Halden-teknologi videreutvikles og brukes i ny forskningsreaktor

Prosjektet ble innledet i 2007 med en henvendelse fra det franske forskningsinstituttet CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) med spørsmål om utstyr brukt i Haldenreaktoren kunne tilpasses JHR.

Det ble satt ned en gruppe i Halden som undersøkte om det var mulig å overføre teknologien. Konklusjonen på dette var positiv, og dette markerte startskuddet for prosjektet som skulle bli den første, komplette systemleveransen for NUSP-sektoren ved IFE i Halden.

Prosjektet går under navnet MADISON, som står for «Multi-rod Adaptable Device for Irradiations of experimental fuel Samples Operating in Normal conditions». Som navnet beskriver, skal installasjonen utføre eksperimenter som simulerer normale forhold i lettvannsreaktorer (LWR). Både trykkvannsreaktorer (PWR) og kokvannsreaktorer (BWR) tilhører denne kategorien, som er de mest vanlige reaktortypene i verden i dag. JHR vil i tillegg til MADISON ha flere eksperimentalsystemer som kan kjøre andre former for eksperimenter. Noen er under bygging, mens noen utredes nærmere i mulighetsstudier.

Omfattende leveranse

- Totalt vil rundt 80 % av alle ansatte, det vil si rundt 110 personer, i sektoren NUSP bli mer eller mindre involvert i dette prosjektet på et eller annet tidspunkt, anslår prosjektleder Roar Suther.

Leveransen fra IFE omfatter tegning og konstruksjon, samt bygging av rigg og loop. En rigg vil si «skjelettet» i eksperimentalsystemet. Det omfatter den mekaniske strukturen hvor prøvene (brenselstaver) plasseres. På engelsk kaller man det «sample holder», altså innretningen som holder prøvene i eksperimentet. Riggen er konstruert slik at prøver kan settes inn og tas ut uten at det påvirker eksperimentene.

En loop utgjør en slags «mini-reaktor», eller simulert reaktorkrets. Den etterligner forholdene i en lettvannsmoderert reaktor (LWR) ved å regulere trykk, temperatur, vannkjemi og andre forhold. Til sammen utgjør rigg og loop eksperimentalsystemet i en forskningsreaktor, selve «kjernen», hvor eksperimentene utføres.

Videre skal utstyr for overvåking, styring og kontroll av loop og rigg tilpasses systemet. Riggen skal utstyres med Haldenprosjektets egenutviklede instrumenter, som er spesielt konstruert for å tåle høyt trykk og høy temperatur. Også vedlikeholdsmanualer skal utarbeides og følge leveransen.

Utfordrer til Haldenreaktoren?

Den nye forskningsreaktoren JHR vil blant annet fokusere på utvikling av brensel for den nye, 4. generasjons kraftreaktorer. Den skal utføre tester av materialer og kjernebrensel i likhet med Haldenreaktoren. Allikevel frykter ikke ledelsen i Halden konkurransen fra den nye forskningsreaktoren.

- Haldenprosjektet har levd med konkurranse i mer enn 50 år. For Halden er det viktig å være gode på det man gjør, og konkurranse fører både til økt effektivitet og større innovasjon, understreker sektordirektør ved IFE, Margaret McGrath.

De to forskningsreaktorene er ikke helt like, og de vil i større grad utfylle hverandre enn å stå i direkte konkurranse. Det vil også være en rekke eksperimenter som kan utføres i Haldenreaktoren, men ikke i JHR, og omvendt.

For tiden er prosjektet inne i fase to, å designe systemet ned i detalj. Dette arbeidet vil pågå ut 2012-13. Tredje og siste fase omfatter fabrikkering og montering av systemet, og er planlagt i 2014-15. Jules Horowitz reaktoren skal stå ferdig i 2015-16.

Bildet viser en plantegning av hvordan eksperimentalsystemet MADISON er tenkt bygd opp. Under drift er dette et avstengt rom hvor alle komponenter er fjernstyrt fra kontrollrommet.

Tegningen over viser hvordan loop og rigg blir plassert i forhold til tanken, hvor selve bestrålingseksperimentene skjer. Prøvene som skal bestråles blir sendt gjennom rør ned til reaktortanken.

Fakta:

• JHR er en ny forskningsreaktor under konstruksjon i Cadarache, Frankrike.
• Forskningsreaktoren drives av et internasjonalt konsortium som består av forskningsinstitusjonene CEA (Frankrike), SCK (Belgia), NRI (Tsjekkia), VTT (Finland) og CIEMAT (Spania), samt den Europeiske Kommisjonen. Blant industripartnere er EDF, AREVA og Vattenfall.
• JHR skal brukes til testing av materialer og kjernebrensel, samt produksjon av nukleærmedisin og silisium til kraftelektronikk.
• JHR har flere, uavhengige eksperimentalsystemer og vil kunne kjøre opp mot 20 ulike eksperimenter samtidig.
• Forskningsreaktoren er oppkalt etter Jules Horowitz (1921-1995), en polsk-fransk vitenskapsmann som har gitt store bidrag til kjernefysikken.

Kilder:

http://www.cad.cea.fr/rjh/index.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Jules_Horowitz_Reactor

Teksten er i sin helhet bygget på artikkelen «MADISON – NuSP-sektorens første komplette systemleveranse» av Arne Hornæs, s.12-13 i IFEs internblad Energien nr.2 2011.