små modulære reaktorer

Kraftgenererende kjernereaktorer ble etablert på 1950-tallet og har siden vokst i størrelse fra rundt 50 MWₑ til dagens reaktorer som er i størrelsesorden 1500 MWₑ. Tanken bak denne utviklingen har vært at en oppskalering av reaktoren vil gi stordriftsfordeler og dermed bidra til reduserte enhetskostnader for produsert energi. Med små modulære reaktorer har en valgt å gå motsatt vei, nemlig å skalere reaktorene ned. Tanken bak denne strategien er at små reaktorer gjør det mulig å forenkle konstruksjonen. I særlig grad gjelder det tiltak som har med sikkerheten å gjøre, da driftsforholdene blir enklere, og en eventuell overoppheting av reaktoren blir lettere å håndtere når reaktorytelsen i utgangspunktet er lavere.

At reaktorene er små gjør dem også mer fleksible. Kraftverket er ikke lenger avhengig av å bli tilkoplet et overføringsnett med høy kapasitet. Samtidig vil reaktorens modulære konstruksjon gjøre det mulig å kople flere enheter sammen for å gi en økning av kapasiteten hvis det er nødvendig.

Det legges opp til at denne type reaktorer skal kunne bygges som ferdige moduler på en fabrikk før de sendes til stedet der reaktorens skal tas i bruk. Modulene er kompakte og små nok til at de kan fraktes med båt eller lastebil (trailer) fra fabrikk til anleggsstedet. Da oppnås flere fordeler:

• Bygges flere reaktorer av samme type på en fabrikk, får produksjonen karakter av serieproduksjon som vil bidra til reduserte enhetskostnader for hver reaktor. Dette kan oppveie det økonomiske fortrinn som til nå har vært forbundet med å bygge store enheter.
• Nødvendig anleggsarbeid på stedet, der reaktoren skal tas i bruk, blir mye mindre. Installering av nye reaktorer blir følgelig enklere og vil skje mye raskere.
• For utbyggeren blir en slik utbygging lettere å finansiere ved at kraftverket kan bygges opp gradvis og forkorte tiden fra investeringene gjøres til tilbakebetalingen kommer i gang med inntekter fra et anlegg som er i drift.

En viktig anvendelse av små modulære reaktorer vil være energiforsyning i fjerntliggende områder, som enten er frakoplet eller har en svak forbindelse til det ordinære overføringsnettet. Mangel på trenet personell i disse områdene gjør at reaktorene må utformes slik at de er enkle å drifte og har en innebygd, passiv sikkerhet.

I land som i mindre grad er industrialiserte, der eksisterende overføringsnett ofte er bygd ut med lav kapasitet, er det viktig med små enheter da kapasiteten på reaktoren ikke må overskride kapasiteten på nettet. Dessuten er det viktig at ingen enkeltreaktor skal beslaglegge en uproporsjonal andel av lasten i nettet. I mange land sør for Sahara i Afrika vil SMR være den eneste kjerneteknologien som er kompatibel med det eksisterende overføringsnettet.

I industrialiserte land med høy befolkningstetthet kan det være vanskelig å finne egnede steder for oppføring av store reaktorer, da disse kreve store sikkerhetssoner med liten befolkning rundt kraftverket. Kravet til sikkerhetssoner blir vesentlig mindre med SMR, som generelt har en høyere grad av sikkerhet og med en reaktor som eventuelt kan graves ned i bakken.

Dagens store kjernereaktorer er generelt lite fleksible når det gjelder å tilpasse produksjonen til raske endringer i forbruket. De fleste små modulære reaktorer konstrueres med lastfølgeegenskaper som gjør at de kan bidra med balansekraft, det vil si en kraftproduksjon som til enhver tid kan tilpasses et forbruk som varierer over tid. Med et økende innslag av kraft basert på fornybar energi, som sol- og vindenergi, blir denne egenskapen enda viktigere. Karakteristisk for sol- og vindenergi er at produksjonen er intermitterende, det vil si at den styres av endringer i naturen som bare unntaksvis sammenfaller med det varierende forbruket.

Forbedret sikkerhet er oppnådd gjennom passive sikkerhetssystemer. Kjøling av reaktorkjernen kan ofte skje med naturlig sirkulasjon og konveksjon hvorved en unngår å være avhengig av aktive pumper og kjøleanlegg. Dessuten kan reaktorene lettere innkapsles, og mange av dem er laget for å kunne plasseres i undergrunnen, hvorved en oppnår en bedre sikkerhet mot for eksempel terrorisme. Flere av SMR-ene som utvikles nå er hurtigreaktorer som er konstruert slik at en større del av kjernebrenselet brennes opp og dermed minsker mengden med radioaktivt avfall.

Tabellene nedenfor viser noen eksempler på små modulære reaktorer som er under drift, under utbygging eller under utvikling. Totalt drives det utviklingsarbeid med over 70 ulike versjoner av denne reaktorkategorien.

Forkortelsene som angis for reaktortypene er:

• FNR (Fast-Neutron Reactor) – hurtigreaktor
• Bly FNR – blykjølt hurtigreaktor
• Natrium FNR – natriumkjølt hurtigreaktor
• BWR (Boiling Water Reactor) – kokvannsreaktor
• HTGR (High-Temperature Gas-cooled Reactor) – høytemperaturreaktor
• LFR (lead-cooled fast reactor) blykjølt – hurtigreaktor
• MSR (Molten Salt Reactor) – saltsmeltereaktor
• PHWR (Pressurized Heavy-Water Reactor) – tungtvannsreaktor
• PWR (Pressurized Water Reactor) – trykkvannsreaktor

• kjernekraft
• fjerdegenerasjonsreaktorer
• kjernekraft i verden