Maailma ajautuu ajolähtötilanteeseen hyötöreaktorien kanssa

Ketjus­sa “Minä ja ydin­voima” on vakuutel­tu mon­een ker­taan, että uraani- ja tori­um-varat riit­tävät, kun­han vain siir­ry­tään hyötöreaktoreihin.

Tässä on eräs ongel­ma. Jos kaavail­tu hitaiden voimaloiden rak­en­tamis­boo­mi maail­mal­la toteu­tuu, maail­man ener­giat­alous tulee toisaal­ta riip­pu­vaisek­si ydin­voimas­ta ja toisaal­ta uraani­varat käyvät vähi­in. Päädytään tilanteeseen, jos­sa hyötöreak­torit on pakko ottaa käyt­töön, oli tekni­ik­ka valmista tahi ei.

Joskus takavu­osi­na oli tieto, että maail­man tun­netut uraani­varat vas­taa­vat hitais­sa reak­tor­eis­sa haaskat­tuina maail­man neljän vuo­den ener­gian kulu­tus­ta ja että lisää löy­ty­isi ehkä kolminker­tainen määrä. 

Maail­mal­la on toimivia hyötöreak­tor­e­i­ta, esimerkik­si jos­sain Uralin lähel­lä Venäjäl­lä. Niis­sä on kuitenkin aivan toisen­laisia tur­val­lisu­u­songelmia. Hyötöreak­toris­sa kiertää sulaa natri­u­mia, joka ei saisi joutua kos­ke­tuk­si­in sen parem­min hapen kuin vedenkään kanssa.

Kun listal­la näyt­tää ole­van alan asiantun­ti­joi­ta, halu­aisin kysyä asi­aa, jon­ka selvit­tämi­nen noin kahvipöytä­ta­sol­la on ollut yllät­tävän han­kalaa. Jos siir­ry­tään laa­jamit­tais­es­ti hyötöreak­tor­ei­hin, onko siinä ener­giantuotan­to­muo­dos­sa van­hoil­la hitail­la reak­tor­eil­la mitään sijaa? Voiko samas­ta luon­nonu­raanierästä erot­taa U235:ttä hitaisi­in reak­tor­ei­hin ja jät­tää U238:n hyödet­täväk­si tai voidaanko hyötöreak­tor­eis­sa valmis­taa polt­toainet­ta hitaille reak­tor­eille. Olen tästä eri­tyisen kiin­nos­tunut Mankala Oy:n hal­li­tuk­sen jäsenenä.

28 vastausta artikkeliin “Maailma ajautuu ajolähtötilanteeseen hyötöreaktorien kanssa”

  1. Hyötöreak­torit ovat vain veden keit­tim­iä. Ei niis­sä ole sinän­sä mitään ylivoimaista hitaisi­in reak­tor­ei­hin ver­rat­tuna pait­si polt­toaineen käyt­tö. Kysymys ei siis ole tekni­nen vaan enem­pi taloudelli­nen. Hitail­la reak­tor­eil­la ei ole hätää niin kauan kuin hal­paa uraa­nia on saatavilla. 

    Hyötöreak­torit ja vier­essä tarvit­ta­vat polt­toaineen uudelleenkäsit­te­ly­laitok­set ovat huikean vaar­al­lisia ja kalli­ita laitok­sia. Jois­tain vir­i­tyk­sistä huoli­mat­ta en usko että niitä ale­taan rak­en­ta­maan ennenkuin uraanin hin­ta nousee raket­ti­mais­es­ti eikä mui­ta ener­gian­lähteitä ole saatavil­la. Tuskin siis koskaan.

    Siis­pä: sen sijaan että käytät 20–30 (tai jotain) mrd € hyötöreak­torin + jälleenkäsit­te­lyn rak­en­tamiseen, osta nyt samal­la rahal­la hal­paa uraa­nia hitaisi­in reak­tor­ei­hisi. Luulisin että voit näin tur­va­ta sähkön saan­tisi pidem­mäk­si aikaa kuin meistä kukaan on katsomassa.

    Peri­aat­teessa U238 kel­paa hyötöreak­tori­in. Hyötöreak­to­rien polt­toaineen jälleenkäsit­te­lyä ei ole suun­nitel­tu hitaan reak­torin tarvit­se­man rikaste­tun U235:n valmis­tuk­seen. Näis­sä jälleenkäsit­te­ly­laitok­sis­sa tosin liikkuu niin paljon plu­to­ni­u­mia, että ymmär­ret­tävästi tekni­ik­ka ei ole avoin­ta. Ei siis ihme, että on ollut vaikeaa saa­da suo­ria vastauksia.

  2. Kom­ment­ti on asi­a­ton ja ilkeä, ja sen kohta­lo bit­ti­avaru­udessa jää julka­isi­jan vas­tu­ulle, mut­ta lupaan liit­tyä ydin­voiman­uori­in, kan­taa val­tavaa ban­derol­lia, ja muutenkaan tehdä kaikkeni kuu­den­nen ydin­voimalan luvan edesaut­tamisek­si sil­lä sekun­nil­la kun Fortum/TVO/tms. hakee lupaa tur­val­lisu­us­vaa­timuk­set täyt­täväl­lä hyö­tyreak­to­ril­la joka tuot­taa kaukolämpöä.

  3. En ole varsi­nainen asiantun­ti­ja, mut­ta kun ei mui­ta vas­tauk­sia ole pal­stalle tul­lut, koetan vas­tail­la mitä van­hal­ta reak­tori­fysi­ikan kurssil­ta on päähän jäänyt ja mitä sen virk­istyk­sek­si Wikipedi­as­ta löytyy.

    Muis­te­len hämärästi kurssil­la (80-luvun puo­livälis­sä) puhutun että tun­net­tui­hin uraani­varoi­hin sisäl­tyvä ener­giamäärä olisi samaa luokkaa kuin tun­net­tui­hin öljy­varoi­hin sisäl­tyvä ener­giamäärä, jos vain U235 käytetään hyödyk­si niinkuin nyky­i­sis­sä Olk­ilu­o­to-tyyp­pi­sis­sä reak­tor­eis­sa tapah­tuu. Jos myös U238-osu­us voidaan käyt­tää, niinkuin hyötöreak­tor­eis­sa tapah­tuu, uraani­varoista irti saata­va ener­gia monikymmenkertaistuu. 

    Vaik­ka nim­im. Juhan kom­ment­ti että hyötöreak­torit eivät ole paljon kum­mem­pia kuin ei-hyötävät reak­torit pitääkin teknis­es­ti ottaen paikkansa, tun­tu­isi että hyötöreak­to­rien käyt­töönot­ta­mi­nen on täysin avainase­mas­sa mikäli ydinen­er­gian avul­la on tarkoi­tus vält­tää öljyn lop­pumis­es­ta aiheutu­va elin­ta­sorom­ah­dus niin pitkään että joko fuu­sioen­er­gia saadaan käyt­töön (jos niin koskaan käy) tai maa­pal­lon väk­iluku läh­tee lasku­un (jos niin edes käy ener­gian saan­nin jatkues­sa). Ja varsinkin hyötöreak­torit ovat tarpeen mikäli halu­taan yrit­tää sitoa ilmake­hään jo päässyt hiilid­iok­si­di takaisin hiilek­si eikä halu­ta tai pystytä tekemään sitä bio­mas­san lisäyk­sen kaut­ta aurinkovoimal­la. Tämä on vain ener­gia­sisältönäkökul­ma, turvallisuus‑, pro­lif­er­aa­tio- tai jätenäköko­h­dat j.n.e ovat pelis­sä tietenkin myös mukana.

    Ratkai­se­va seik­ka on hyötö­suhde, s.o. kuin­ka paljon uut­ta polt­toaineek­si kel­paavaa plu­to­ni­u­mia käyt­tökelvot­tomas­ta U238:sta syn­tyy per poltet­tu U235- (ja Pu239-) määrä. Jot­ta uut­ta polt­toainet­ta riit­täisi mui­hinkin ei-hyötävi­in reak­tor­ei­hin, hyötö­suh­teen pitäisi olla reilusti yli ykkösen. Parhaat saavute­tut hyötö­suh­teet lienevät luokkaa 1.2, ja tämäkin edel­lyt­tää kallista vikaan­tu­mish­erkkää tekni­ikkaa kuten jäähdy­tys sulal­la natri­u­mil­la. Tarvit­taisi­in siis viisi Super-Phenix­iä ruokki­maan yhtä Olk­ilu­o­toa (oikeas­t­aan käytän­nössä vähem­män, kos­ka Olk­ilu­o­tokin hyötää, k.s. alla). 

    Mata­lampia hyötö­suhtei­ta voi saavut­taa yksinker­taisem­mal­lakin tekni­ikalla, jopa per­in­teiset kevytvesireak­torit tuot­ta­vat jonkin ver­ran plu­to­ni­u­mia toimies­saan ja polt­ta­vatkin sitä. En muista mis­sä näin arvion Olk­ilu­odon hyötö­suh­teesta mut­ta muis­te­len että se olisi ollut luokkaa 0.4, siis jo aika merkit­tävä. Wikipedia tiesi ker­toa Ship­ping­portin kevytvesireak­torista jon­ka hyötö­suhde on ykkösen verran.

    Ihmiskun­ta tun­tu­isi tekevän melkoisen möh­läyk­sen jos se erot­telee U235:n kaikesta luon­nonu­raanista, polt­taa sen, ja menet­tää ikuisik­si ajoik­si (?) mah­dol­lisu­u­den käyt­tää U238:een sisäl­tyvät ener­giavarat. Ole­tan tässä ettei muu­takaan tarpeek­si suurim­it­taista neu­tron­ien lähdet­tä ihmiskun­nan ulot­tuvil­la ole kuin U235:n fis­sio maail­man U238-varo­jen transmutoimiseksi.

  4. Hyötöreak­torit tuot­ta­vat pros­es­sis­saan fis­sioon kel­paa­mat­tomas­ta U238:sta plu­to­ni­u­mia. Syn­tyvä plu­to­ni­um taas sopii fis­sioon, mikä paran­taa huo­mat­tavasti uraanin hyö­ty­suhdet­ta polttoaineena.

    Ongelmi­na ovat, että plu­to­ni­um sopii myös pom­mei­hin. Lisäk­si plu­to­ni­u­min erot­telu käyte­tys­tä polt­toaineesta uudelleen käyt­töä varten vaatii oman laitok­sen­sa. Jenkit esim. ovat välil­lä kieltäneet ja välil­lä hyväksyneet näi­den laitosten rakentamisen.

    Hyötöreak­tor­ei­den tekni­ikka­han sinän­sä on suur­in­pi­irtein ole­mas­sa, mut­ta taloudelli­nen kan­nat­tavu­us on vielä kaukana uraanin nykyhinnoilla. 

    Lisäk­si maail­mal­la on ainakin ollut mah­tavia poli­it­tisia voimia, jot­ka eivät halua antaa plu­to­ni­u­mia sivi­ilikäyt­töön. Ja halu­aisin kyl­lä nähdä STUKin/eduskunnan hyötöreak­to­rille ja käsit­te­ly­laitok­selle aset­ta­mat tur­val­lisu­us­stan­dard­it ja näi­den vaiku­tuk­set valmi­in laitok­sen hintaan.

    Onhan tuo uraanin hin­ta tiet­ty nouse­maan päin, vaik­ka vielä alhainen. Mut­ta kestää vielä kym­meniä vuosia ennekuin For­tum tilaa hyötöreak­torin siinäkin tapauk­ses­sa, että uraanin hin­ta jatkaa nousuaan ja muut ongel­mat ratkeavat.

    Kaikkien näi­den ongelmien jäl­keen tuo kom­ment­ti kaukoläm­möstä ehtona hyötöreak­tor­ei­den hyväksyn­nälle tun­tuu kyl­lä aika absurdilta.

  5. Asial­lisia kom­ment­te­ja. Juha, har­rastin vain pien­tä piikit­te­lyä niitä kohtaan, jot­ka pos­tu­loi­vat sel­l­aisen voimalan mitä se voisi parhaim­mil­laan olla, ja perustel­e­vat sil­lä uut­ta nykyisen kaltaista voimalaa.

  6. Taas amatööri oppi surf­faile­maan innos­tut­tuaan jotain uutta…tai tuli harhaanjohdetuksi.

    “Jos siir­ry­tään laa­jamit­tais­es­ti hyötöreak­tor­ei­hin, onko siinä ener­giantuotan­to­muo­dos­sa van­hoil­la hitail­la reak­tor­eil­la mitään sijaa?” 

    Mikä on ‘van­ha, hidas’ reak­tori? Myös hitail­la neu­troneil­la toimi­va reak­tori voidaan näköjään rak­en­taa hyötöreak­torik­si. Yllä­tyin huo­mates­sani että tule­va Olk­ilu­o­to-kol­mo­nenkin näkyy ole­van ensim­mäi­nen kap­pale tyyp­piä “Euro­pean Pres­sur­ized Reac­tor” joka on jo puoli-breed­eri. Tosin oleelli­nen paran­nus polt­toaine­taloudessa saavute­taan vas­ta kun hyötö­suhde saavut­taa break-even rajan yksi.

    “Voiko samas­ta luon­nonu­raanierästä erot­taa U235:ttä hitaisi­in reak­tor­ei­hin ja jät­tää U238:n hyödettäväksi”

    Ottaen huomioon että Can­DU-raskasvesireak­tori lie­nee ain­oa tyyp­pi joka pystyy käyt­tämään edes rikas­tam­a­ton­ta luon­nonu­raa­nia, on vaikea kuvitel­la että joku reak­tor­i­tyyp­pi pär­jäisi köy­hdytetyl­lä luon­nonu­raanil­la saati pelkäl­lä U238:lla.

    ” tai voidaanko hyötöreak­tor­eis­sa valmis­taa polt­toainet­ta hitaille reaktoreille. ”

    Luulisi tuon ole­van epäkäytän­nöl­listä saavutet­tavis­sa olevil­la hyötö­suhteil­la. Jälleenkäsit­te­ly­laitok­sil­lakin on huono maine, esimerkik­si Sellafieldillä. 

    Sen sijaan, jos sulal­la flu­o­ridil­la jäähdytet­ty MSR (hyötö­suhde ykkö­nen vaik­ka onkin ns. ‘hidas’ reak­tori) tai met­al­li­jäähdyt­teinen nopea IFR koskaan saadaan kau­pal­liseen toim­intakun­toon, ne vaikut­ta­vat houkut­televil­ta jos ker­ran eril­listä jälleenkäsit­te­ly­laitos­ta ei tarvi­ta vaan polt­toaine kul­kee sul­je­tus­sa kier­rossa yhden ja saman kom­pleksin sisäl­lä. Sul­je­tus­ta kier­rosta ei arvatenkaan riitä polt­toainet­ta ulkop­uolisille reaktoreille. 

    Mikäli IFR:n Wikipedi­as­ta löy­tyvät piir­teet eivät ole vain markki­nami­esten höpinää (jol­laisia W‑P kyl­lä vetää puolen­sa kuin huna­ja mehiläisiä), houkut­tel­e­val­ta tun­tuu sekin että uudelleen ja uudelleen reak­toriy­ti­men läpi kiertäessään polt­toaineessa muo­dos­tu­vat pitkäikäiset radioiso­too­p­it hajoaisi­vat, niin että jäl­jelle­jäävä jäte vaatisi vain 200 vuot­ta huolen­pitoa miljoonien vuosien sijaan.

  7. Mikko Kivi­ran­ta:

    Ihmiskun­ta tun­tu­isi tekevän melkoisen möh­läyk­sen jos se erot­telee U235:n kaikesta luon­nonu­raanista, polt­taa sen, ja menet­tää ikuisik­si ajoik­si (?) mah­dol­lisu­u­den käyt­tää U238:een sisäl­tyvät ener­giavarat. Ole­tan tässä ettei muu­takaan tarpeek­si suurim­it­taista neu­tron­ien lähdet­tä ihmiskun­nan ulot­tuvil­la ole kuin U235:n fis­sio maail­man U238-varo­jen transmutoimiseksi.

    Neu­trone­ja voidaan jär­jestää muu­toinkin kuin jotain fis­si­ilien iso­toop­pi­en avul­la. Voidaan esimerkik­si ampua pro­toneil­la raskai­ta neu­tron­irikkai­ta atom­e­ja (spal­laa­tio).

    Juha:


    Ongelmi­na ovat, että plu­to­ni­um sopii myös pom­mei­hin. Lisäk­si plu­to­ni­u­min erot­telu käyte­tys­tä polt­toaineesta uudelleen käyt­töä varten vaatii oman laitok­sen­sa. Jenkit esim. ovat välil­lä kieltäneet ja välil­lä hyväksyneet näi­den laitosten rakentamisen.

    Plu­to­ni­u­min iso­toopeista vain Pu-239 kel­paa pom­mei­hin. Sekoi­tus tuo­ta ja mui­ta hie­man raskaampia iso­tooppe­ja, kuten Pu-240 ja Pu-241, tuot­taa suu­tarin eikä kun­non pom­mia. Tämä johtuu siitä, että vain Pu-239:stä tehdyssä pom­mis­sa ketjureak­tio ehtii kun­non räjähdyk­sen aikaansaamisek­si riit­tävän pitkälle ennen kuin pom­mi hajoaa.

    Pu-239:n erot­telu muista reak­tor­eis­sa tyyp­il­lis­es­ti syn­tyvistä plu­to­ni­u­min iso­toopeista on pienem­män mas­salukueron takia han­kalam­paa ja kalli­im­paa kuin U‑235:n erot­telu U‑238:sta.

    Lisäk­si plu­to­ni­u­mista on ei ole käytän­nöl­listä tehdä (Pu-239:n korkean rikas­tus­vaa­timuk­sen takia) yksinker­taista putki­maista pom­mia (gun type), jos­sa kak­si alikri­it­tistä möhkälet­tä ammu­taan yhteen, jol­loin muo­dos­tuu kri­it­ti­nen mas­sa. Niin­pä plu­to­ni­u­mista tehdäänkin imploosio­tyyp­pisiä pom­me­ja, jos­sa ont­to plu­to­ni­umpal­lo ammu­taan tavanomaisil­la suun­na­tu­il­la räjähteil­lä kasaan. Täl­lais­ten pom­mien rak­en­t­a­mi­nen on teknis­es­ti vaa­ti­vaa. Esimerkik­si räjähdelinssien täy­tyy olla tarkkaan muo­toil­tu­ja ja syty­tys­ten pitää olla mikrosekun­nin tarkku­udel­la oikein.

    Pom­mi, jol­laista jokin ter­ror­i­s­tiryh­mä ryhty­isi rak­en­ta­maan, olisi var­masti putk­i­tyyp­pinen uraa­nipom­mi. Tämän­tyyp­pisen pom­min rak­en­tamises­sa voimaloista ei ole kovin paljon iloa, kos­ka uraani on niin yleinen min­er­aali maankuores­sa ja kos­ka täl­laisen pom­min rak­en­t­a­mi­nen on niin help­poa. Toki tämäkin menetelmä vaatii U‑235:n rikas­tamista luon­nonu­raanista mut­ta hyötöreak­tor­ei­den kanssa täl­lä asial­la ei ole mitään tekemistä.


    Hyötöreak­tor­ei­den tekni­ikka­han sinän­sä on suur­in­pi­irtein ole­mas­sa, mut­ta taloudelli­nen kan­nat­tavu­us on vielä kaukana uraanin nykyhinnoilla.

    Var­masti. Uraa­nia on merkit­täviä määriä muual­lakin kuin kalliop­erässä. Sitä on mm. fos­faat­ti­malmis­sa. Lisäk­si sitä on (japani­lais­ten kokei­den mukaan) mah­dol­lista erot­taa merivedestä merivir­to­ja hyö­dyn­täen muu­ta­man sadan dol­lar­in kilohintaan.

  8. Tästä asi­as­ta vielä, että ei maail­maa odota sinän­sä mikään kauhea ener­giakatas­trofi. Kun öljyn hin­ta ylit­tää sopi­van arvon — en tiedä tarkkaan mikä se on, mut­ta ei se toden­näköis­es­ti ainakaan yli 300 dol­lar­ia nykyra­has­sa ole — alka­vat kaiken­laiset vähän kalli­im­mat tekni­ikat olla kan­nat­tavia, mm. juuri tuo uraanin erot­ta­mi­nen merivedestä. 

    Ongel­ma on sil­loin tietysti se, että ener­gia on sil­loin niin kallista, että maas­ta kan­nat­taa kaivaa kaik­ki hiili ja polt­taa se ennemmin.

  9. “Neu­trone­ja voidaan jär­jestää muu­toinkin kuin jotain fis­si­ilien iso­toop­pi­en avul­la. Voidaan esimerkik­si ampua pro­toneil­la raskai­ta neu­tron­irikkai­ta atom­e­ja (spal­laa­tio).”

    Mut­ta onko spal­laa­tios­ta niin ison mit­takaa­van pros­es­sik­si että sen avul­la voi trans­mu­toi­da esim. nyky­is­ten öljy­varo­jen ener­gia­sisäl­lön ver­ran U238:aa U235:ksi? Radioak­ti­ivis­ten iso­toop­pi­en joukos­sa pro­ton­isäteil­i­jät ovat muis­taak­seni harv­inaisia, ja pro­tonien tuot­ta­mi­nen hiukkaski­ihdyt­timel­lä lie­nee hyö­ty­suh­teeltaan niin kehnoa että luulisi ener­giaa kulu­van enem­män kun lop­putuot­teesta saadaan ulos.

    Jos hiukkaski­ihdyt­timien hyö­ty­suhde saataisi­in riit­tävän korkeak­si niin sil­loin saat­taisi kan­nat­taa jo myoni-indu­soitu fuu­siokin sen sijaan että jalostet­taisi­in U238:aa. Radioak­ti­ivi­sis­sa pro­ton­isäteil­i­jöis­sä taasen luulisi ole­van sem­moi­sen vian että *jos* ne ovat inten­si­ivisiä säteil­i­jöitä ne ovat jo hajon­neet olemat­tomi­in maankuores­ta, ja *jos* eivät ole inten­si­ivisiä säteil­i­jöitä niin ei niil­lä myöskään kovin tehokkaasti U235:ttä tuote­ta. Ketjureak­tion suuri etu on että esim. uraani­in kätkey­tyvä kyky tuot­taa neu­tronei­ta säi­lyy mil­jarde­ja vuosia pitkän puoli­in­tu­misa­jan vuok­si, mut­ta kri­it­tisen mas­san kokoises­sa murikas­sa ‘puoli­in­tu­mi­sai­ka’ saadaan pudotet­tua nanosekun­tilu­okkaan asti.

  10. Ei kan­na­ta uno­htaa, että tori­u­mia on maaperässä (ainakin Wikipedi­an arvion mukaan) kolmisen ker­taa enem­män kuin uraa­nia. Niin kauan, kuin hal­paa uraa­nia on saatavil­la, uraani-fis­siovoimalat ovat parem­pi bisnes, mut­ta tori­um on reserv­inä odottamassa. 

    Suurim­mat tori­um­varat näyt­tävät löy­tyvän sel­l­aisil­ta mail­ta kuin Aus­tralia, Intia ja Nor­ja. Nor­jal­la näkyy ener­gian kanssa käyvän aina tuuri: öljy, vesivoima, tuuli, torium…

  11. “Voiko samas­ta luon­nonu­raanierästä erot­taa U235:ttä hitaisi­in reak­tor­ei­hin ja jät­tää U238:n hyödet­täväk­si tai voidaanko hyötöreak­tor­eis­sa valmis­taa polt­toainet­ta hitaille reaktoreille.”

    U‑238sta saadaan neu­tro­n­isiep­pauk­sel­la reak­toris­sa plu­to­ni­um-239ää joka näem­mä alfa­ha­joaa U‑235deksi joka kel­paisi per­in­teisi­in reak­tor­ei­hin hyvin. En ole asiantun­ti­ja joten en osaa sanoa miten taloudel­lista tuos­ta saataisi­in, Pu-239n puoli­in­tu­mi­sai­ka on kuitenkin reilu 24 tuhat­ta vuot­ta joten tämän luon­nolli­nen tapah­tu­mi­nen kestänee liian kauan, ehkä hajoamista voisi kuitenkin indu­soi­da jotenkin. Pu-239 tietysti on pahas­sa maineessa mitä uhkaku­vi­in tulee.

  12. Keskustelun avauk­seen vielä: tuotan­to­taloudel­li­sista syistä veikkaan, että ensin polte­taan kaik­ki öljy, sit­ten kaa­su, sit­ten hiili, sit­ten käytetään uraani nyky­i­sis­sä voimalois­sa ja ehkä sit­ten — fan­faar­it — hyötöreak­tor­e­i­ta ale­taan otta­maan käyttöön.

  13. Mut­ta onko spal­laa­tios­ta niin ison mit­takaa­van pros­es­sik­si että sen avul­la voi trans­mu­toi­da esim. nyky­is­ten öljy­varo­jen ener­gia­sisäl­lön ver­ran U238:aa U235:ksi? Radioak­ti­ivis­ten iso­toop­pi­en joukos­sa pro­ton­isäteil­i­jät ovat muis­taak­seni harv­inaisia, ja pro­tonien tuot­ta­mi­nen hiukkaski­ihdyt­timel­lä lie­nee hyö­ty­suh­teeltaan niin kehnoa että luulisi ener­giaa kulu­van enem­män kun lop­putuot­teesta saadaan ulos.

    U‑238:aa ei trans­mu­toi­da U‑235:ksi vaan plu­to­ni­u­min eri iso­toopeik­si. Kiihdyt­in­po­h­jaista ydin­fis­sio­ta on aivan vakavis­saan ehdotet­tu ener­giantuotan­to­tavak­si (Car­lo Rubbia).

    Kat­so: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_amplifier

  14. Tiedemies:

    Kun öljyn hin­ta ylit­tää sopi­van arvon — en tiedä tarkkaan mikä se on, mut­ta ei se toden­näköis­es­ti ainakaan yli 300 dol­lar­ia nykyra­has­sa ole — alka­vat kaiken­laiset vähän kalli­im­mat tekni­ikat olla kan­nat­tavia, mm. juuri tuo uraanin erot­ta­mi­nen merivedestä.”

    Öljy on arvokas liiken­teen polt­ton­es­teenä, sitä ei juuri käytetä sähkön­tuotan­nos­sa. Kun öljy kallis­tuu, kek­sitään keino­ja kul­jet­taa ton­nin peltipurkke­ja asfaltil­la jol­lain toisel­la tapaa, mut­ta ei se vaiku­ta ydin­voimaan, hiilivoimaan, tuulivoimaan ja mui­hin sähkön ja läm­mön tuotan­tokeinoi­hin ainakaan kovin suoraan.

    “Ongel­ma on sil­loin tietysti se, että ener­gia on sil­loin niin kallista, että maas­ta kan­nat­taa kaivaa kaik­ki hiili ja polt­taa se ennemmin.”

    Hal­paa ener­giaa maail­mas­sa riit­tää kyl­lä. Hal­vas­ta puh­taas­ta ener­gias­ta on pulaa. Hal­vas­ta liiken­teen polt­ton­es­teestä on pulaa. Ja eri­tyisen paljon on pulaa hal­vas­ta puh­taas­ta liiken­teen polttonesteestä. 

    Asi­at menevät sekaisin, jos puhutaan jostakin yleis­es­tä ener­giakri­i­sistä tai ‑pulas­ta.

  15. Öljyn hin­taka­tok­si on eräil­lä tahoil­la arvel­tu noin 200 $/tynnyri. Tämän jäl­keen kor­vaavia ener­gia­muo­to­ja alka­isi löy­tyä run­saasti. Yksi täl­lainen on hiilen nestey­tys, mikä ilmas­ton kannal­ta ei vaiku­ta kovin hyvältä — pros­es­si­in itseen­sä kuluu ener­giaa reip­paasti. Hiiltähän sinän­sä riit­tänee sadoik­si vuosiksi.

    Uusista ydin­voima­muodoista tuo Car­lo Rub­bian ja kump­panei­den alikri­it­ti­nen, kiihdyti­navusteinen reak­tori vaikut­taa mie­lenki­in­toiselta. Mitään ylivoimaista teknistä estet­tä ei pitäisi olla, vain nor­maalia insinööri­työtä. Markku Jan­tusen Wiki-linkistä eten­emäl­lä löy­tyi kus­tan­nusarvio menetelmäl­lä tuote­tun sähkön hin­nas­ta, hal­paa oli sen mukaan. Eipä ole tuos­ta ollut julk­isu­udessa kuitenkaan juuri puhet­ta. Muis­tan uutisen jostain 15–20 vuo­den takaa, että on kek­sit­ty “hyvin puh­das ja ehtymätön” ydin­voima­muo­to, mut­ta sit­tem­min asia lie­nee hau­tau­tunut tähdel­lisem­pi­en (?) asioiden alle.

    Onko tietoa, mis­tä kiikas­taa? Ilmeis­es­ti yksinker­tais­es­ti siitä, että vielä tois­taisek­si per­in­teiset ener­gia­muodot ovat liian halpoja?

    Ener­giakri­i­sistä tai ‑pulas­ta puhumi­nen ei ehkä kuitenkaan ole turhaa pelot­telua, sil­lä uusia tekni­ikoi­ta ei saa­da käden kään­teessä käyt­töön. Esimerkik­si osaa­van työvoiman puute ja laitosin­vestoin­tien raskaat pääo­maku­lut tekevät isos­ta laivas­ta hitaasti kään­tyvän tässä tapauk­ses­sa. Sik­si en pidä hyvänä nyky­istä menoa kohti suurem­paa ja suurem­paa ener­gia­ri­ip­pu­vu­ut­ta. Pitkäl­lä tähtäimel­lä voi olla, että asia ei ole sen kum­mem­min poli­it­ti­nen kuin tekni­nenkään ongel­ma, mut­ta san­o­taan 100 seu­raavaa vuot­ta voivat olla “mie­lenki­in­toisia”.

  16. Niin, minä en sitä ener­giakri­isiä main­in­nut. Oma kom­ment­ti­ni oli tarkoitet­tu vain tuo­maan esille se, että ener­giaa kyl­lä on.

  17. Tiedemies:

    “Niin, minä en sitä ener­giakri­isiä main­in­nut. Oma kom­ment­ti­ni oli tarkoitet­tu vain tuo­maan esille se, että ener­giaa kyl­lä on.”

    Halusin vain kor­ja­ta, ettei öljyn hin­nan nousu joh­da uraanin erot­tamiseen merivedestä, kos­ka öljy on niin eri­lainen ener­giatuote kuin sähkö.

    Kon­ven­tion­aalisen öljyn kallis­tu­mi­nen voi sen sijaan johtaa Kanadan ja Venezue­lan öljy­hiekan laa­jamit­taiseen hyö­dyn­tämiseen. Ikävä kyl­lä sen ilmas­to­vaiku­tuk­set ovat paljon pahem­mat kuin kon­ven­tion­aalisen öljyn.

  18. “Jos siir­ry­tään laa­jamit­tais­es­ti hyötöreak­tor­ei­hin, onko siinä ener­giantuotan­to­muo­dos­sa van­hoil­la hitail­la reak­tor­eil­la mitään sijaa?”

    Laa­jamit­tainen siir­tymi­nen hyötöreak­tor­ei­hin tuskin tapah­tuu käden kään­teessä, mut­ta lop­puti­lanteessa hitaat reak­torit eivät olisi vält­tämät­tömiä. Hitail­la reak­tor­eil­la voisi ehkä kulut­taa plu­to­ni­u­min yli­tuotan­toa, jos hyötöreak­tor­ei­den hyötö­suhde halu­taan pitää korkeana. Polt­toaineen koos­t­u­mus­ta muut­ta­mal­la hyötö­suhdet­ta saa toisaal­ta las­ket­tua. Tori­um-polt­toaineel­la voi olla mah­dol­lista toteut­taa hidas vesi­jäähdyt­teinen hyötöreaktori. 

    60–70-luvun kaavailuista tilanne on sikäli muut­tunut, että hyötöreak­to­rien käyn­nistyk­seen on nyt yllin kyllin plu­to­ni­u­mia hitaiden reak­tor­ei­den polt­toaine­jät­teessä. Laskeske­lin, että n. 20 vuo­den käyt­tö tuot­taa plu­to­ni­u­mia riit­tävästi yhden hyötöreak­torin käyn­nistämiseen. Hyötö­suh­teen mak­si­moin­nil­la ei siten ole enää saman­laista merk­i­tys­tä kuin ennen ellei hyötöreak­tor­e­i­ta raken­neta nopeasti tuhansia. 

    “Voiko samas­ta luon­nonu­raanierästä erot­taa U235:ttä hitaisi­in reak­tor­ei­hin ja jät­tää U238:n hyödet­täväk­si tai voidaanko hyötöreak­tor­eis­sa valmis­taa polt­toainet­ta hitaille reaktoreille”

    Kumpikin olisi var­maan mah­dol­lista: hitaiden reak­tor­ei­den uraa­nipolt­toaine tuotet­taisi­in kuten nykyään ja hyötöreak­to­rien yli­jäämää voisi käyt­tää MOX-polt­toaineena. Pelkkä MOX-polt­toaine hitaas­sa reak­toris­sa tosin on ongel­mallista reaktorifysiikaltaan. 

    Pelkkiä nopei­ta reak­tor­e­i­ta voisi käyt­tää ilman väkevöin­ti­laitok­sia, jot­ka ovat proliferaatiouhka.

  19. Tämäkö oli ydin­voimakeskustelun pääan­ti? Filoso­foin­tia siitä onko hyö­tyreak­tor­e­i­ta oikeasti olemassa?

    Minä kun luulin että pääar­gu­ment­tisi, Osmo, ydin­voimaa vas­taan oli että sil­lä ei saa­da vähen­net­tyä fos­si­ilipäästöjä. Tämän käsi­tyk­sen virheel­lisyys mielestäni oiot­ti­in hyvinkin perus­teel­lis­es­ti. Eikös kan­nat­tai­sis hie­man blo­ga­ta siitä miten ydin­voima oikeasti sul­kee hiilivoimaloita?

    CANDU reak­tor­e­i­ta on ihan oikeasti ole­mas­sa, ne käyt­tävät ihan oikeasti luon­nonu­raa­nia. Ne käyt­tävät jopa Tori­u­mia jos luon­nonu­raani sat­tuisi loppumaan.

    Plu­to­ni­u­mi ei ole mikään absolu­ut­ti­nen paha. Sen myrkyl­lisyys ei juuri eroa muista raskas­met­alleista. Jos siitä halu­aa tehdä ydi­naseen niin ensik­si täy­tyy olla oikean­laisia iso­toope­ja. Sen jäl­keen vielä vaa­di­taan hyvin laa­ja ydi­naseo­hjel­ma. Jos jokin maa/ryhmä halu­aa ydi­naseen niin se ei käy sitä kaut­ta että he kek­sivät että heil­lä on hyötöreak­tori ja sit­ten salaa rak­en­ta­vat pom­min. Tie on se että raken­netaan pom­mi­tuotan­toon sopi­va reak­tori (esim Tsher­nobyl-tyyp­pinen) ja sen kyl­keen rikas­tus­laitos. Ja sit­ten tarvi­taan muu­ta­ma sata tiedemiestä suunnittelemaan.

    Kysymys uraanin riit­tävyy­destä ei ole rel­e­vant­ti. Ne jot­ka raken­nut­ta­vat ydin­voimaloi­ta tietävät parhait­en. Ei kukaan rupea rak­en­ta­maan ydin­voimalaa (omil­la rahoil­laan) jos tietää että sille ei riitä polt­toainet­ta. Raken­nut­ta­jat kyl­lä ihan oikeasti miet­tivät näitä asioi­ta. Se ei ole poli­itikko­jen asia. Poli­itikko­jen asia on määritel­lä miten paljon saas­tut­tamista sallimme.

  20. Tie on se että raken­netaan pom­mi­tuotan­toon sopi­va reak­tori (esim Tsher­nobyl-tyyp­pinen) ja sen kyl­keen rikas­tus­laitos. Ja sit­ten tarvi­taan muu­ta­ma sata tiedemiestä suunnittelemaan.

    Jos joku ns. rois­to­val­tio halu­aa min­imi­vaival­la ja salaa pom­min ja vain pom­min, se käy näin:
    — kaive­taan uraa­nia­malmia maankuores­ta, jos­sa sitä on melkein kaikkialla
    — tehdään uraaniheksafluoridia
    — raken­netaan rikas­tus­laitos, jos­sa on sentrifugeja
    — tehdään pom­mipuh­taak­si rikaste­tus­ta U‑235:stä(n. 90% rikas­tusaste) putk­i­tyyp­pinen ydin­pom­mi (help­poa kuin heinänteko).

    Ydin­voimaloiden, puhu­mat­takaan hyötöreak­tor­eista, kanssa pelleilystä ei ole mitään muu­ta iloa kuin, että omaa kaivos­toim­intaa ei sil­loin tarvi­ta, kos­ka ydin­sulku­sopimuk­sen osa­puo­lille tur­vataan polt­toaine­huolto. Toisaal­ta ydin­sulku­sopimuk­sen osa­puolten voimaloi­ta valvotaan.

    Jos joku val­tio vält­tämät­tä halu­aa rak­en­taa pom­min, se ei siihen mitään ydin­voimaloi­ta tarvitse.

  21. Esimerk­ki uud­es­ta kon­sep­tista jonkalaiset saat­ta­vat mullis­taa täysin ydin­voiman käyt­tööno­ton reunaehdot
    http://www.hyperionpowergeneration.com, ellei sivu ole sit­ten jäänyt net­ti­in viime april­lipäivän jäljiltä. 

    Main­ospuheen mukaan itsesäätelevä ja inher­en­tisti tur­valli­nen reak­tori, joka mah­tuu kuor­ma-autol­la käyt­töko­hteeseen kul­jetet­tavak­si, tuot­taa 5 vuo­den ajan 70MW ter­mistä tehoa (25MW sähköä), minkä jäl­keen se palaute­taan avaa­mat­tomana tehtaalle huol­let­tavak­si ja uudelleenladattavaksi.

    Iso joukko aivo­ja työsken­telee ener­giakysymys­ten kim­pus­sa, ja määrän luulisi lisään­tyvän sitä mukaa kun Tser­nobyl etään­tyy his­to­ri­aan ja fos­si­ilis­ten polt­toainei­den ongel­mat kär­jistyvät. Yhtä ja toista uut­ta lie­nee odotet­tavis­sa siltäkin tutkimuk­sen rintamalta.

  22. No, menee se noinkin. Ajat­telin siltä kannal­ta että ehdot­tomasti halu­aa hyö­dyn­tää ydin­voimalaa pomminteossa.

    Voitaisi­in siis kieltää ydin­voimalat niiltä mail­ta joil­la ei ole uraa­nia kallioperässään/merivettä käytettävissään.

    Kek­si­ikö joku sel­l­aisen valtion?

  23. Jim­my Carter vissin aikoinaan kiel­si noiden jälleenkäsit­te­ly­laitosten rak­en­tamisen USAs­sa. Ideana oli vas­tus­taa plu­to­ni­u­min yms. lev­iämistä. Kiel­to kait käytän­nössä lopet­ti hyötöreak­tor­ei­den kehit­te­lyn jenkeissä. 

    En tosin tiedä, että mikä on nykytilanne.

  24. Täy­tyy myön­tää, että hyötöreak­torit näyt­tävät todel­la houkut­tel­e­val­ta energiamuodolta. 

    Ehkä tässä nähdään vielä jonkin ver­ran riske­jä jot­ka eivät vält­tämät­tä ole enää todellisia. 

    Mielestäni EU:n pitäisi käyn­nistää aiheesta pilot­tipro­jek­ti. Lähetinkin aiheesta jo yhden mailin Euro­pean Ener­gy Foru­min hal­li­tuk­sen jäse­nille mut­ta lisääkin ehkä voisi lähettää.

  25. Luin, että joku teol­lisu­us­ryh­mit­tymä olisi ehkä aikeis­sa tar­jo­ta Suomelle uut­ta tori­umy­d­in­voimalaa jopa aika pian.

    Mil­lähän tasol­la alan yksi­tyisen sek­torin osaami­nen täl­lä het­kel­lä oikeasti on? Kuin­ka paljon riske­jä olisi tila­ta tuol­laisia koekap­palei­ta? Mil­lainen työryh­mä tarvit­taisi­in arvioimaan riske­jä ja valvo­maan projektia? 

    Entä jos EU perus­taisi pilottiprojektin..Intian 300 MW koereak­tori vaikut­taa myös mie­lenki­in­toiselta, tietääkö kukaan onko se täysin tur­valli­nen mm. yti­men sulamis­riskien yms suhteen?

    Int­ian reak­torista on muis­taak­seni tulos­sa isom­pi tuotan­tokäyt­töön kel­paa­va malli jopa aika pian..

  26. EU:llakin on näköjään akti­ivi­nen tori­umvoimalao­hjel­ma kuitenkin, tämä sivu aiheesta on kau­pal­lisen kil­pail­i­jan sivul­la joten se sisältää kri­ti­ikkiä, mah­dol­lis­es­ti liikaakin, mut­ta mie­lenki­in­toista kyllä:

    http://www.torium.se/SUMO.htm

    Tämä ruot­salainen fir­ma on yksi Suomelle mah­dol­lis­es­ti voimalaa tar­joav­ista ja sanoo omis­ta­vansa alal­ta jo tärkeitä patentteja.

  27. Ei hyötöreak­torite­knolo­gia ole tule­vaisu­u­den teknolo­giaa, vaan ns. nopean neu­tro­n­is­pek­trin 4. sukupol­ven reak­torit, jot­ka ovat vähän saman­laisia kuin van­hat hyötöreak­torit, joil­la tähdät­ti­in vain tuot­ta­maan enem­män fis­si­ile­jä iso­tooppe­ja, kuin ketjureak­tioon tarvit­si. Näil­lä uusil­la reak­tor­eil­la voidaan myös “polt­taa” eli trans­mu­tuoi­da pois käyte­tyn polt­toaineen pitkäikäiset iso­too­p­it eli “aktini­d­it”. Pros­es­sis­sa syn­tyy nyky­istä korkeam­mal­la hyö­ty­suh­teel­la ener­giaa, ja siinä voidaan hyö­dyn­tää uraani­varo­jen lisäk­si tho­ri­um­varo­ja samal­la saavut­taen sul­jet­tu polt­toaineen kier­to ns. Dou­ble-stra­ta fuel cycle.

    Tämähän on vain hie­man kom­pos­toin­tia mon­imutkaisem­paa, ja pois­taa kaik­ki huo­let lop­pusi­joituk­ses­ta ja uraanin lop­pumiselta. Osmo Soini­vaaran epämääräis­ten tieto­jen­han mukaan uraani­varathan riit­tävät vain neljän vuo­den maail­man ener­giantuotan­non tarpeisi­in. Toki tilanne on paljon lohdullisem­pi, kos­ka ydin­voimaa raken­netaan vas­ta nyt lisää merkit­täviä määriä, eikä maail­ma vieläkään tuo­ta merkit­tävää määrää ener­giaa ydin­voimal­la, vain noin 5,8 %.

    Käyte­tyn polt­toaineen lop­pusi­joituk­sel­lakaan ei todel­la ole enää kiire. Se on tois­si­jainen, epä­toiv­ot­tu vai­h­toe­hto. Käytet­ty ydin­polt­toaine tulee ole­maan 4. sukupol­ven (Olk­ilu­o­to 3 on kol­mat­ta sukupolvea) reak­tor­e­it­ten polt­toaine­huol­los­sa merkit­tävä raa­ka-ainelähde, jota ei sit­ten enää kan­na­ta sinetöidä kalliop­erään vaaran­ta­maan tule­vaisu­ut­ta, vaan se muut­tuu vaarat­tomak­si trans­mu­tuoin­nin tulok­se­na mah­dol­lis­taen kan­nat­ta­van ja käytän­nössä täysin hiilid­iok­sidi­va­paan energiantuotannon.

    Uskon, että 2020 men­nessä, jol­loin Suomen ydin­jät­teen lop­pusi­joi­tu­so­hjel­man, eli KPA:n siir­ron lop­pusi­joi­tustiloi­hin pitäisi alkaa, on jo näköpi­iris­sä tämän teknolo­gian toteut­ta­mi­nen 2030 men­nessä. Ja rak­en­teil­la ole­va lop­pusi­joi­tusti­la muut­tuu väli­varas­tok­si, jota ei koskaan sinetöidä ja sul­je­ta, eikä tarvi­ta varmis­taa tuhan­sia vuosia varten. Fuu­siore­ak­torite­knolo­giaa odote­taan vas­ta 2050, eli senkin saatamme vielä nähdä, ken sinne elää. Eli mei­dän eli­naikanamme markki­navoimat ratkai­se­vat tämänkin ongelman!

    Linkke­jä: http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_reactor_technology#Generation_IV_reactors http://www.jaea.go.jp/jaeri/english/press/990318/fig01‑1.html

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.

Notify me of followup comments via e-mail. You can also subscribe without commenting.