Vita Huset vill lösa energibehov med fusionsenergi innan år 2030

Dessa kallas ju ofta för SMR, small modular reactor och de kan skalas i antal samt placeras där de verkligen behövs. De brukar ha en effekt på 200 MW styck. Så platsmässigt tar de lika liten plats som ett vanligt kärnkraftverk.

Men allra bäst vore väl solceller med bortåt 100% verkningsgrad men för att det ska bli riktigt användbart behöver man också kunna lagra energin vilket vi inte har någon bra teknik för idag.

Jag syftade på denna delen av inlägget
̈́Om man hade räknat med oändlig energi lagring och 100% verkningsgrad, hur många kvadratkilometer solceller hade det krävts för att täcka världens behov av elektricitet? (och helst även för att ersätta uppvärming via gaseldning osv)

Det pratas om att dagens moderna kärnrea (generation 4?) kan återanvända det spill som blir. Innebär det att man kan återanvända det som man har fraktat ner under jorden genom alla åren?

Att bryta västvärldens beroende av att importera energi från diktaturer, Ryssland, Mellanöstern, Venezuela är en väldigt bra motivation för att knäcka nöten med fusionskraft. Det är högtid för att sluta med att stryka drakoniska regimer medhårs pga. våra energibehov.

Hade du ett förslag på hur?

Några forskningsprojekt leder inte till detta.

Helt orealistisk idé. Jag misstänker att man vill ingjuta tro på framtiden i desillusionerade män i åldern 18-30 med lite häftig sci-fi - ungefär som när man skickar robotar till Mars.

Det pratas om att dagens moderna kärnrea (generation 4?) kan återanvända det spill som blir. Innebär det att man kan återanvända det som man har fraktat ner under jorden genom alla åren?

Det låter ju.. lite dumt. Milt sagt.

Intressant. Låter ju som att det är i människans intresse att vi får bort allt det som är nergrövt under jorden, så att vi kan släppa tanken av att det där ska ruvas i tusentals år. Och att vi får åter igen "gratis" energi.

Nog för att det återstår att se om vi får till fusion genom forskning, men vi får ju definitivt inte till fusion utan forskningsprojekt.

Varje hopp i tekniksprång har skett ihop med ett krig, framförallt av att man desperat vill vara i framkant militärt.
Dessa hopp har sen efteråt fortsatt att utvecklas för civila bruk, ja även gett avknoppning.

Så där är nog en chans att även detta kan bli något, fastän tekniken gällande fusionsenergi mest har stampat.
Grunden för framgång är ju nästan alltid hur mycket resurser som pumpas in, så...

Nja.

Fissionsreaktorer bygger på att man får en kärna av en fossil isotop att träffas av en neutron, vilket då med hög sannolikhet klyvs, producerar en massa energi samt två mindre atomkärnor. Energin i våra reaktorer bildas genom att man klyver två isotoper - Uran-235 (U-235) och Plutonium-239 (Pu-239). Ursprungligen laddar man dem med uran som är c:a 3% U-235 och resten U-238. Detta gör att en del av neutronerna inte träffar en atom U-235 utan en U-238. Denna blir då U-239, vilket sönderfaller (via Neptunium-239) till Pu-239. Om denna atom nu träffas av ytterligare en neutron, kan den klyvas och producera energi.

När bränslet är ”förbrukat”, dvs inte finns så mycket U-235 kvar, kan man ta ut det och upparbeta det för att ladda en reaktor med det igen. Då kan man ladda reaktorn med Pu-239. Detta är lite kontroversiellt, men vi gör det idag. Om du vill kalla Pu-239 för spill så OK, det kan man köra reaktorn på. Det är dock inte nytt med 4e generationen.

Avfallet är mestadels de där två mindre atomkärnorna som bildades i fissionsreaktionen. Dessa kommer i allmänhet att ha alldeles för många neutroner i förhållande till protoner, vilket gör dem instabila. En del av dem - mestadels de s.k. aktiniderna - har en lång halveringstid, vilket gör att de måste lagras väldigt länge för att bli ofarliga.

Det finns en del högtflygande teorier om att man skall kunna producera klyvbara isotoper för annat än Uran och Plutonium (breed-reaktorer), men det är inget vi har planer på att bygga nu. Poängen med 4e generationen är mest att vattnet skall kunna cirkulera utan att man har ström till pumparna.

Nja.

Fissionsreaktorer bygger på att man får en kärna av en fossil isotop att träffas av en neutron, vilket då med hög sannolikhet klyvs, producerar en massa energi samt två mindre atomkärnor. Energin i våra reaktorer bildas genom att man klyver två isotoper - Uran-235 (U-235) och Plutonium-239 (Pu-239). Ursprungligen laddar man dem med uran som är c:a 3% U-235 och resten U-238. Detta gör att en del av neutronerna inte träffar en atom U-235 utan en U-238. Denna blir då U-239, vilket sönderfaller (via Neptunium-239) till Pu-239. Om denna atom nu träffas av ytterligare en neutron, kan den klyvas och producera energi.

När bränslet är ”förbrukat”, dvs inte finns så mycket U-235 kvar, kan man ta ut det och upparbeta det för att ladda en reaktor med det igen. Då kan man ladda reaktorn med Pu-239. Detta är lite kontroversiellt, men vi gör det idag. Om du vill kalla Pu-239 för spill så OK, det kan man köra reaktorn på. Det är dock inte nytt med 4e generationen.

Avfallet är mestadels de där två mindre atomkärnorna som bildades i fissionsreaktionen. Dessa kommer i allmänhet att ha alldeles för många neutroner i förhållande till protoner, vilket gör dem instabila. En del av dem - mestadels de s.k. aktiniderna - har en lång halveringstid, vilket gör att de måste lagras väldigt länge för att bli ofarliga.

Det finns en del högtflygande teorier om att man skall kunna producera klyvbara isotoper för annat än Uran och Plutonium (breed-reaktorer), men det är inget vi har planer på att bygga nu. Poängen med 4e generationen är mest att vattnet skall kunna cirkulera utan att man har ström till pumparna.

Hur har detta inlägg något att göra med DOEs tillskott att göra? Det är en civil myndighet och pengarna är en bråkdel av vad de lyckats få från privat finansiering senaste åren.

Nja jag håller inte riktigt med dig här även om det också stämmer. Den stora fördelen är att halveringstiden på avfallet går från 100 000 år till några 100 år. Man kan ju läsa lite mer här
"De snabba reaktorerna erbjuder möjligheten att ”bränna” aktinider för att än mer minska högaktivt avfall och för att de kan få fram mer bränsle än vad de förbrukar. Dessa system lovar betydande framsteg kring uthållighet, säkerhet och tillförlitlighet, ekonomi, förhindrande av teknikspridning och arbetsskydd. "

Vissa gen4 kan ju köra thorium (som blir uran 232), då har du helt andra kedjor av nedbrytning. I princip används då u235 och p239 för att starta reaktorn, sen blir den över tid självgående på thorium och har mycket färre restprodukter som är långlivade.

Men som du säger är det inte mycket sådana projekt igång än. Kina jobbar dock hårt på det, dock en bit kvar innan de blir kommersiella

Att bränna aktinider är inte riktigt samma som att man använder det gamla avfallet som bränsle. Det är bra, visst, men det är mer som att man bränner avfall och får ut värme till ett fjärrvärmesystem. Man gör det för att bli av med avfallet, inte för att det är ett effektivt sätt att få ut energi.

Thorium-reaktorer är en annan grej, tog inte med dem i begreppet 4e generationen. Det kanske man gör mer allmänt, men jag har aldrig hört det.

Du tänker nog helt fel, vi kommer fortsätta öka användningen av fossila bränslen ett antal år till, det har aldrig skett någon minskning globalt.

Tiotusentals reaktorer kommer helt enkelt inte byggas och de som kommer byggas tar tid. Så länge det finns efterfrågan på energi så kommer utsläppen öka.

Antar att bakgrunden är missad

Sen vet jag inte om att en tidpunkt är nämnd tidigare, förutom då 30-år in i framtiden typ.

Båda ger mervärde, så tillskottet är mest troligt den första droppen. Många droppar små...

Men själva kärnfrågan var: kan gen IV bränna använt kärnbränsle? Svaret är ett rungande JA! En bra källa på det? Javisst, se här. Man kan alltså använda gammalt bränsle som man upparbetar för att mata gen IV reaktorer. På så sätt har vi energiproblematiken löst i gissningsvis några tusen år i Sverige. Och det finns ju faktiskt några riktiga gen IV i drift idag! Kolla bara Shidao Bay i Kina. Det är mycket spännande på gång inom kärnkraftvärlden just nu! Jag hade nog satsat på Gen IV istället för Fusion om jag hade fått bestämma. Då kan vi ju göra oss av med huvuddelen av avfallet från våra Gen III på ett smart sätt (dock inte konstruktionsdelar såklart).

I dagens svenska kärnkraftverk används kärnbränslet vanligen fem år i reaktorn innan det tas ut. Den klyvbara andelen av bränslet har då minskat så mycket att nytt bränsle behöver tillföras reaktorn för att den ska kunna drivas vidare. Det använda bränslet innehåller dock fortfarande klyvbart material. Sverige har valt att slutförvara det använda bränslet, men om bränslet skulle upparbetas så skulle det återstående klyvbara innehållet kunna tas till vara och återanvändas.

Snabbreaktorer har också egenskapen att de kan klyva ämnen tyngre än uran till klyvningsprodukter. Klyvningsprodukterna har generellt kortare halveringstider än de tunga ämnena och därmed skulle man kunna tänka sig att tidsskalan för slutförvaring av bränslet skulle kunna ändras. Det är en annan egenskap som behövs för att det ska vara fråga om fjärde generationens kärnkraft.

Nja, frågan var om man kunde återanvända gammalt avfall, vilket jag tolkar som att man skall få ut nån meningsfull energi ur det. I praktiken innebär det att man skall klyva dem, vilket inte är så lätt. Man kan transmutera dem genom att utnyttja de neutroner som bildas vid en fission. Länken du skickade skriver:

Det var det jag refererade till ovan, men det har inget egentligen med 4e generationen att göra. Om du upparbetar bränslen och tar till vara de U-235 och Pu-239-atomer som smitit undan så kan du ladda en gammal reaktor av den typ vi har nu med det bränslet. Jag trodde att vi gjorde det, men vi kanske har slutat. Att man inte gör det är eftersom man är orolig för att Pu-239 från civil kärnkraft skall användas till kärnvapen (eftersom det var så Indien fick sina bomber), men man kan göra det.

Men sen kommer det här:

Och då kliar jag mig i huvudet. Det finns i princip två ämnen tyngre än uran i avfallet idag - plutonium och curium. Plutonium går alldeles utmärkt att klyva idag, och vi gör det redan, så vad är problemet? Man kan så vitt jag vet klyva Pu-239, -240, -241 åtminstone, men det har väl inget med att det är 4e generationen att göra? Klyvning av Pu-239 är en viktig del av den energi vi får ut idag.

Efter lite googlande visar det sig att de nog egentligen bara pratar om curium. Man kan klyva olika curium-isotoper i dagens reaktorer, men av olika skäl är det mindre lyckat att köra alla olika curium-isotoper i blandning i dagens reaktorer, så vi gör inte det. Vi hade kunnat göra det om vi kunde ta bort all Cu-248. I en fast-breeder kan man dock köra curium, om man vill. Det är ju en del av avfallet och man får ut energi ur någon del av det, så OK, fine - man kan få ut energi ur den delen av avfallet. Idag finns det en handfull gram av de klyvbara curium-isotoperna på jorden från alla jordens kärnreaktorer, och man blir inte av med de jämna isotoperna som är den stora mängden, men OK, men kan få ut energi ur de få grammen. Man kan tänka sig att man med flera steg av neutroninfångning kan få bort de lättare jämna isotoperna också, i vilket fall vi är uppe i några kg från hela världens kärnproduktion. Om vi jämför med Pu-239, som vi kan klyva idag men inte gör av rent politiska skäl, så är det en detalj.

Nja, frågan var om man kunde återanvända gammalt avfall, vilket jag tolkar som att man skall få ut nån meningsfull energi ur det. I praktiken innebär det att man skall klyva dem, vilket inte är så lätt. Man kan transmutera dem genom att utnyttja de neutroner som bildas vid en fission. Länken du skickade skriver:

Det var det jag refererade till ovan, men det har inget egentligen med 4e generationen att göra. Om du upparbetar bränslen och tar till vara de U-235 och Pu-239-atomer som smitit undan så kan du ladda en gammal reaktor av den typ vi har nu med det bränslet. Jag trodde att vi gjorde det, men vi kanske har slutat. Att man inte gör det är eftersom man är orolig för att Pu-239 från civil kärnkraft skall användas till kärnvapen (eftersom det var så Indien fick sina bomber), men man kan göra det.

Men sen kommer det här:

Och då kliar jag mig i huvudet. Det finns i princip två ämnen tyngre än uran i avfallet idag - plutonium och curium. Plutonium går alldeles utmärkt att klyva idag, och vi gör det redan, så vad är problemet? Man kan så vitt jag vet klyva Pu-239, -240, -241 åtminstone, men det har väl inget med att det är 4e generationen att göra? Klyvning av Pu-239 är en viktig del av den energi vi får ut idag.

Efter lite googlande visar det sig att de nog egentligen bara pratar om curium. Man kan klyva olika curium-isotoper i dagens reaktorer, men av olika skäl är det mindre lyckat att köra alla olika curium-isotoper i blandning i dagens reaktorer, så vi gör inte det. Vi hade kunnat göra det om vi kunde ta bort all Cu-248. I en fast-breeder kan man dock köra curium, om man vill. Det är ju en del av avfallet och man får ut energi ur någon del av det, så OK, fine - man kan få ut energi ur den delen av avfallet. Idag finns det en handfull gram av de klyvbara curium-isotoperna på jorden från alla jordens kärnreaktorer, och man blir inte av med de jämna isotoperna som är den stora mängden, men OK, men kan få ut energi ur de få grammen. Man kan tänka sig att man med flera steg av neutroninfångning kan få bort de lättare jämna isotoperna också, i vilket fall vi är uppe i några kg från hela världens kärnproduktion. Om vi jämför med Pu-239, som vi kan klyva idag men inte gör av rent politiska skäl, så är det en detalj.

Du har inte funderat på att bli härdfysiker på ett kärnkraftverk? Du verkar ha ett genuint intresse för kärnfysik?

Men inser att gen4 betyder olika saker för olika människor, tror att det är lite som med 5G för mobiler. Vissa ser bara Gbit hastigheter, andra ser nya frekvensband för landsbygden, andra ser latenserna. Sanningen är att många kastar gen4 stämpeln på många olika saker. Vissa saker går teoretiskt att göra i dagens kraftverk, men är långt från ekonomiskt rimliga, där är skillnaden