Det är viktigt att svenska (och andra) kärnreaktorer inte spricker, läcker, rostar eller rasar ihop, på grund av materialutmattning, korrosion eller felaktigt materialval i allmänhet. Kunskapen är inte fullständig inom detta område.
Av Jörgen Städje
Varför duger inte de material vi har?
– Åldring av material i nuvarande reaktorer är en fråga som till största del handlar om att förbättra ekonomi för driften och för att kunna livstidsförlänga reaktorer. Vi arbetar med studier av olika sorters material från olika infallsvinklar, med hjälp av teori, modellering och experiment inom NuMaP. Genom forskning kan man alltid förbättra den industriella tillämpningen, säger Pär Olsson, professor vid KTH, som leder NuMaP.
Projektorganisationen NuMaP (Nuclear Materials Platform) ska främja kompetensförsörjning, forskning och innovation kring nya material för nuvarande och framtida kärnkraftsindustri. Organisationen har nyligen startats på Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm, med stöd i form av 40 miljoner kronor från Energimyndigheten.
Organisationen ska starta en hel mängd nya projekt som ska främja utveckling av nya material för kärnenergitillämpningar, nämligen nya bränsletyper, starkare och mer tåliga stål, kompositmaterial och avancerade ytbeläggningar.
Vilka nya material är mest spännande?
– Mycket händer nu inom kompositmaterial, där metallkompositer, komposit av keramer och metaller, men även nya kärnbränslen tas fram. Inom NuMaP handlar flera delprojekt om att studera hur kompositmaterial kan optimeras och hur de påverkas av miljön i en kärnreaktor, säger Pär Olsson.
Vilka reaktortyper talar vi om?
Ett exempel på sådana nya material är Blykallas nya, korrosionssäkra stålrör som ska klara lång tid i smält bly när de ska användas i kylsystemet och bränsleelementen till den modulära reaktorn Swedish Advanced Lead Reactor (SEALER). Blykalla planerar också att använda en ny typ av bränsle, urannitrid och har utvecklat en ny metod för att framställa det, sk starkströmsassisterad varmpressning. Bland de projekt som Blykalla förväntas leda, finner vi utveckling av nya material och komponenter, och, som sagt, vidareutveckling av urannitrid-bränslet.
– Mycket av materialforskningen vi gör inom NuMaP handlar om material för blykylda reaktorer eftersom vi har både Blykalla och Westinghouse som industriella samarbetsparter och båda dessa företag utvecklar den tekniken. Vi har dock flera delprojekt som riktar sig mot material för nuvarande vattenkylda reaktorer, som till exempel avancerade ytbeläggningar till kapselrören i kokvattenreaktorer, säger Pär Olsson.
Nya möjligheter och mera kunskap
NuMaP leds av KTH och är en paraplyorganisation som bland annat engagerar flera högskolor och företag, som Uppsala universitet, Luleå Tekniska universitet, Chalmers, Linköpings universitet, Swerim, Blykalla och Westinghouse.
Inom NuMaP samlas majoriteten av dem som forskar på kärntekniska material i Sverige i en gemensam organisation där man kan hjälpa varandra med erfarenhetsutbyte, kompetensuppbyggnad, att använda varandras experimentella utrustning och att driva fram utveckling av nya material. När man samlar spetskompetens inom olika fält öppnas nya möjligheter i att tillverka material man tidigare inte kunnat göra, samt att studera dem på sätt som inte tidigare varit möjliga. Som exempel kan nämnas nya kompositmaterial som skapas med hjälp av avancerad beläggningsteknik eller på lösningskemikalisk väg, samt att använda jonbestrålning, atomsonder och elektronmikroskop för att studera hur materialen kommer bete sig.
Inom NuMaP finns dessutom ett öppet tillgänglighetsprogram som gör det möjligt för de forskare och institut som inte ännu är med att ansöka om att få stöd för att utföra experiment och forskning i den infrastruktur som ingår i plattformen.
Förhoppningsvis ska NuMaP kunna förbereda Sverige för en fossilfri framtid.
Läs mera om NuMaPs arbete: https://www.physics.kth.se/ne/numap