Kärnkraftsindustrin i Kanada

Bruce Nuclear Generating Station nära Kincardine , Ontario

Kärnkraftsindustrin i Kanada är en aktiv affärs- och forskningssektor som producerar cirka 15 % av sin el i kärnkraftverk av inhemsk design. Kanada är världens största exportör av uran och har världens näst största bevisade reserver. Kanada exporterar också kärnteknik inom villkoren i det nukleära icke-spridningsfördraget, som landet har undertecknat, och är världens största producent av radioaktiva medicinska isotoper.

Historia

Kärnteknik

Kärnkraftsindustrin (till skillnad från uranindustrin) i Kanada går tillbaka till 1942 när ett gemensamt brittisk-kanadensiskt laboratorium inrättades i Montreal , Quebec , under administration av National Research Council of Canada , för att utveckla en design för en tung -vattenkärnreaktor. Denna reaktor kallades National Research Experimental och skulle vara den mest kraftfulla forskningsreaktorn i världen när den var färdig. Under tiden, 1944, gavs godkännande att fortsätta med konstruktionen av den mindre ZEEP- testreaktorn (Zero Energy Experimental Pile) vid Chalk River, Ontario och den 5 september 1945 kl. 15.45 uppnåddes framgångsrikt 10 Watt ZEEP. den första självgående kärnkraftsreaktionen utanför USA. ZEEP verkade i 25 år som en nyckelforskningsanläggning.

Teck Cominco-smältverket i Trail, British Columbia producerade tungt vatten för det amerikanska Manhattan-projektet från 1942 till 1956.

1946 stängdes Montreal Laboratory, och arbetet fortsatte vid Chalk River Nuclear Laboratories . Bygger delvis på experimentella data som erhållits från ZEEP, National Research Experimental (NRX) – en naturligt uran , tungvattenmodererad forskningsreaktor – startade den 22 juli 1947. Den fungerade i 43 år och producerade radioisotoper , åtog sig bränsle och materialutveckling arbete för CANDU-reaktorer och tillhandahåller neutroner för fysikexperiment. Den fick så småningom sällskap 1957 av den större 200 megawatt (MW) National Research Universal-reaktorn (NRU).

1952 bildade den kanadensiska regeringen AECL, ett kronföretag med mandat att utveckla fredlig användning av kärnenergi. Ett partnerskap bildades mellan AECL, Ontario Hydro och kanadensiska General Electric för att bygga Kanadas första kärnkraftverk, kallat NPD for Nuclear Power Demonstration. 20 MWe Nuclear Power Demonstration (NPD) startade sin verksamhet 1962 och demonstrerade framgångsrikt de unika koncepten för tankning på motor med naturligt uranbränsle och tungvattenmoderator och kylvätska. Dessa definierande egenskaper utgjorde grunden för en framgångsrik flotta av CANDU- kraftreaktorer (CANDU är en förkortning för CAN ada D euterium U ranium) byggd och driftsatt i Kanada och på andra håll.

I slutet av 1960-talet (1967–1970) utvecklade Kanada också en experimentell kärnreaktor i miniatyr vid namn SLOWPOKE (akronym för Safe Low-Power Kritical Experiment). Den första prototypen byggdes vid Chalk River och många SLOWPOKEs byggdes därefter, främst för forskning. Denna reaktordesign är extremt säker och kräver nästan inget underhåll (den är till och med licensierad att driva obevakad över natten ); det kan gå i mer än 20 år innan kärnbränslet behöver bytas ut. Det gjordes ett försök att kommersialisera reaktorn, eftersom den kunde användas i avlägsna områden eller i fordon (forskningsstationer, elektriska dieselubåtar). Sedan gick Kina in på marknaden med sin SLOWPOKE-liknande reaktor och därmed förlorade projektet sin kommersiella potential. Många SLOWPOKEs används fortfarande i Kanada; det finns en som körs på École Polytechnique de Montréal , till exempel.

Radioisotoper

Förekomsten av Kanadas tidiga kärnkraftsprogram, och i synnerhet den kraftfulla NRX-forskningsreaktorn, fostrade en medicinsk isotop och nukleärmedicinsk FoU-gemenskap på flera platser över hela landet. Kanada var pionjär med kobolt-60- cancerterapiteknologin som blev standardmedicinsk praxis över hela världen (den första kobolt-60-cancerterapin administrerades på Royal Victoria Hospital i London, Ontario den 27 oktober 1951), och har också varit involverad i utveckling av acceleratorbaserad cancerterapiteknologi.

Ramverk

Natural Resources Canada övervakar kärnkraftsforskning och -reglering i Kanada, med ansvar för kronföretaget Atomic Energy of Canada Limited (AECL) och tillsynsmyndigheten, Canadian Nuclear Safety Commission (CNSC). AECL:s kommersiella verksamhet inkluderar reaktorutveckling, design och konstruktion av CANDU- kärnreaktorer och tillhandahållande av reaktortjänster och tekniskt stöd till CANDU-reaktorer över hela världen.

Kraftproduktion

Provinsen Ontario dominerar Kanadas kärnkraftsindustri, som innehåller det mesta av landets kärnkraftsproduktionskapacitet. Ontario har 16 reaktorer i drift som tillhandahåller cirka 50 % av provinsens el, plus två reaktorer som genomgår renovering. New Brunswick har också en reaktor. Sammantaget står kärnkraften för cirka 15 % av Kanadas el. Branschen sysselsätter cirka 21 000 personer direkt och 10 000 indirekt.

Det har funnits ett förnyat intresse för kärnkraft, sporrat av ökande efterfrågan (särskilt inom Ontario) och önskan att följa Kanadas skyldigheter i Kyotoavtalet , även om Kanada drog sig ur Kyotoprotokollet i december 2012. (Kanada var fast besluten att minska sina utsläpp av växthusgaser till 6 % under 1990 års nivåer 2012, men 2009 var utsläppen 17 % högre än 1990. Harper-regeringen prioriterade oljesandutveckling i Alberta och deprioriterade att förbättra miljön.) []. Ontarios regering föreslog 2004 planer på att bygga flera nya kärnreaktorer i provinsen. Den ledande kandidaten är AECLs Advanced CANDU Reactor . Miljöbedömningar pågår för närvarande för en plats bredvid Bruce Powers Bruce Nuclear Generating Station i Tiverton och en annan bredvid Ontario Power Generations Darlington Nuclear Generating Station . Bruce Power har ansökt om licens för att generera kärnkraft vid Cardinal Lake i provinsen Alberta.

Medicinska radioisotoper

Cirka 85 % av världens medicinska och industriella kobolt-60 produceras i Kanada. Kobolt-60 för medicinsk användning produceras i NRU-forskningsreaktorn vid AECL:s Chalk River Laboratories, medan kobolt-60 för industriellt bruk produceras i utvalda CANDU-kraftreaktorer (i dessa enheter är vissa justerstavar gjorda av kobolt-59 för detta ändamål ). Dessutom byggdes över hälften av kobolt-60 terapimaskinerna och medicinska sterilisatorer i världen i Kanada och behandlade över en halv miljon patienter årligen.

Förutom kobolt-60 producerar MDS Nordion även radioisotoper som är väsentliga i diagnostisk terapi. Vissa kan blandas kemiskt med andra ämnen och injiceras i kroppen för att låta läkare "se" in i kroppen, även hjärnan, lungorna och organen som hittills varit otillgängliga. Dessa diagnostiska tekniker har inte bara eliminerat behovet av mycket utforskande kirurgi, de har försett läkare med diagnostiska möjligheter som annars skulle ha varit omöjliga. Mild bestrålning används också för att sterilisera många medicinska förnödenheter och vissa läkemedel.

Kanada var också en pionjär inom produktion av medicinska isotoper, och är idag världens största leverantör av Molybden-99, "arbetshästen" och den mest använda isotopen inom nuklearmedicin. Denna isotop genereras i NRU-reaktorn; detta skickas sedan till MDS Nordion, en global leverantör av radiofarmaka baserad i Kanata, Ontario (nära Ottawa). Det finns mer än 4000 Mo-99 behandlingar dagligen i Kanada och 40 000 dagligen i USA. Kanada producerar cirka 30-40% av det globala utbudet av molybden-99 .

Uranproduktion

Kanada är världens största producent av uran med ungefär en tredjedel av världsproduktionen från Saskatchewans gruvor. Det finns två stora aktörer inom uranbrytningssektorn .

Cameco driver McArthur River-gruvan , som startade produktionen i slutet av 1999. Dess malm mals vid Key Lake , som en gång bidrog med 15 % av världens uranproduktion men nu bryts ut. Dess andra tidigare stöttepelare är Rabbit Lake-gruvan , som fortfarande har några reserver vid Eagle Point-gruvan , där brytningen återupptogs i mitten av 2002 efter ett treårigt uppehåll. Ett underjordiskt reserversättningsprogram ökar reserverna snabbare än de bryts.

Areva Resources Canada driver McClean Lake-gruvan , som startade produktionen i mitten av 1999. Dess Cluff Lake-gruva har nu stängt och håller på att avvecklas.

I december 2004 enades Cigar Lake Joint Venture (AREVA Resources Canada 37,1 %, Cameco Corporation 50,025 %, Idemitsu Uranium Exploration Canada Ltd. 7,875 % och TEPCO Resources 5 %) partners om att fortsätta med utvecklingen av urangruvan Cigar Lake. näst största kända högvärdiga uranfyndighet i världen, efter McArthur River. Med federala och provinsiella godkännanden på plats påbörjades hela bygget i januari 2005.

All Kanadas uranproduktion kommer nu från de högkvalitativa uranavlagringarna i Athabasca Basin i norra Saskatchewan, såsom Rabbit Lake, McClean Lake, McArthur River och Cigar Lake.

Uranindustrin investerade minst 3,5 miljarder CDN under 1900-talet, med kapitalinvesteringar i gruvor på 2,5 miljarder CDN och utgifter för prospektering och förutbyggnad som översteg 1 miljard USD. Justerat för inflation har det varit tre investeringsboom. Den första lilla kom med den första utvecklingen i Beaverlodge-området på 1950-talet. Den andra och största högkonjunkturen var på 1970-talet, med öppnandet av gruvorna vid Cluff och Rabbit sjön, och den tredje var på 1990-talet med utvecklingen av malmer av högre kvalitet på östra sidan.

Kärnavfallshantering

Radioaktivt avfall i Kanada kan grupperas i tre breda kategorier: kärnbränsleavfall, lågaktivt radioaktivt avfall och avfall från uranbruk. Den senaste inventeringen av detta avfall finns i LLRWMO-rapporten 2004. I slutet av 2003 uppgick den totala mängden kärnbränsleavfall till 6 800 m ³ .

Kanadas använda kärnbränsle förvaras nu på ett säkert sätt vid licensierade anläggningar vid reaktorplatserna. Lagringsalternativ på plats förväntas prestera bra på kort sikt; befintliga reaktorplatser valdes dock inte för deras lämplighet som permanenta lagringsplatser. Dessutom har de samhällen som är värd för kärnreaktorerna en rimlig förväntning om att använt kärnbränsle så småningom kommer att flyttas.

2002 antog Kanadas regering lagen om kärnbränsleavfall, som kräver att ägarna av använt kärnbränsle ska skapa Kanadas kärnavfallshanteringsorganisation ( NWMO). Denna lag krävde att NWMO engagerar medborgare, specialister, intressenter och aboriginerna i forskning och dialog för att bedöma alternativen för långsiktig hantering av detta material.

2005 rekommenderade NWMO "Adaptive Phased Management" som grunden för att hantera de risker och osäkerheter som är inneboende i de mycket långa tidsramar över vilka använt kärnbränsle måste hanteras. 2007 godkände Kanadas regering detta tillvägagångssätt och godkände NWMO att påbörja implementeringen.

Sammanfattningsvis förbinder programmet Kanada till de första stegen för att hantera det använda kärnbränsle som det har skapat. Den förespråkar sekventiellt och kollaborativt beslutsfattande för att ge flexibilitet att anpassa sig till erfarenheter och tekniska förändringar. Det syftar till att tillhandahålla en livskraftig, säker och säker långsiktig lagringslösning, med potential att hämta använt bränsle tills och om och när beslut fattas om att försegla anläggningen permanent. Det är tänkt att ge kapacitet att överföra ansvar från en generation till nästa. Det viktigaste tekniska inslaget i tillvägagångssättet är den ultimata centraliserade inneslutningen och isoleringen av det använda bränslet och annat högaktivt avfall i ett djupt geologiskt förvar i en lämplig bergformation, såsom den kristallina bergarten från den kanadensiska skölden eller ordovicium sedimentär bergart.

Se även

Vidare läsning

Steed, Roger G (2007), Nuclear Power in Canada and Beyond , General Store Pub. Hus, ISBN 978-1-897113-51-6
Atomic Energy Canada, Limited (1997), Kanada går in i kärnkraftsåldern , McGill-Queen's University Press, ISBN 0-7735-1601-8
G. Bruce Doern; Robert W. Morrison; Arslan Dorman (2001). Kanadensisk kärnenergipolitik: förändrade idéer, institutioner och intressen . University of Toronto Press. ISBN 978-0-8020-4788-5 .

externa länkar