Þóríum kjarnorkuver getur verið besta lausnin

 

Ása-Þórr var sterkastur allra ása í norrænu goðafræðinni.  Hann kann að hafa verið mest dýrkaður allra ása á Íslandi til forna, alla vega á Snæfellsnesi, þar sem mörg örnefni bera nafn hans enn í dag.  Árið 1828 uppgötvaði sænski efnafræðingurinn Jöns Jacob Berzelius nýtt frumefni í kristöllum frá Noregi, sem hann gaf nafnið Thorium eða þóríum.  Sennilega á nafngiftin mjög vel við, því nú lítur út fyrir að geislavirka efnið þóríum, sem ber skammstöfunina Th í efnafræðinni, verði aðal uppistaðan í nýrri tegund kjarnorkuvera. 

Kjarnorkuver, sem nýta geislavirkt úraníum, sjá heiminum fyrir um 14% af allri orkuþörf í dag.  Í sumum löndum, til dæmis Frakklandi, er kjarnorkan aðal orkulindin.  En þeim fylgja ýmiss vandamál.  Eitt það stærsta er hættulega geislavirkur úrgangur, sem er geislavirkur í meir en tíu þúsund ár. Annað verkfræðilegt vandamál er að í þessum kjarnorkuverum er vatnskerfi undir mjög háum þrýstingi og hita, sem hefur reynst erfitt að stjórna og kann að orsaka sprengingar, eins og til dæmis í Chernobyl, Three Mile Island og Fukushima.  Þriðja vandamálið er að úrgangurinn inniheldur mjög geislavirkt plútóníum.  Málmurinn plútóníum er eðlisþyngsta frumefnið, með eðlisþyngd um 19,8, en svo geislavirkt að það er volgt við snertingu. Það er jafnvel eldfimt við venjulegan hita.

Í seinni heimsstyrjöldinni vann hópur bandarískra vísindamanna í mikilli leynd við Manhattan Project að því að framleiða plútóníum-239.  Það var síðan notað til að gera kjarnorkusprengjuna Fat Man, sem var varpað á japönsku borgina Nagasaki í ágúst 1945, eins og frægt er.  Það þarf aðeins um 4 kg af plútóníum til að gera kjarnorkusprengju.

Geislavirka frumefnið plútóníum er þannig einn mesti og mikilvægasti afrakstur af úraníum kjarnorkuverum fyrir hernaðariðnaðinn.  Þessi einfalda staðreynd mun vera aðalástæðan fyri því að úraníum var ofaná í kjarnorkuverum kalda stríðsins, þegar eftirspurn eftir plútóníum var mikil.  Stórveldin hafa haldið áfram að safna plútóníum birgðum í kjarnorkuverum sínum eftir að Kalda Stríðinu lauk og nú er óttast að önnur ríki, til dæmis Íran, séu að safna plútóníum á þennan hátt. 

En það er hægt að reisa kjarnorkuver, sem brenna ekki úraníum og framleiða því ekkert plútóníum. Það eru þóríum kjarnorkuver.  Það var kjarneðlisfræðingurinn Alvin Weinberg sem hannaði þóríum kjarnorkuver í Oak Ridge árið 1960 en honum var sagt upp árið 1973 og orkuverinu lokað. Úraníum varð ofaná  í kjarnorkustofnun Bandaríkjanna, Nuclear Regulatory Commission, vegna þess að það gaf af sér plútóníum fyrir kjarnorkusprengjur.

Það þarf nú að beita þóríum til að skera á naflastrenginn, sem í dag tengir kjarnorkuver við kjarnorkuvopn og hernað.  Á jörðu er þóríum um fjórum sinnum algengara en úraníum og miklar birgðir eru því til staðar. Það er til dæmis algengara í jarðskorpunni en blý. Í Bandaríkjunum eru nú til byrgðir sem nægja allri orkuþörf landsins í eitt þúsund ár! Þóríum finnst í mestu magni í fornu bergi meginlandanna, einkum í graníti og skyldum bergtegundum. Í þessu bergi er þóríum aðallega í steindum eða kristöllum af gerðinni mónazít, sem hefur efnaformúluna Ce,La)PO4.    Myndin til hliðar sýnir slíkan kristall af monazíti. Ef ég væri að leita að þóríum, þá færi ég til Eystribyggðar í suður Grænlandi eða á önnur svæði með mikið magn af graníti. Þóríum finnst samt á Íslandi, en í mjög litlum mæli. Venjulegt blágrýti inniheldur um 2 ppm af þóríum en það er basaltið á Snæfellsnesi og í Öræfajökli, sem er ríkast af þóríum, með um 3 ppm. 

Enginn hefur enn byggt starfandi þóríum orkuver, en miklar vonir eru bundnar við þessa tegund kjarnorku.  Ekki eru allir jafn sofandi og bandaríkjamenn á þessu sviði. Kínverjar eru til dæmis að setja á laggirnar risastórt rannsóknarverkefni til að þróa og reisa þóríum kjarnorkuver. Þeir byrja með $350 milljónir og140 vísindamenn, en gert er ráð fyrir að 750 manns vinni við verkefnið eftir tvö ár.  Með því hyggjast þeir losa sig við kolabrennslu og bæta þar með gæði andrúmslofstins yfir Kína og draga úr hnattrænni hlýnun.  Noregur og Japan eru einnig að rannsaka möguleika á þóríum orkuverum.  Einn af stóru kostunum við þóríum kjarnorkuver er það, að þar er hægt að brenna þeim geislavirka úrgangi, sem safnast hefur saman nú í hálfa öld í venjulegum kjarnorkuverum. Þóríum 232 breytist í úraníum 233 sem er eldsneytið í þóríum kjarnorkuverinu. En það kemur ekkert pútóníum út úr þóríum orkuverum.  Af þeim sökum hafa hryðjuverkamenn engan áhuga á að ræna þóríumver til að komast yfir kjarnorkusprengjuefni.

Þegar maður fer að kynna sér málin sem snerta kjarnorku, þóríum og úraníum, þá vekur það strax furðu að ekki skuli vera meira gert til að koma þóríumorkuverum í gang. Í Bandaríkjunum er eiginlega samsæri hins opinbera að útiloka þóríumver en halda gömlu úraníumverunum gangandi. Er það einungis vegna framleiðslu á plútóníum til sprengjuefnis? Þetta þarf að rannsaka frekar.

Athugasemdir

[Ágúst H Bjarnason, 1.2.2013 kl. 07:16]

Sæll Haraldur.

Kannski væri þetta tækifæri fyrir okkur hér á Íslandi.

Landsvirkjun hefur mikinn áhuga á að leggja rafstreng til Englands, en vandamálið er að nú má helst ekki virkja neitt hér á landi.

Lausnin í framtíðinni gæti verið Þóríum orkuver á Íslandi sem framleiddi rafmagn fyrir umheiminn. Við erum þá ekki að tala um smávirkjun, heldur svosem tífalda Kárahnjúkavirkjun, hið minnsta. Með því að nýta Atlantshafið til að kæla eimsvalanna í stað kæliturna, og með því að reisa mannvirkið að miklu leyti neðanjarðar, og með því að reisa það á þeim stað þar sem væntanlegur strengur kemur á land, yrðu umhverfisspjöll engin.

Engar sýnilegar byggingar, engir kæliturnar sem spúa gufumekki og engar háspennulínur; orkuverið nánast ósýnilegt.    Ekki er verra að nafnið Þóríum tengist goðafræðinni, það gæfi því sérstakan dulmagnaðan blæ.  Þar sem orkuverið losar ekki koltvísýring yrði vafalítið ekki erfitt að sannfæra náttúruverndarfólk um að rafmagnið frá Þórsvirkjun á Íslandi sé vistvænt.

Hvernig líst þér á?



 

[Haraldur Sigurðsson, 1.2.2013 kl. 11:20]

Það er sennilega stórt og dýrt verkfræðilegt verkefni að reisa síkt orkuver.  Ef til vill eiga íslendingar tækifæri hér, þegar erlendir aðilar eru búnir að þróa betur tæknina. 

[V.Jóhannsson (IP-tala skráð) 1.2.2013 kl. 16:22]

Er ekki meinloka hér á ferð. Ef erlendir aðilar þróa betur tæknina, þá reisa þeir risaorkuver sjálfir og það út um allar trissur t.d. í Skotalandi.

[haraldur (IP-tala skráð) 1.2.2013 kl. 16:28]

Það er einmitt kosturinn við þóríum orkuver. Þau er hægt að reisa þar sem orkuþörfin er mest. óþarfi að leggja langa strengi.  Ekkert vit í að leggja strengi yfir hafið, til dæmis. Á tuttugustu öldinni var jafnvel talað um að þróa svo lítil þóríum orkuver að þau geta knúið stórar herþotur.  Ég er ekki að leggja til að þóríum orkuver verði þróuð á Íslandi heldur er ég að benda á að hér er orka sem getur verulega dregið úr losun koltvíoxíðs og þar með dregið úr hnattrænni hlýnun um heim allan. Mikilvægt fyrir Kína, Indland og sleiri orkufrekar þjóðir.

[Ásgrímur Hartmannsson, 1.2.2013 kl. 17:32]

Chenrobyl, 3 mílna eyja & Fukushima segir okkur þrennt:

1: ekki láta bjána stjórna kjarnorkuverunum.

2: ekki fikta í kjarnorkuverunum.

3: komið kjarnorkuverunum fyrir einhversstaðar þar sem flæðir ekki yfir þau.

Fukushima var svo það síðasta sinnar tegundar í japan, ef ekki heiminum.

Tengingin milli þeirra kjarnorkuvera sem við höfum í dag og kjarnavopna, er að þetta er sama eldsneytið. Eftir 200 ár eða svo verðum við búin með efnið í sprengjunum, ef fram fer sem horfir.

Nema að sjálfsögðu við minnkum kjarnorkunotkunina.

[Ágúst H Bjarnason, 1.2.2013 kl. 17:43]

Haraldur. Ég er sammála því að þóríum orkuver eru mjög áhugaverð og þakka mjög góðan pistil.  Lengi hefur menn dreymt um samrunaofna, en það er örugglega langt þangað til þeir verða að veruleika, hve langt er auðvitað ómögulegt að segja.  Hugsanlega má líta á þóríum orkuver til að brúa bilið þangað til...   Svona þóríum orkuver þurfa ekki að vera stór, kannski ekki stærri en kjarnorkuverið sem menn voru að spá í fyrir Vestmannaeyjar árið 1968.

Hmmm...  Kannski Skotar verði bara á undan okkur og setji upp Þórsvirkjun í Skotlandi...   Þá þarf engan rafstreng frá Íslandi til Skotlands.  Kannski  eigum við ekkert að vera að hugsa um einhvern sæstreng, hvorki fyrir orku frá fossum og gufu, eða svona orkuveri  

[itg (IP-tala skráð) 1.2.2013 kl. 18:09]

Sæll Haraldur,

Áttu góða linka á þessa tækni??.

Langar að lesa mér betur til um þetta.

kveðja.

[GB (IP-tala skráð) 1.2.2013 kl. 19:08]

http://www.thorium.tv/en/thorium_reactor/thorium_reactor_1.php

[GB (IP-tala skráð) 1.2.2013 kl. 19:12]

10-100 MW og geta notað geislavirk efni sem eldsneyti með thorium.

[Ómar Ragnarsson, 1.2.2013 kl. 21:09]

Í allri heildstæðri umfjöllun um orkuvanda heimsins hefur það verið notað sem röksemd gegn því að kjarnorka leysi þann vanda, að með gamla laginu endist orkan innan við öld ef öll orkuöflunin verði í kjarnorkuverum.

Þessi röksemd fýkur að mestu í burtu ef þóríum verður notað. Bendi á ágætan bloggpistil sem frændi minn, Einar Björn Bjarnason, skrifaði um daginn um þetta mál og gaf upp tengla.

Þar kom fram að með því að nota þóríum má losna við flestöll þau vandamál, sem hafa valdið vandræðum í kjarnorkuverum hingað til og koma í veg fyrir kjarnorkuslys af þeim toga sem hafa gert menn fráhverfa kjarnorkulausninni og hægt á notkun kjarnorkunnar til almennra nota.  

[Guðmundur Bjarnason (IP-tala skráð) 1.2.2013 kl. 22:50]

Hér er góður linkur á thorium orkuver.

http://tinyurl.com/bfcgto8

Bandaríkjamenn settu svona ofn í sprengiflugvél um 1960 og nú er fullyrt að það sé ekkert mál að breyta Júmbó þannig að hún verði knúin þessu.

Það eru margir tugir svona ofna í gangi í dag. Flestir í tilraunakeyrslu en Indverjar segjast vera búnir að prófa þetta nóg. Nokkur thorium orkuver eru þar í gangi í dag. 

Bandaríkjamenn segjast vera á móti þessu og finna thorium allt til foráttu.

Þeir vilja ekki að heimurinn viti að kjarnorkuáætlum Írana gengur út á að reisa Thorium orkuver.

Þeir vilja stríð og stela olíulindum eins og þeir hafa gert hingað til með samþykki okkar.

[Haraldur Sigurðsson, 1.2.2013 kl. 23:12]

Þetta er vægast sagt mest misskilningur hjá Guðmundi. Kjarnorkuhreyfill keyrður með þóríum var teiknaður en aldrei smíðaður.

[Sveinn Atli Gunnarsson, 1.2.2013 kl. 23:41]

Hér má lesa fróðlega umfjöllun tveggja aðila um þóríum og möguleika þess á að ná því að verða "magic bullet" í orkuframleiðslunni, sjá Is Thorium A Magic Bullet For Our Energy Problems?. Þessir tveir herramenn sem þarna ræða málin virðast ekki vera alveg sammála, þannig að það virðist kannski ekki vera búið að leysa úr öllum lausu þráðunum varðandi þóríum - hvað sem síðar gerist. Ég tel að þóríum geti orðið hluti lausnar í átt að kolefnislausri orkuframleiðslu - en þar eru líka aðrir orkugjafar eins og sólar-, vind-, vatns-, jarðhita-, sjávarfallaorka og aðrar sjálfbærar leiðir (ef rétt er að farið) til orkuframleiðslu.

[Guðmundur Bjarnason (IP-tala skráð) 2.2.2013 kl. 22:15]

Sæll Haraldur.

Mér varð það á að gleypa það hrátt sem ég hafði séð á netinu.
Sannast þar að betra er að leita heimilda áður en maður fer með það lengra.

Þakka þér annars ágætt blogg.

[Ólafur Garðarsson (IP-tala skráð) 9.2.2013 kl. 09:09]

Þetta passar allt miðað við það sem ég hef lesið um málið. Hérna er einn áhugamaður um málið sem hefur ýmislegt athyglisvert að segja. https://www.youtube.com/watch?v=ayIyiVua8cY