Ett team av ingenjörer från Tsinghua University, som arbetar vid Kinas högtemperaturreaktor med en pebble-bed-modul (HTR-PM), hävdar att reaktorn har klarat ett kritiskt kylningstest. I sin studie, som publicerades i Joule, stängde gruppen av den externa strömmen till reaktorn för att testa dess kylningsförmåga under två dagar.
En av de största nackdelarna med att använda kärnkraft för att generera elektricitet är rädslan för en härdsmälta, som kan utsätta befolkningen för strålning. Forskare har arbetat med att ta fram konstruktioner för kärnreaktorer som inte smälter om kylmedelsförsörjningen avbryts. I den nya studien testade teamet i Kina HTR-PM-konstruktionen, där de bränslestavar som används i reaktionerna är mindre täta än de som används för närvarande.
De innehåller mer grafit och mindre uran, och uranet är inkapslat. Konstruktionen ger långsammare reaktioner och möjlighet att upprätthålla högre temperaturer under längre tid. Värmen sprids också över en större yta, vilket innebär att kylningen kan ske passivt, antingen genom konvektion, ledning eller bådadera. Det innebär att det inte behövs någon extern kraftkälla för kylningen.
Konstruktionen skulle ha förhindrat den härdsmälta som inträffade vid kärnkraftverket Fukushima Daiichi i Japan 2011. Vid den olyckan orsakade en tsunami ett strömavbrott som gjorde det omöjligt att pumpa det vatten som användes för att hålla reaktorerna svala, vilket gjorde att de överhettades.
Det nya kärnkraftverket i Kina har varit under uppbyggnad och testning sedan 2016 – det har två reaktorer som vardera kan generera 105 MW effekt. Det togs i drift förra året. Forskargruppen försökte bevisa att anläggningen inte kan smälta ner genom att öka båda reaktorerna till full effekt och sedan stänga av all extern ström – detta stoppade omedelbart vattenflödet till och från turbinerna som används för att generera kraft.
Forskarna övervakade sedan anläggningen i händelse av en härdsmälta, vilket inte inträffade; istället nåddes stabila temperaturer inom 36 timmar.
För mer information: Zuoyi Zhang et al, Loss-of-cooling tests to verify inherent safety feature in the world’s first HTR-PM nuclear power plant, Joule (2024). DOI: 10.1016/j.joule.2024.06.014
