Mikä estää siirtymästä hyötöreaktoreihin?

[Heikki Jokipii]

Tähän tarvttaisiin todella paljon lisäaikaa!!!

Säteilyturvakeskus pyytää jälleen lisäaikaa: ydinjätteen loppusijoittamisen turva-arvio ei ole valmistunut ajallaan

Ensin täytyisi linjata Suomen suhde breedereihin. Ja sehän merkitsisi, että nuo suunnitelmat ja niistä tehdyt arviot menisivät täysin uusiksi!

[Heikki Jokipii]

Bill Gates on nyt sotkeutunut hyötöreaktoribisnekseen!

Reality Forces Reason into Power Choices

Another ally in the fight for sanity is Microsoft co-founder Bill Gates, sometimes known for harebrained schemes such as blocking out the Sun to cool the planet. Sweden nixed that.

Nevertheless, Gates rightly has championed nuclear power, much maligned despite obvious advantages. In 2006, he founded TerraPower to develop an advanced breeder reactor that will power a plant in Kemmerer, Wyoming. With one billion dollars from Gates, TerraPower broke ground in June. The plant is designed to run 50 years without refueling.

(kursiv. alkup.)

Siitä vempaimesta Wikipedia:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/TerraPower

[Heikki Jokipii]

Tässä jo 10 vuoden takaisessa YLE:n jutussa on hyvin selkeät perustelut miksi juu:

Uusi ydinreaktori jo näköpiirissä

Hyötöreaktorissa ydinpolttoaineesta pystytään puristamaan huomattavasti enemmän energiaa. Myös ydinjäteongelma helpottuu.
[..]
Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa tutkitaan jo seuraavan eli neljännen sukupolven ydinvoimalatekniikkaa. Kysymys on niin sanotuista hyötöreaktoreista, jotka ovat huomattavasti nykyisiä reaktoreita tehokkaampia.

�" Niissä on aikaisempiin reaktoreihin verrattuna paljon parempi pottoainetalous. Nykyisin käytössä olevat reaktorit käyttävät luonnonuraanin energiasisällöstä vain noin prosentin. Hyötöreaktori pystyy käyttämään jopa 80 prosenttia, Lappeenrannan teknillisen yliopiston ydintekniikan professori Juhani Hyvärinen kertoo.

Nykyiset uraanivarat riittäisivät hyötöreaktorissa käytettynä siis huomattavati pidempään.
[..]
Ydinjätteen säilytysaika lyhentyy

Hyötöreaktorit toisivat myös ydinjäteongelmaan uusia ratkaisuja, koska neljännen polven reaktoreissa pystyttäisiin käyttämään polttoaineena nykyisten reaktoreiden synnyttämään jätettä.

Hyötöreaktoreiden synnyttämää ydinjätettä joudutaan myös varastoimaan vähemmän aikaa kuin nykyisten reaktoreiden.

�" Uusien reaktoreiden avulla on mahdollista pilkkoa jätettä nopeammin puoliintuvaksi, jolloin sitä ei tarvitse enää säilyttää niin pitkään, professori Juhani Hyvärinen sanoo. 

Mutta sitten tapahtui jotakin, joka vuoksi koko  juttu ikäänkuin unohdettiin.

Minulla on kysymykseni Hesarille/Tiede-lehdelle vetämässä, koska siellä kerrotaan perusteellisesti hyötöreaktoreista.

[Heikki Jokipii]

Tuore julistus:

Nuclear Waste could be the game-changer to Unlimited Electricity

So-called nuclear waste still has 97% of its electricity potential yet to be realized.
[..]
Today’s so-called nuclear waste is only slightly used nuclear fuel, as only about 3% of its potential has been realized before it is classified as “waste”. Thus, we are burying fuel which still has 97% of its potential for generating electricity that has yet to be realized.

Here’s an energy analogy:

Imagine your outrage if the United States’ policy was: If you fill up your gas tank, you can only drive your car twenty miles before you must empty the tank and store the remaining gas in a certified container to be buried in the ground forever and pay extra for the privilege.  Sounds like a policy that would not be beneficial to US citizens.  It may even motivate you to protest loudly and fire all the leaders that imposed that on you.  Well, this is the policy we labor under today when we use some of the nuclear reactor

[Heikki Jokipii]

Näin Hesari:

Energiateollisuus: Hinta on suomalaisille tärkein energia­politiikan tavoite

Energia | Aurinkovoima on suomalaisten suosituin tuotantomuoto, ydinvoiman kannatus pysynyt vahvana laskusta huolimatta.

Jossa:

Ydinvoiman suosio on laskenut energiakriisin ennätystasolta kriisiä edeltäneisiin lukemiin, mutta kannatus jakautuu aiempaa tasaisemmin eri taustaryhmien kesken. Uudessa kyselyssä kaikkien eduskuntapuolueiden kannattajat suhtautuivat ydinvoimaan myönteisesti. Tuttuun tapaan miehet kannattivat ydinvoimaa naisia innokkaammin. Miesvastaajista 70 prosenttia halusi lisää ydinvoimaa, kun naisista tätä mieltä oli 33 prosenttia.

Suurin osa vastaajista oli kuullut pienydinvoimaloista, joiden rakentamista selvitetään eri puolilla Suomea. Vastaajista lähes 70 prosenttia suhtautui niiden käyttöönottoon Suomessa joko erittäin tai melko myönteisesti.

Suurin osa vastaajista sen sijaan ei luultavasti ole koskaan kuullut hyötöreaktoreaktoreista. Siitä on HS itse pitänyt huolen.

[Heikki Jokipii]

Kolme vuotta on Hesarin viimeisestä asiaa koskevasta uutisesta:

Hyötyreaktorivoimala valmistunut NL:ssa

Tiedettä HS.ssa 50 vuotta sitten | Hyötyreaktori suunniteltiin kaupallisiin tarkoituksiin.
3.1.2022 2:00

Tammikuussa 1972: Kaspianmeren itärannalle on rakennettu hyötyreaktoreilla toimiva ydinvoimala. Vastaavanlainen on koekäytössä USA:ssa.

Moskovassa olevat tiedemiehet kertoivat, että maahan rakennetaan parhaillaan toista samanlaista laitosta.
tilaajille

Ainakaan Googlella ei löydy tuota uudempaa.

[Heikki Jokipii]

Sen sijaan Tekniikka ja Talous on 12.12.2024 kertonut tästä:

Ennätystehokkaat 4. polven ydinvoimalat ovat askeleen lähempänä �" 500 MW natriumjäähdytteinen reaktori käynnistyy ensi vuonna

Lotta Jalli

Intiassa käynnistyy neljännen polven nopea hyötöreaktori ensi vuoden loppuun mennessä.

Intia on ottanut harppauksen ydinvoimatekniikassa. Maan hyötöreaktorin prototyypin odotetaan käynnistyvän vuoden 2025 loppuun mennessä, Interesting Engineering kirjoittaa.

Kuvituskuvassa:

Neljännen polven ydinreaktoreita on odotettu pitkään.

Kertoo siis Intiasta. Ainakaan otsikkoon tai ingressiin asti ei ole päässyt, mitä USA:ssa asiassa tapahtuu. Tai tuumaillaan.

[Heikki Jokipii]

Suomen media jatkaa yhä toivon suuntaamista tähän:

Amerikkalaisyhtiö lupaa fuusiovoimalansa pilotin tuottavan energiaa sähköverkkoon jo 30-luvun alkupuolella

Vaikka:

�" Jos ihan kaikki menisi ihan koko ajan nappiin, tämä olisi mahdollista joskus 30-luvun puolessavälissä. Kuitenkaan jatkuvatoimista reaktorin käyttöä tuskin on mahdollista vielä silloin saavuttaa. Samoin materiaalien kestävyys saattaa olla edelleen suurikin haaste 30-luvulla, Suomen fuusiotutkimusohjelman johtaja ja VTT:n fuusioteknologian tutkimusprofessori Tuomas Tala arvioi.

CFS on Talalle tuttu firma. Maailmalla, pääosin Yhdysvalloissa, on viitisenkymmentä kaupallista firmaa, jotka kehittävät fuusiovoimaa. Talan mukana CFS on niistä uskottavin ja vaurain.

Tala on silti toiveissaan varovainen. Fuusiovoimalla tuotetun sähkön hinta olisi ensimmäisissä pilottivoimaloissa vielä kallista. Talan mukaan alkuvaiheen projekteissa ei tavoitellakaan vielä alhaista hintaa vaan eri teknologioiden kelpoisuutta toimivaksi voimalaitoskonseptiksi.

Breederit on todettu toimivaksi voimalaitoskonseptiksi jo nyt. Mutta sitä ei lainkaan tuossa mainita. Kuten ei Hesarissakaan:

Minulla on kysymykseni Hesarille/Tiede-lehdelle vetämässä, koska siellä kerrotaan perusteellisesti hyötöreaktoreista.

Ilmastonmuutoksen torjunnan ja sähköistämisen takia fuusiovoiman kanssa on kiire.

�" Tähänastisen kokemuksen valossa suurimmat vähennykset sähköntuotannon hiilidioksidipäästöissä on saavutettu fissioon perustuvalla ydinvoimalla. Ilmastonmuutoksen vastustamiseen tarvitaan kaikki toimivat keinot. Toivottavasti myös fuusio saadaan aikanaan talkoisiin mukaan, Hyvärinen arvioi.

Breederit antavat muutaman tuhannen vuotta tuohon lisäaikaa.

[Heikki Jokipii]

David Archibald tässä ennenkaikkea todistelee, että öljyntuotannon massiivinen laajentaminen USA:ssa ei ole mahdollista:

Ebb Tide in Texan Oilfields

"Ebb tide" = laskuvesi.

Mutta ohimennen tulee tällainen tieto:

Summary

President Trump has undertaken to increase US oil production by three million barrels per day. That is a heroic undertaking given that he is facing a headwind of a half million barrel per day decline from three counties in Texas alone.

My advice to the President is to start talking about a plutonium breeder reactor rollout combined with synthetic fuel production by applying the Bergius process to the country’s coal reserves. Energy for the electrolysis to produce the necessary hydrogen for the Bergius plants would come from the nuclear reactors. Everyone would be happy in that there would be nuclear, hydrogen and coal all in the one solution.

The President’s pick for Energy Secretary, Chris Wright, is particularly promising in that he is invested in a plutonium breeder reactor startup called Oklo. This suggests that he has a complete understanding of what is needed.

(lihav. HJ)

Joten breeder-väkeä on jo Trumpinkin hallinnossa! Vaikka itse Trump puhuisikin vain öljystä.

Tämä on tuo Oklo:

Fuel Recycling

Oklo's reactors can convert used nuclear fuel into clean energy. Today's reactors use about 5% of the energy content contained in their fuel, meaning nearly 95% of the energy content remains unused.

Vielä Wikipediasta:

https://en.wikipedia.org/wiki/Oklo_Inc.

[Heikki Jokipii]

Tämän laitoksen historiasta kertovasta Wikipedia-artikkelista löytyy kaksi selitystä sille, miten hyötöreaktorin kehitys USA:ssa jumiutui:

Clinch River Breeder Reactor Project

The Clinch River Breeder Reactor Project was a nuclear reactor project that aimed to build the USA's first large-scale demonstration breeder reactor plant.[2] It was led by the U.S. Atomic Energy Commission (and a successor agency, the U.S. Energy Research and Development Administration (ERDA), and subsequently the U.S. Department of Energy). The project was opposed by President Carter.[3]

Hinta:

Another issue was the high cost of building and operating breeder reactors to produce electricity. In 1981, it was estimated that construction costs for a fast breeder reactor would be twice the cost of building a conventional light-water nuclear reactor of similar capacity. That same year it was estimated that the market price of mined, processed uranium, then $25 per pound, would have to increase to nearly $165 per pound in 1981 dollars before the breeder would become financially competitive with the conventional light-water nuclear reactor. United States electric utility companies were reluctant to invest in such an expensive technology.[10]

Mutta myös pelko tästä:

Nuclear weapons proliferation

Concerns about potential nuclear weapons proliferation were another serious issue for the commercial breeder reactor program, because this technology produces plutonium that potentially could be used to make nuclear weapons. Because of international concern about proliferation, in April 1977 President Jimmy Carter called for an indefinite deferral of construction of commercial breeder reactors.[10]

Pelättiin siis varkaita. USA itse tietysti sai tarpeellliseksi katsomansa määrän plutoniumia muilla tavoin.

Mutta merkitään, että luopuminen tapahtui jo Carterin aikana ja toimesta. Olen edellä (virheellisesti) syyttänyt asiasta Bill Clintonia.

Mutta edellä on vahvoja vinkkejä siitä, että kumpaisessakin kysymyksessä on asiaa nyttemmin mietitty (ja laskettu) uudelleen.

[Heikki Jokipii]

Tässä ylistetään sekä pienreaktoreita että hyötöreaktoreita:

Small Modular Reactors will benefit developing economies.

Siitä:

Using current nuclear technology methods, the used energy rods are taken out and replaced after approximately five to ten years.  However, only 3% of the energy available contained in nuclear fuel is used at this stage and 97% of the energy originally contained in this stored material is still available and can be used.  In other words, there is still a further 10 times the energy used still available from the Slightly Used Nuclear Fuel (SUNF) with revised usage methods. It can then be extrapolated that nuclear power will be available to humans for a further 50,000 years or more from these SUNF sources. How are we not as a species, embracing this gift from galactic solar events the universe has bestowed upon us?

Next-generation reactor designs like Small Modular Reactors (SMRs) and advanced fast reactors offer greater efficiency, improved safety features, and a notable reduction of spent fuel.

(lihav. alkup.)

[Heikki Jokipii]

Jostain syystä yhä vielä näissä turvaudutaan kiertoilmauksiin (lihav. HJ):

The Golden Age of Nuclear Energy Is Here

The Biden Administration spent hundreds of billions of dollars to push renewables, and the result was a 30% increase in national utility prices. And yet, despite producing, (intermittent and expensive) electricity, no amount of wind and solar can make rubber or plastic or the millions of products we use, nor can they forge steel or produce cement. Yes, we need more electricity, but the Biden team was determined to be anti-fossil fuels in their push for more electricity, why was nuclear technology left out of the conversation?

There is no imminent replacement for fossil fuels in the production of petrochemical products, but for electricity needs, America stands on the brink of a nuclear energy revolution. Advanced nuclear technology and small modular reactors (SMRs) are proving to be game changers.
[..]
President Trump has a chance to champion this cause once again, cutting through the red tape that has long plagued nuclear development. By prioritizing streamlined regulatory approvals, supporting research into next-generation reactors, and pushing back against fear mongering anti-nuclear activists, his administration can unleash the full potential of American energy innovation.

Mutta vankasti luulen, että hyötöreaktoreista on puhe. Varsinkin, jos David Archibaldin tämä tieto ja käsitys on oikea.

[Heikki Jokipii]

David Archibald kotimaastaan Australiasta:

The Uranium �" Hydrogen �" Carbon Energy System of the Future

Siitä maasta, joka kyllä on tienannut ja tienaa toimittamalla uraania muille maille. Mutta ei suostu aloittamaan omaa ydinvoimatuotantoaan. Esitelmässä on monenlaisia pohdintoja. Mutta pääsanomaan:

There is one reactor type that solves both those problems as well as the problem that the current dominant technology only uses 0.4 percent of our uranium endowment.

This is the plutonium breeder reactor which has been successfully operated in Russia for decades, and also successfully put into operation in France.

There is no waste. Everything is recycled until it is burnt up. They can be online two years after the concrete foundations have been laid. There are several designs available. We should install them all and see what works best.

The economics of plutonium breeder reactors are competitive with current coal-fired costs.
[..]
Adopting plutonium breeder reactors will unlock an even bigger energy resource. As well as breeding U238 to plutonium, thorium can be bred to U233.

Breeding U238 to plutonium has a theoretical margin of 30 percent. That is, under ideal conditions, you will produce 30% more nuclear fuel than you started with. Breeding U233 from thorium has only an eight percent margin which might disappear with neutron losses to the containment vessel and so on.

Every spare neutron from breeding plutonium from uranium should be applied to breeding from thorium. This means that our nuclear endowment would last 1,250 times longer than if just used the current U235-burning technology.

There is a better future, and there is an even better future. That is the promise of thorium.

Tämän väistämättömyyden Archibald on todennut ennenkin:

In summary, we will be going to Net Zero whether we like it or not. Because one day we will run out of coal and oil and all the other good stuff from the Earth.

But we have a perfectly wonderful future to look forward to with nuclear power by the breeder reactor route.

(lihav. HJ)

Osan esitelmästään hän käytti ilmastoskeptisiin argumentteihin. Mutta hänen näkökulmastaan se on toisarvoista. "... we like it or not".

Hän uskaltaa sanoa tämänkin:

This is the plutonium breeder reactor which has been successfully operated in Russia for decades, and also successfully put into operation in France.

(lihav. HJ)

Vaikka juuri nyt on vähän sopimatonta sanoa Venäjästä mitään hyvää.

[Heikki Jokipii]

Tässä jutussa ratkaisua ei varsinaisesti tai ainakaan nimeltä mainiten nähdä breedereissä:

Recycling Power: Rethinking Nuclear Waste

The oral arguments before the Supreme Court earlier this month is a reminder that our nation has a 66-year-old nuclear energy problem �" and there is a ready and available solution in recycling used nuclear fuel.

The Problem

Nuclear energy produces nearly 20% of our electricity. The fuel used to run our reactor fleet loses its intensity over time. That used, but not yet depleted, fuel is called Used Nuclear Fuel (“UNF”). There are 90,000 metric tons of UNF currently stored at reactor sites across 39 states in America, including approximately 4,000 metric tons in my home State of Texas.

In 1982, the federal government was made responsible by an act of Congress for removal and disposal of UNF from reactor sites, and has collected over $20 billion from reactor owners to pay for disposal of UNF. To date, the government has not removed any significant quantity of UNF from any site anywhere in America, including Texas, nor is there a current plan to do so.
[..]
The United States should establish a recycling policy so that the 90,000 metric tons of UNF in the country can be recycled and fabricated into mixed oxide fuel (“MOX fuel”). The resulting MOX fuel can be used in nuclear reactors to create reliable and clean energy.

Mutta ongelma on sama. Tässä siitä MOX:ista:

https://fi.m.wikipedia.org/wiki/Sekaoksidipolttoaine

Tai sitten: ei tuota, parempi on siirtyä suoraan hyötöreaktorien kehittämiseen!?

[Heikki Jokipii]

David Archibald ennustaa tämän kehityksen olevan väistämätöntä:

The Nuclear Imperative

This sequence of events will unfold during our remaining lifetimes. It starts with oil production from the Permian Basin in Texas peaking this year and then declining from 2026 at the rate of about one million barrels per day per annum. This will add to the rate of decline of oil production outside the United States already in train at about one million barrels per day per annum.

Ja vastaus tuohon kriisiin ovat hyötöreaktorit:

Right at the beginning of the nuclear age it was realised that there would be a shortage of uranium at some stage. The worlds first commercial reactor at Shippingport, Pennsylvania in 1957 combined thorium in its fuel rods to breed that to uranium. By the late 1970s there was a lot of activity around the world in developing designs for plutonium breeder reactors. In France, the Phenix demonstration reactor at 250 MWe was commissioned in 1973 and followed by the Superphenix reactor at 1,200 MWe in 1985. It closed 13 years later after a political deal with the Greens who required it to be shut down. The Superphenix had operated with up to 96% availability. In Russia, the BN 350 demonstration reactor was followed by the BN 600 reactor with power output of 600 MWe. This reactor was brought online in 1980 and will operate to at least 2040. In turn that was followed by the BN 800 of 880 MWe in 2016. Russia has had decades of stable plutonium breeder reactor operation. If Russia can do that, so can we.