksen tutkimuskäyttöön rakennettavasta neljännen sukupolven mikroreaktorista yhdysvaltalaisen Ultra Safe Nuclearin kanssa. KUVA: ULTRA SAFE NUCLEAR

Kyseinen firma lienee tämä:

https://www.usnc.com/

Sen sivuilta ei varmistu, että sen vahvuutena olisivat hyötöreaktorit.

[Heikki Jokipii]

Sitä breeder-sanaa oudosti jopa hiukan vältellään, mutta kyllä tästä...

U.S. Nuclear Regulatory Agency Approves First Generation IV Nuclear Reactor

... ja erityisesti tästä siinä linkatusta artikkelista selviää, että  samasta asiasta on kyse:

Nuclear: what is a 4th generation reactor?

[..]
* Generation IV nuclear power involves a system of fuel fabrication plants and reprocessing facilities that together would overcome some of the shortcomings of current nuclear power plants.
* Plutonium is formed when uranium-238 captures neutrons from nuclear fission reactions. Most of these reactors need to be fuelled with uranium-235, but most fourth-generation reactors only need uranium-238 to operate.
[..]

(linkin lisäys HJ)

Tai sitten on niin, että breederit, hyötöreaktorit ovat vain eräs tyyppi 4. sukupolven laitteista. Mutta olennaista on tuo, että kaikki uraani tulee käyttöön.

[Heikki Jokipii]

Erääseen edellä mainittuun unelmaani viitaten:

Pyhäjoen ydinvoimala-aluetta puretaan nyt – osa rakennuksista ei ehtinyt edes valmistua

Tekisivät saksalaiseen tapaan paikalle edes huvipuiston. 

[Heikki Jokipii]

Tässä asia on nyt sanottu täysin selvästi:

A “New Nuclear Posture” for the US is vital in a Hungry World.

Our government has struggled for almost 45 years to fulfill their responsibility to “dispose” of our “nuclear waste”.  Since this “waste” can be recycled, it is a valuable asset, so let’s call it slightly used nuclear fuel (SUNF) since only about 3% of the electricity potential is realized from this fuel.  We are on the cusp of a revolutionary innovation in electricity production, held back only by our Federal Government.

The recycling technology is called “fast reactor recycling”, or “fast breeder reactors”.  Surprisingly, this technology has been around since before the current light water reactor technology existed. It has worked well, has produced extremely low-cost electricity, and promises even better safety features than the existing fleet.
[..]
A “New Nuclear Posture” for the US, via recycling Fast Breeder reactors for large demands and SMRs, that offer competition to lower costs, for smaller demands, offers electricity that is emissions free, continuous, and uninterruptible. This seems to be more practical than ever before to enhance the quality of life of more than 6 billion on this planet in developing countries, as well as for reliable power for military remote sites around the world and various power hungry industries.  If the US will not take the lead, our adversaries will.

Eli (poliittinen) taistelu asiasta on USA:ssa ehkä yhä kesken. Mutta sen tärkeys on tajuttu. Ainakin jossain piireissä.

Jos haluaa tuon tekstin suomeksi, minusta kone kääntää sen varsin kelvollisesti.

[Heikki Jokipii]

David Archibaldin meille välittämä visio:

Our Energy Future: Conserve to Convert

There was an inspiring story in the magazine Tablet about Palmer Luckey, the founder of the first-person-viewer company bought out by Meta. As recounted in Tablet, Mr Luckey had an epiphany – instead of developing the next iteration in that technology, he should develop the ultimate technology. He did, made billions and went on to found a yet more successful company in defence technology.

So that begs the question: what is the ultimate technology in energy? What technology will our great grandchildren have settled on to keep the lights on, the wheels turning and the grain growing? No matter what we are doing in energy at the moment, we, as a civilisation, should prepare for adopting the ultimate technology. Preparation starting as soon as possible will reduce the pain and suffering in getting to that shining city on a hill.

That choice won’t be between wind and solar, on one hand, and fossil fuels on the other. The fossil fuels will largely be exhausted in three generations so they won’t be part of the solution. And believe it or not, wind and solar won’t be part of the solution either.

The reason for that is that you can’t make wind turbines and solar panels with power produced from wind turbines and solar panels. Those things are artefacts of currently cheap Chinese coal prices. In fact, polysilicon production in China for making solar panels has moved 3,000 km inland to the province of Xinjiang where the coal and the Uigher slave labour are cheapest.

Joten, loppujen lopuksi:

All these problems – the squandering of 99% of the contained energy of mined uranium, the burden of high-level waste and the danger from delayed fission reactions – are all solved by adopting the best nuclear technology possible which is plutonium breeder reactors.

Näinhän on:

The Optimum Nuclear Technology

Apart from the considerations of safety and the disposal of high-level waste, the current dominant nuclear technology is also inherently wasteful. To power most of the world’s reactor fleet, uranium is enriched from 0.7% U235 to 3.5% U235 with the balance of 86% discarded. This discarded uranium is 99.8% U238 and 0.2% U235. Which means that 86% of the inherent energy in uranium is thrown away straight up. Current practice in most of the world is also to not reprocess the used fuel rods with the result that a further 13.75% is wasted. That is shown in the following figure:

Kaavio 12.

[Heikki Jokipii]

YLE tuijottaa myös tätä:

Suomalaiset mukaan fuusioenergian huippututkijaryhmään – puhtaan energian graalin malja lähempänä kuin koskaan

Suomalaistutkija on toiveikas, että maapallon tulevaisuuden kannalta keskeinen energialähde saadaan käyttöön.
[..]
Tutkimusprofessori Anssi Laukkanen on kuitenkin toiveikas, että kestävä suojamateriaali löydetään.

– Pyrimme kehittämään uuden materiaalin, tai oikeastaan useampia materiaaleja, jotka selviäisivät fuusioreaktorin ensiseinämässä.

Ala on hänen mukaansa ottanut viime vuosina edistysaskelia, joissa keskeistä roolia on näytellyt muun muassa tekoäly. Juuri tekoälypohjaiset simulointimenetelmät ovat olleet VTT:n erikoisosaamisalaa ja syy siihen, minkä takia se kutsuttiin mukaan projektiin.

(lihav. HJ)

Ja vain sitä.

En muuta kantaani, että muutaman tuhannen tulevaisuuden vuoden perspektiivillä keskittyminen hyötöreaktorin kehittämiseen olisi paljon hyödyllisempää. Sen kannalta olisi sekin helpompaa, että kaikki olennainen on jo keksitty. Tuskin tarvitsisi edes teollisuusvakoilla Venäjää ja Rosatomia. Hyödyllistä saattaisi olla tietojen sovinnollinen ja rauhanomainen vaihto. Jos se tulee joskus mahdolliseksi.

[Heikki Jokipii]

David Archibaldilla on asiasta näkemys. Ehkä osin liiankin poliittinen suomalaiseen makuun? Mutta myös jotain uutta tietoa, ainakin rivien välissä:

The Better Path In Energy

The second big thing that the Trump administration could do is build one or more demonstration plants for reprocessing spent nuclear fuel. At the moment the nuclear power industry in the US produces 2,000 tons per annum of spent nuclear fuel per annum, adding to the current pile of 90,000 tonnes. The current dominant nuclear technology worldwide is U235-burning light water reactors. Which is wasteful in the extreme. Under that technology, uranium as dug out of the ground is processed to enrich the U235 content from 0.7% to 3.5%. What is left over is 86% of the original uranium which is effectively discarded as depleted uranium, now 99.8% U238. The only thing it is used for is depleted uranium antitank rounds, even though weight for weight, if bred to plutonium it will produce the same amount of energy as U235.

For the 14% of the uranium that makes it into fuel rods, only one thirtieth of that is burnt to produce energy. Which means that of the original mined uranium, a mere 0.4% is used to produce power. This process, which has been going on for decades, is incredibly wasteful. It is like killing cattle and only eating the tongue.

It has been assumed that reprocessing spent nuclear fuel is expensive, more expensive than mining uranium at a yellowcake price up to perhaps $250/lb. But what SpaceX has shown private operators can replace some government monopolies for 10% of the latter’s operating costs. The solution may be as simple as putting the spent nuclear fuel through a molten salt reactor, producing power while separating out the actinides. We won’t know until we start and the important thing is to start early in 2025.

Kamala Harris on tämän kuitenkin maininnut puheessaan:

Kamala Harris just mentioned advanced nuclear in her speech

She was talking about supporting innovation for critical technologies of the future and mentioned it

https://www.youtube.com/watch?v=d2XrDzXwmQI

Tässä vahvistetaan asia:

https://heatmap.news/politics/democrats-nuclear

Tulkitsen asian optimistisesti niin, että ensi tiistain USA:n presidentinvaalien tulos ei kummassakaan tapauksessa lopeta breedereiden kehittämistä USA:ssa.