Ydinreaktorit teollisuuden lämmönlähteinä

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tutkittiin eri ydinreaktorityyppien soveltuvuutta teollisuusprosessien lämmönlähteeksi. Työssä keskityttiin kevytvesi-, kaasujäähdytteisiin, nopeisiin ja sulasuolareaktoreihin sekä eri kokoluokan reaktoreihin. Teollisuusprosessien eri tuotantovaiheita käytiin läpi energiantarpeiden näkökulmasta. Työssä valittiin neljä eri teollisuusprosessia, jotka olivat: sellun ja paperin tuotanto, öljyn jalostaminen, vedyn tuotanto sekä alumiinin valmistus. Sen jälkeen selvitettiin mikä ydinreaktori sopii parhaiten mihinkin teollisuusprosessin sekä yhdistämiseen liittyvät turvallisuusvaatimukset. Lopuksi kerrottiin Ydinreaktorien hyödyistä ja haitoista teollisuuden lämmönlähteinä.

Työssä havaittiin, että eri teollisuusprosesseihin sopeutuu eri ydinreaktorityypit. Eniten reaktorityypin valintaan vaikutti teollisuusprosessin vaatima lämpötila sekä vaadittu energiamäärä. Vielä kehitteillä olevissa pienemmissä modulaarisissa reaktorityypeissä nähtiin eniten potentiaalia tulevaisuuden hankkeita varten, mutta nykypäivän reaktorit todettiin myös kannattaviksi tietyissä teollisuuden prosesseissa.

In this bachelor thesis different types of nuclear reactors were investigated as heat source for industrial purposes. The study focused on light water-, gas cooled-, fast- and molten salt reactors as well as different reactor sizes. Industrial processes were investigated through different stages of the production from the perspective of energy demands. Four different industrial processes were selected: pulp and paper production, oil refining, hydrogen production and aluminum manufacturing. Then it was determined which reactor type suited best for each industrial process and the safety requirements for them. Finally, the benefits of nuclear reactors as heat source for industrial processes were discussed.

The study found that different reactor types are suitable for different industrial processes. The temperature and the amount of energy needed was the main factor when deciding the reactor type. The small modular reactors which are still under development were seen as the most potential for future projects, but current reactors were also found viable option for certain industrial processes.