KESKUSTELU

Fissiotuotteita syntyy toriumpolttoaineeseen samaan tapaan kuin uraanipolttoaineeseenkin, ja sieltä lyötyy kyllä pitkäikäisiäkin nuklideita joiden puoliintumisajat ulottuvat aina miljooniin vuosiin asti. Yksi hyvä esimerkki ikävästä pitkäikäisestä fissiotuotteesta on teknetium-99, jonka puoliintumisaika on reilu 200,000 vuotta.

Mitä ajoin takaa, on kuitenkin se, että vaikka polttoaineeseen ei synny plutoniumia, sinne syntyy kyllä muita pitkäikäisiä aktinideja toriumin transmutaatioketjussa. Kun kyse on jälleenkäsittelyyn perustuvasta polttoainekierrosta, tilanne ei vertaudu ihan 1:1 uraanipolttoaineeseen ja suoraan loppusijoitukseen, mutta väite siitä että toriumin käyttö poistaisi ydinjäteongelman ei kyllä mitenkään päin tulkittuna pidä paikkaansa. Tilanne saattaa jollain loppusijoitusaikavälillä olla parempi, mutta tuhansien vuosien säilytysajasta toriumpolttoaineenkin loppusijoituksessa silti puhutaan.

Onhan niiden määrissä sentään eroa ja toriumilla riittävyydelle ei voi määrittää järkevästi rajaa. Fukusiman yksi ongelmista on materiaalin suuri määrä.

Zäp, tiedätkö sinä tosiaan määrällisesti paljonko esimerkiksi tuo Åkerin toriumreaktori tuottaa pitkäikäistä ydinjätettä per tuotettu terawattitunti verrattuna perinteiseen?

Minun käsitykseni mukaan määrä on promilleja tai enintään prosentteja. Tämä tarkoittaa jo niin pientä määrää pitkäikäistä jätettä että meillä on mahdollista päästä siitä eroon turvallisesti siten ettei se aiheuta taloudellista haittaa. Jos loppusijoittamisesta ollaan huolissaan niin aktinidijäte voidaan transmutatoida fissiiliksi edelleen. Ei tämä ole kuin hintakysymys. Mutta ei se ole liian kallista haudata jätettä viiden kilometrin syvyyteen jossa ne säilyy haudattuna ilman korroosion kestävää säilytysastiaakin satoja kilovuosia ennen kuin nousevat maanpinnalle geologisten prosessien kautta.

Jäteongelma on siis toriumreaktorissa ihan eri kertaluokassa kuin perinteisessä.

Fukushimassa ongelmana ovat lyhytikäiset radionuklidit, eli pääasiassa fissiotuotteet. Fissioiden lukumäärä on suoraan verrannollinen reaktorilla tuotettuun energiaan, eli fissiotuotteiden syntyminen ei riipu polttoaineen tyypistä. Se, miten paljon reaktorissa on onnettomuushetkellä radioaktiivisuutta, riippuu käytännössä siitä miten kauan polttoaine on ollut reaktorissa. Lyhytikäiset isotoopit, esim. I-131, tosin saavuttavat maksimikonsentraationsa jo suhteellisen nopeasti reaktorin käynnistämisen jälkeen.

Jos tarkastellaan pelkkää plutoniumia ja korkeampia aktinideja, mitään jäteongelmaa ei toriumreaktorissa ole. Sama pätee jos väitetään että uraani on pelkkää polttoainetta.

Todellisuudessa tilanne on kuitenkin paljon monimutkaisempi. Perinteisestä suorasta polttoainekierrosta poiketen toriumilla toimiva reaktori vaatii aina polttoaineen jälleenkäsittelyn, jossa polttoaineesta erotetaan sinne syntynyt uraani, jonka U-233 -isotooppi toimii polttoaineena seuraavalle seuraavalle vaiheelle. Polttoaineeseen syntyy kuitenkin myös isotooppia U-234, joka ei ole fissiili, ja siksi huonontaa käytettävän uraanin laatua.

Jossain vaiheessa uraanin laatu menee niin huonoksi että käytetty polttoaine on pakko loppusijoittaa, jolloin pitkäikäinen aktiivisuus on peräisin noista kahdesta, n. 200,000 vuoden puoliintumisajalla hajoavasta nuklidista, sekä näiden hajoamisketjuista. Meillä on siis kaikesta huolimatta loppusijoitettavana pitkäikäistä ydinjätettä.

Tuohon esittämääsi kysymykseen on mahdoton vastata ilman että määrität minkälaista ajanjaksoa ja minkälaista polttoainekiertoa vertailussa tarkastellaan. Jos kyse on muutamasta sadasta vuodesta, uraani- ja toriumpolttoaine eivät eroa toisistaan millään tavalla, sillä radioaktiivisuus on tuolla aikavälillä peräisin fissiotuotteista. Pidemmällä aikavälillä toriumpolttoaine saattaa olla jossain vaiheessa parempi, ja jossain vaiheessa taas huonompi vaihtoehto, koska hajoamisketjut ovat erilaisia.

Transmutaatiossa puolestaan törmätään ihan samoihin ongelmiin kuin uraanijätteenkin kanssa. Se, mikä toimii fyysikoiden mielestä paperilla, ei toimikaan samalla tavalla käytännössä insinöörien, kemistien, ekonomistien tai poliitikkojen mielestä.

Zäp, ei kysymykseen ole mahdoton vastata. Aina voit mutuilla suuruusluokka-arvion. Eli mikä on sinun arviosi verrattuna perinteiseen. Sinun mutusi on kuitenkin monta kertaluokkaa tarkempi kuin minun mutuni.

En usko että eri hyötöreaktorityyppien välillä on erityisen suuria eroja, koska ne kaikki voivat hyödyntää noin 60-100 kertaa enemmän fissioenergiaa kuin perinteinen. Tämä tarkoittaa että radioaktiivisia aktinideja, joita ei siis kannata hyötää fissiiliksi jää jäljelle enintään yksi sadasosa perinteiseen verrattuna.

Minun vastaukseni/arvioni/mutuiluni oli promilleja tai enintään prosentteja, eli kyse on sellaisesta määrästä pitkäikäistä ydinjätettä, joka syntyy minun elämäni aikana käyttämästä energiasta että jäte mahtuu sormustimeen. Perinteisellä ydinvoimalalla minun tuottamani ydinjäte mahtuu kokistölkkiin.

Tämä on niin pieni määrä, että esimerkiksi U-234 voidaan kyllä transmutatoida fissiiliksi ilman että se lisää oleellisesti kustannuksia. Kyse on vain siitä halutaanko näin tehdä, koska siitä on hieman vaivaa ja sen turvalliselle käsittelylle voi olla olemassa myös helpompia, turvallisempia ja halvempia tapoja.

En tiedä.



Minä yritin selittää mikä on oma käsitykseni asiasta. Kertoisitko sinä nyt ystävällisesti että mihin tuo oma vastauksesi/arviosi/mutuilusi perustuu?

Ja näissä ydinvoima-asioissa joutuu muuten monesti turvautumaan sellaisiinkin käsienheiluttelutermeihin kuten aktiivisuus ja radioaktiiviset hajoamisketjut, vaikka jätteen määriä olisikin mukavampi ja ennen kaikkea yksinkertaisempi mittailla sormustimilla ja kokistölkeillä.

Zäp, olit yhtä nopea kuin nimimerkkisi vastaamaan... ensimmäinen vastaukseni oli huono, joten editoin kaksi ylintä kappaletta viksumpaan muotoon jossa myös esitin perustelun mihin perustuu arvioni siitä että aktinidijätettä syntyy enintään prosentti perinteiseen verrattuna.

Lisäys: Ajatus on siis siinä että vaikkemme ehkä pääsekään toriumreaktorilla loppusijoituksesta, niin ainakin päässemme loppusijoitusongelmasta, koska tuotettua ydinjätettä syntyy niin vähän per tuotettu terawattitunti, ettei sen turvallisella loppusijoittamisella ole käytännöllistä vaikutusta tuotetun sähkön hintaan. Joten loppusijoitus ei ole enää ongelma. Ydinteknologiassa kaikki ongelmat ovat kuitenkin vain taloudellisia ongelmia.

Massasuhteissa voidaan sanoa olevan merkittävä ero jos toinen pitää haudata kallioluolaan ja toisen voi ampua ulkoavaruuteen silläkin riskillä että "piss of" mielialainen örkki tulee mesomaan että "paskatkaa omat nurkkanne. Ollaan naapureita joo, tuossa sadan valovuoden päässä vaan".

Jälleenkäsiteltävälle ydinjätteelle ei tehdä isotooppien separointia. Uraanista ei siis voida erottaa fissiilejä ja ei-fissiilejä isotooppeja omiin ryhmiinsä, vaan polttoaine on mitä on. Sama pätee plutoniumkiertoon perustuville hyötöreaktoreille. Polttoaineen isotooppikoostumus sitten taas määrää minkälaiseen reaktoriin sitä voidaan syöttää ja millä reunaehdoilla.

Pointti on joka tapauksessa se, että toriumkierrolla saavutettava plutoniumin nollatuotanto ei ratkaise ongelmia, sillä muut pitkäikäiset aktinidit lunastavat plutoniumin paikan. Ne edut jotka saavutetaan vertailussa suoraan loppusijoitukseen, saavutetaan myös plutoniumkiertoon perustuvilla hyötöreaktoreilla. Toriumkierron todellinen etu on siinä, että homma saadaan toimimaan termisessä neutronispektrissä ilman sulametallijäähdytteisiä nopeita reaktoreita. Nykyisiin uraania polttaviin kevytvesireaktoreihin verrattuna kyse on silti vaikeammasta ja kalliimmasta teknologiasta.

Zäp, mielestäni nyt olet kyllä hakusessa suuruusluokkien hahmotuksesi kanssa. Esimerkiksi Åkerin toriumreaktorin konsepti tuottaa vain 6‰ radioaktiivisia aktinideja siitä mitä perinteinen rikastetulla uraanilla toimiva ydinreaktori tuottaa.

Lisäksi Åker on ainakin markkinointipuheissaan täysin eri mieltä kanssasi teknologian kyvystä kilpailla perinteisen ydinvoiman kanssa, vaan on päinvastoin sitä mieltä että sikäli jos lyijy ei muodostu hintaa rajoittavaksi tekijäksi, niin Åkerin konsepti on paperilla halvempi kuin perinteinen ydinvoima koska yksinkertaisesti sen polttoaineen kulutus, käsittely ja jälleenkäsittely on kustannuseränä merkityksetön.

Accelerator Driven Thorium Reactor power station
http://www.akersolutions.com/Global/Pan ... entury.pdf

Ai että markkinointipuheessa väitetään että jälleenkäsittelyteknologia, josta on kokemusta korkeintaan laboratoriomittakaavassa, ja reaktoriteknologia, joka on olemassa vain paperilla, tuottaa halvemman lopputuloksen kuin teknologia joka on ollut kaupallisessa käytössä melkein 60 vuotta? Jos tässä vaiheessa eivät hälytyskellot ala soimaan, niin koska sitten?

Zäp, sinä vain mutuilet...

Minä taas olen kuulevinani kritiikissä vanhan tutun "Kaikki merkittävä on jo keksitty". Vaikka asialla on suuri energiayhtiö ja idean lähde on nobel fyysikko.

Perinteinen voimalaratkaisu tuotti asemateriaalia ja siksi sitä 60 v on markkinoitukin.

Ei tuossa ole kyse mistään uudesta keksinnöstä. Noita kiihdyttimellä ajettavia alikriittisiä reaktoreita on tutkittu kauan, käyttökohteena lähinnä korkeampien aktinidien transmutaatio, ja niistä taisi joskus 2000-luvun alussa olla joku suuri EU-projektikin. Paperille ne ovat kaikki jääneet, ja nykyinen näkemys on minun ymmärtääkseni se, että samaan lopputulokseen päästään helpommin käyttämällä kriittisiä nopeita reaktoreita.

Rubbian "Energy Amplifierissa" on kyse samasta vanhasta konseptista, eikä sekään ole ottanut tuulta alleen Nobel-fyysikon lämmittely-yrityksistä huolimatta.



Tuo puolestaan ei pidä edes paikkaansa. Kevytvesireaktoriteknologia on luotu nimenomaan kaupallisen ydinvoiman tarpeisiin. Ne asemateriaalin tuotantoon tarkoitetut reaktorit edustavat teknologian edellistä sukupolvea. Jos jotain sotilaskytkentää kevytvesireaktoreista haluaa hakea, niin se löytyy sitten USA:n ja Neuvostoliiton sukellusveneteknologian puolelta.