FORSKNING

Norske forskere avslører hva som skjer inne i reaktorer

Det har vært godt bevarte hemmeligheter. Til nå.

Knut Thorshaug (t.v.) og Alain Ferber bruker infrarødt emisjons-spektroskopi for å "lese av" den infrarøde varmestrålingen i reaktorer. Det avslører gasser og temperaturer som dannes - og gir ny kunnskap om hva som egentlig skjer i en reaktor.
Knut Thorshaug (t.v.) og Alain Ferber bruker infrarødt emisjons-spektroskopi for å "lese av" den infrarøde varmestrålingen i reaktorer. Det avslører gasser og temperaturer som dannes - og gir ny kunnskap om hva som egentlig skjer i en reaktor. Bilde: Werner Juvik
Christina Benjaminsen, Gemini.noChristina Benjaminsen, Gemini.no
19. juni 2014 - 20:48
Vis mer

Astronomene bruker teknologien til å se ut i universets uendelighet når de studerer stjerner og planeter. Norske forskere er litt mer jordnære. De bruker den til å avsløre hva som skjer i ulike reaktorer. Teknologien det snakkes om er infrarød emisjons-spektroskopi.

– Målet er å forstå de kjemiske reaksjonene i ulike industrireaktorer, slik at vi kan forbedre dem så de blir mer effektive og mer miljøvennlige, sier forsker og prosjektleder i SINTEF, Knut Thorshaug.

Fra før vet fagfolk hva som puttes inn i en reaktor – og hva som kommer ut. Men detaljene på det som skjer rent kjemisk, har vært vanskelige å avsløre. Kanskje ikke så rart når man tenker på at for eksempel en reaktor opererer på flere hundre grader celsius, mens en smelteovn gjerne ligger godt over 1400 grader celsius. Det tar knekken på det meste av måleutstyr.

Les også: Lager flydrivstoff av CO2, vann og sollys

Portabelt utstyr

Men med infrarødt emisjons-spektroskopi kan forskerne "lese av" den infrarøde varmestrålingen i reaktoren, for å avsløre gasser og temperaturer som dannes.

Alt som har temperatur over det absolutte nullpunkt sender nemlig ut infrarød stråling, men intensiteten av strålingen øker og bølgelengden avtar sterkt med økende temperatur.

– Litt forenklet kan vi si at vi leser av bølgelengden og intensiteten i de infrarøde bølgene som sendes ut (emitteres) fra de varme gassene. Informasjonen som ligger i bølgelengden og intensiteten forteller oss hva som skjer i de kjemiske prosessene. Denne informasjonen kan for eksempel benyttes til å forbedre eksisterende prosesser og utvikle nye katalysatorer, sier Thorshaug.

Les også: Tesla gir fra seg alle sine patenter

Selve sensoren er bygget i safir-glass, og tåler svært høye temperaturer.
Selve sensoren er bygget i safir-glass, og tåler svært høye temperaturer.

Tåler ekstreme påkjenninger

Selv om utstyret er avansert, ser det ikke særlig spesielt ut. For deg og meg vil det rett og slett se ut som en liten svart boks koblet til en bærbar pc.

– Fordi det ikke er stort og tungt, er det nå mulig å ta det med ut til stedet hvor reaktoren befinner seg. Som i en fabrikk eller et smelteverk, og det er en stor fordel, for industrien, forklarer Thorshaug.

Innholdet, derimot, er langt mer avansert enn det ser ut: Dataprogrammene som brukes for å tolke dataene, er utviklet av forskere ved SINTEF IKT, mens deler av utstyret er spesialbygget i safirglass, som tåler svært høye temperaturer.

– Dette fikk vi spesialbygget i Sveits, etter å ha brukt mye tid på å finne et selskap som kunne bygge utstyret i safir etter våre spesifikasjoner, forklarer forskeren.

Utstyret kan derfor benyttes til å studere hydrokarboner, vann, karbonmonoksid og karbondioksid ved temperaturer i området 500-700 grader celsius.

– Metoden gir oss en unik mulighet til å se hva som skjer når det skjer – i såkalt sanntid. Vi kan også lese av temperaturene med denne metoden. Det er viktig fordi temperaturen forteller om prosessen går som den skal.

Les også: Verdens eldste reaktor av «Tsjernobyl-typen» igjen i drift

Artikkelen fortsetter etter annonsen
annonse
Innovasjon Norge
Trer frem med omstilling som innstilling
Trer frem med omstilling som innstilling

I smeltedigelen

Så langt har SINTEF analysert avgassene fra smelteovnene ved Thamshamn Smelteverk. Her har forskerne også brukt metoden til å måle temperaturen på avgassen og finne ut hvor mye fast stoff (silika) som følger med den på vei ut i lufta.

Prinsippet har også vist seg godt egnet for å måle og analysere utslipp fra fabrikkpiper. 

– Nå kan vi se hvilke forurensende stoffer som røyken inneholder, og om det finnes forbindelser i den som kanskje kunne vært utnyttet bedre, sier Thorshaug.

På laboratoriet er metoden velegnet til å studere miniatyrversjoner av industrielle reaktorer, noe som er viktig i arbeidet med å utvikle nye og bedre fabrikkprosesser.

Les også: For første gang brenner thorium i en vanlig reaktor

Kan brukes til mangt

Men bruksområdene for denne typen spektroskopi er i følge Thorshaug langt mer omfattende:

– Vi ser for oss at teknologien kan brukes til både kontroll, styring og overvåkning av kjemiske prosesser. Vi har også utviklet en laboratoriemodell hvor vi bruker samme teknologi for å analysere reaksjonene i ulike katalyseprosesser.

Denne saken ble opprinnelig publisert på Gemini.no – et nettsted for forskningsnytt fra NTNU og Sintef. Artikkelforfatteren er tilknyttet NTNU.

Les også:

Hvordan forbrenner man ved mest effektivt?

Nordmann utvider Kelvins bølgeteori 127 år etter

– Det er nærmest som alkymi

– Hvis vi kunne brette ut poreveggene i fem gram aerogel, ville det dekke Lerkendal stadion  

Del
Kommentarer:
Du kan kommentere under fullt navn eller med kallenavn. Bruk BankID for automatisk oppretting av brukerkonto.