Tuffa krav på ESS – testar system med kärnkraftstänk
Nu testas de tekniska systemen till forskningsanläggningen European Spallation Source (ESS) i Lund för att klara de hårda kraven. Robert Wahlgren på FVB ansvarar för fyra av dessa system.
Bygget av ESS har pågått sedan 2014 och anläggningen beräknas tas i drift under 2027. På ESS ska årligen 2000–3000 forskare komma för att studera olika material för att förstå dess struktur och beteende på atomnivå. Det kan exempelvis handla om proteiner för mediciner och material i batterier. För detta används en av världens mest kraftfulla neutronkällor. En stor fördel med neutroner är att de kan tränga djupt in i material utan att förstöra dem.
Rester går till fjärrvärme
– När anläggningen är färdig kommer den förenklat att fungera som ett jättestort mikroskop. Forskarna kommer i sina forskningsstationer att genomlysa olika material med neutroner och då se hur de ser ut på atom- och molekylatomnivå, förklarar Jaime Arriagada, som är ansvarig för driftsättningen av målstationen, vilken är platsen där man producerar själva neutronerna.
Produktionen av neutroner sker genom spallation, vilket innebär att protoner accelereras till mycket höga energier och träffar ett hjul av volfram, vilket frigör neutroner. Denna process generar mycket värme och volframblocken kommer att kylas med helium. Kylningen är nödvändig för att annars skulle temperaturen bli så hög att materialet skadas. Restvärmen kommer att användas till Kraftringens fjärrvärmenät och på sikt räknar man med att ESS kommer att kunna stå för 25 procent av Lunds fjärrvärmebehov. En del av restvärmen kommer att användas i Kraftringens nyutvecklade lågtemperatursystem för fjärrvärme som kan använda lägre temperaturer än normalt.
ESS är mycket energikrävande och kommer att använda upp till 270 GWh per år, vilket motsvarar förbrukningen i en mindre stad. Störst förbrukare är partikelacceleratorn, som driver protoner till höga hastigheter, och spallationsprocessen, där neutroner frigörs. Kylsystemen kräver också mycket el för att hantera den värme som genereras.
Tekniken testas nu
– Det blir forskare från hela världen som kommer hit för att genomföra sin forskning under 1–2 dagar eller längre och då är det extremt viktigt att alla tekniska system fungerar, annars kan det ta mer än två år innan de får en ny chans, då forskningsplatserna är väldigt efterfrågade, säger Jaime Arriagada och fortsätter:
– Tillgängligheten är därför mycket viktig och därför testar vi nu alla system. Vi håller även på att bygga upp en stark underhållsorganisation som ska ta hand om anläggningen.
Nu pågår tester av de tekniska systemen för el, värme, helium med mera i målstationen. Det är oerhört viktigt att tekniken fungerar hela tiden, för även korta avbrott kan påverka pågående experiment och skada känslig utrustning.
Testerna genomförs av en rad specialister från olika konsultföretag. Robert Wahlgren på FVB ansvarar för testningen av fyra system och är testingenjör i ytterligare två system. Han har över 25 års erfarenhet av att jobba på kärnkraftverk och har även arbetat på fjärrvärmebolag innan kan började arbeta på FVB. Detta har han stor nytta av i sin roll på ESS.
– ESS måste ha en stabil och säker drift. Vi försöker få in samma tänk som på ett kärnkraftverk med säkerhet och redundans på olika system, säger Robert Wahlgren.
Förseningar på grund av pandemin
Att man utgår från liknande säkerhetsåtgärder som de som finns vid kärnkraftverk beror på att det bildas radioaktiv strålning i produktionen av neutroner. Målstationen finns i en byggnad som påminner om en bunker för att strålningen ska hållas instängd på ett säkert sätt.
En stor utmaning när testerna av de tekniska systemen ska genomföras är att många av delarna i systemen installerades för flera år sedan, men har inte kunnat testas förrän nu eftersom systemen är beroende av varandra och det är först nu hela systemet är klart. Det har också varit förseningar som orsakats av coronapandemin, men också på grund av problem vid tillverkning och design.
– När vi nu testar systemet så är tidsplaneringen väldigt viktig, just för att olika system är beroende av varandra. Vissa specialister är dessutom endast här under kortare perioder för att genomföra testerna, säger Robert Wahlgren.
Viktiga specialister
I de tester som genomförs nu finns det inte någon neutronproduktion. Den produktionen kommer att starta i höst.
– Även om vi inte producerar neutroner och inte har någon radioaktivitet, måste vi fortfarande kontrollera att all mekanik och all elektronik fungerar, säger Jaime Arriagada.
Han lyfter vikten av att ha erfarna personer som gör dessa tester, eftersom det är en mycket komplex anläggning som dessutom är den enda i sitt slag.
– Våra specialister och experter är väldigt värdefulla. De är dessutom objektiva och duktiga på att peka på vilka brister vi har. Det är någonting som jag uppskattar för det är nu vi kan åtgärda eventuella fel och ta hand om svaga punkter. Det är en styrka att arbetet görs av människor från olika arbetsområden med erfarenheter av projekt från olika delar av världen, säger Jaime Arriagada.
