Årsrapport 2012
INNHOLD Dette er IFE 4 Organisasjonen 5 Administrerende direktør har ordet 7 SEKTORER Sektor Nukleærteknologi og Fysikk 8 9 Sektor Energi- og Miljøteknologi 10 11 Sektor Petroleumsteknologi 12 13 Haldenprosjektet 14 15 Sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet 16 17 Sektor Sikkerhet MTO 18 19 REGNSKAP Styrets beretning 20 21 Resultatregnskap 22
Organisasjonen pr. 1. juni 2013 IFE er et internasjonalt forsknings institutt for energi- og nukleær- STYRET Auke Lont (Styreleder) teknologi. Instituttets hovedformål er på ideelt og samfunns nyttig grunnlag å drive forskning og utvikling innenfor energi- og petroleumssektoren, og å ivareta nukleærteknologiske oppgaver for Norge. Sektor ADM Jørgen Lundberg Adm.direktør Eva Sandanger Dugstad Stf. adm. direktør Atle Valseth Sektor HMS Atle Valseth Instituttet arbeider for et mer klimavennlig energisystem basert på fornybar og CO 2 -fri energi. Haldenprosjektet Fridtjov Øwre Margaret McGrath Nukleærteknologi og Fysikk Brit S. Farstad Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet Margaret McGrath Sikkerhet Menneske- Teknologi- Organisasjon Jon Kvalem Energi- og Miljøteknologi Arve Holt Petroleumsteknologi Tore Bjerkelund Gimse HOVEDOPPGAVER: Utvikle lønnsom, sikker og miljøvennlig teknologi innen fornybar energi, petroleums utvinning og CO 2 -håndtering Opprettholde og videreutvikle nasjonal kompetanse innenfor reaktorsikkerhet, strålevern og nukleærteknologi basert på Halden- og JEEP II-reaktorene Utnytte Instituttets unike kompetanse innenfor nukleær sikkerhetsteknologi på andre samfunnsområder Drive grunnforskning i fysikk basert på JEEP II-reaktoren på Kjeller Isotoplaboratoriene Bente Tange Harbø Reaktordrift Steven Mullet Fysikk Bjørn Christian Hauback Eksperimentsystemer Knut W. Eriksen Eksperimentteknikk Yoji Minagawa Eksperimentplanlegging og rapportering Peter Bennett Industripsykologi Andreas Bye Programvareteknologi Terje Johnsen Systemer og brukergrensesnitt Mario Hoffmann Energisystemer Martin Kirkengen Miljøteknologi Nina Simon Solenergi Sean Erik Foss Prosess- og strømningsteknologi Kristian Sveen Tracerteknologi Are Haugan Material- og korrosjonsteknologi Rolf Nyborg 350 Elektronstrålesveising og mekanisk verksted Kristin Wickstrøm Reaktordrift og vedlikehold Thomas Elisenberg Radavfall Trond E. Bøe Materialprossering Dag Mortensen 300 IFE publikasjoner 2004 2012 250 350 200 300 150 250 200 100 150 100 50 50 0 2004 20032005 20042006 20052007 2006 2008 2007 2009 2008 2010 2009 20112010 20122011 Artikler Articles i internasjonale international tidsskrift journals Andre artikler og og foredrag Rapporter Reports Personellfordeling Status pr. 31.12.2012 350 300 800 250 115 700 200 202 600 150 98 500 100 400 50 164 300 Driftsinntekter i millioner kroner 0 200 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Annet teknisk personell Ingeniører 100 Articles in international journals Adm. personell UoH 0 Andre artikler og foredrag Reports 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Nukleær materialteknologi Barbara C. Oberländer 5
IFE - bidrar til en langsiktig verdiskaping IFEs forskning og kommersialisering av forskningsresultater kan være en nøkkelfaktor til norsk næringslivs omstilling og fornyelse. Adm.direktør Eva Sandanger Dugstad Forskningsrådet har stilt følgende spørsmål: «Hvordan kan Norge bli mer internasjonalt konkurransedyktig innen forskning?» For meg er svaret enkelt: «Invester i infrastruktur og avansert eksperimentelt utstyr på de områder Norge ønsker å hevde seg. Gode forskningsfasiliteter vil deretter trekke til seg de kloke hodene som genererer de beste ideene». Dette er oppskriften politikerne levde etter i etterkrigstiden da landet skulle gjenoppbygges. IFEs forskningsreaktorer var nettopp en slik satsing som plasserte Norge blant de beste i internasjonal forskning på kjernekraftsikkerhet og nøytronbasert materialteknologi, en posisjon IFE fortsatt har og som fagmiljøet bygger videre på. IFE kan imidlertid ikke hvile på sine laurbær og må derfor alltid være fremoverlent og på jakt etter ny teknologi i nye markeder. I 2012 gikk Instituttet i gang med nye prosjekter på flere fagområder, både innenfor sikkerhetsforskning på kjernekraft, legemidler, integrerte operasjoner for petroleumssektoren og på nye bruksområder for grunnstoffet silisium. Det er investert i nytt og viktig eksperimentelt utstyr til studier av CO 2 -transport og for studier av sporingsstoffer brukt til karakterisering av oljereservoarer. Utstyret ble finansiert både av IFEs kunder og av Forskningsrådet. Samlet sett har IFE også i 2012 levert viktige forsk ningsresultater til utvikling av norsk og internasjonal industri der internasjonalt næringsliv bidro med 40 % av oppdragsinntektene. Økonom isk årsresultat utgjør 1,5 % av Instituttets totalomsetning. Regjeringen hevder i Forskningsmeldingen (St.meld.18 2012-2013) at «Instituttsektoren utfører forskning og utvikling på et ikke-kommersielt grunnlag og økonomien synes å være god». De teknisk industrielle forskningsinstituttenes rammebetingelser har imidlertid blitt gradvis tøffere gjennom flere år. I 2012 har IFE deltatt i en rekke internasjonale anbudskonkurranser med harde kontraktsforhandlinger der kunden krever lange betalingsutsettelser, vil ta med seg egne IPR rettigheter når oppdraget er gjennomført og overlate hovedansvaret i forbindelse med fremtidig teknologirisiko til IFE. Dette sammen med en stadig nedgang i den offentlige basisbevilgningen og en økt internasjonal konkurranse, gjør at IFE må tenke mer og mer kommersielt for å overleve og for å kunne ha et økonomisk handlerom til å satse videre på teknologiutvikling som er forbundet med økonomisk risiko. En basisbevilgning på 4 % av IFEs totalbudsjett i 2012 gir tilnærmet intet handlingsrom for akademisk frihet. IFEs mål og hensikt er fortsatt å bidra til en nasjonal langsiktig verdiskaping gjennom forskningsresultater, innovasjon og med oppbygging av nytt næringsliv. Dette til tross for at flere av våre samarbeidspartnere påpeker at de ikke har rammebetingelser til å tenke langsiktig og ta risiko sammen med IFE. «Norge går så det griner», hevder politikerne, og sier samtidig at «vår tids største utfordring er å sikre velferdsstatens bærekraft, som igjen henger sammen med fortsatt vekst i norsk økonomi». Økonomisk vekst krever evne til innovasjon, omstilling og effektiv ressursbruk. Anvendt forskning kan nettopp bidra til dette. IFEs forskning og kommersialisering av forskningsresultater kan være en nøkkelfaktor til norsk næringslivs omstilling og fornyelse. Og jeg vil ikke se bort ifra at de største mulighetene fortsatt ligger foran oss! 6 7
Sektor Nukleærteknologi og Fysikk Forskningsdirektør: Brit S. Farstad Lokalisering: Kjeller Antall ansatte: 145 Omsetning: 227 mill. kroner Sektor Nukleærteknologi og Fysikk har ansvar for JEEP II-reaktoren, som er en nasjonal eksperimentalressurs for forskning, isotopproduksjon og bestråling. I tillegg skal sektoren ivareta viktige nasjonale oppgaver innenfor radioaktive legemidler, utvikling og bruk av nukleærtekniske metoder og strålevern. Prioriterte områder Oppgradering og videre drift av JEEP II-reaktoren materialvitenskap basert på nøytroner fra JEEP II-reaktoren deltagelse i oppbygning av European Spallation Source (ESS) Videreføring av aktivitetene innen radiofarmaka Oppdragsprosjekter innen miljø- og strålevern Nøytronforskning gir kunnskap for fremskritt Kunnskap fra nøytronforskningen i reaktoren på Kjeller kan bidra både i utviklingen av fornybar energi, medisin og kjernefysisk nedrustning. Brit S. Farstad, sektor for Nukleærteknologi og Fysikk Utdannet: Farmasøyt Jobbet på IFE siden: 1986 Ledet sektoren siden: 2010 Brit S. Farstad er forskningsdirektør for sektor Nukleærteknologi og Fysikk på Kjeller. Kompetansen på stråling som IFE besitter har blitt en ressurs både for Norge som land og for norsk industri, inkludert norsk oljeindustri, sier hun. Sektor Nukleærteknologi og Fysikk Sektor for Nukleærteknologi og Fysikk forvalter nøytronforskningen i IFEs forsk ningsreaktoren JEEP 2 på Kjeller til grunnforskning innenfor materialteknologi og fysikk, radioaktive legemidler, utvikling og bruk av nukleærtekniske metoder og strålevern. Forskningsreaktoren er hjertet i vår sektor, forklarer Brit Farstad. Hun minner om at kunnskapen om materialer er en forutsetning for utviklingen av blant annet fornybar energi. Mange egenskaper kan kun undersøkes med nøytroner. Som Kjeller-reaktorens «far» Gunnar Randers sa ved åpningen av IFEs første reaktor i 1951: «Forutsetningen for å gjøre verden bedre er å vite hva verden består av». Viktigst i 2012 Fem områder var spesielt viktige for Nukleærteknologi og Fysikk i 2012: Grunnlag for søknad om tillatelse for bruk av en norskutviklet kreftmedisin, egen eksperimentlinje til JEEP II for den europeiske nøytronforskningsinstitusjonen ESS, stor aktivitet og flere EU-prosjekter innvilget innen forskning på hydrogenlagring, forankringen av en IFE-utviklet metode for kontroll av kjernefysisk nedrustning og gjennombrudd i samarbeidet mellom elektron stråleverkstedet EBMW og norsk oljeleverandørindustri. Forskningsdirektør Farstad mener utviklingen innen radioaktive legemidler og leverandøravtalen med oljebransjen i 2012 har bygget et fundament for nye aktiviteter fremover. Radioaktivt legemiddel som forlenger liv I 2012 ble en milepæl nådd for kreftmedisinen Alpharadin som det har vært jobbet med ved IFE siden 2001. En egen produksjonslinje for legemiddelet ble bygd opp i nye, «state-of-the-art» produksjonsfasiliteter ved Isotoplaboratoriene, og i desember kunne derfor eierne, Algeta og Bayer, sende en søknad om bruk av medisinen på det europeiske og nord-amerikanske markedet. Alpharadin vil være banebrytende innen kreftbehandling og kan forlenge livet til mange kreftpasienter, forklarer Farstad. Radium 223, som er en alfa-strålende isotop, tas opp i kroppen på samme måte som kalsium, og mest i kreftcellene, og ligger der og stråler. Du kan kalle det en «lokal strålebehandling». Det virker smertestillende og demper utviklingen av kreftceller som har spredd seg til pasientens skjelett, forklarer Farstad. Sektoren hennes fungerer dessuten som det norske «apoteket» for radioaktive legemidler til norske sykehus. Vi kjøper og selger radioaktive legemidler og kan selv produsere enkelte som ikke er hyllevare, sier Farstad. Spesialtilpassede strålesveisede PROdukter på havets bunn Farstad minner om at til tross for kommersielle suksesser fra reaktorforskningen er det viktig med offentlig støtte for å holde reaktoren i drift. At en reaktor, som opprinnelig ble designet for atomkraftproduksjon, 46 år senere blant annet gir norske forskermiljøer muligheten til å utvikle medisiner og innovasjon i olje-industri, viser hvor viktig denne er, sier hun. Vår sektor har en lys fremtid hvis det stadig er vilje til å finansiere den. Farstad er også glad for utviklingen i reaktorens «verksted», EBMW. Opprinnelig var enhetens oppgave å produsere brenselstaver for reaktoren, men i dag er virksomheten langt mer omfattende og i 2012 inngikk verkstedet og IFE flere avtaler med oljeleverandørindustrien. Ordrene gjelder blant annet spesialtilpassede målesensorer, der det på Kjeller sveises inn små, avanserte komponenter, som skal brukes på havets dyp og tåle lav temperatur og høyt trykk, sier Farstad. Samarbeid med nøytronforsknings-installasjonen ESS (European Spallation Source) Ferdigstillelsen av en egen strålelinje i JEEP II-reaktoren for det europeiske nøytronforskningsanlegget ESS i Sverige, var en milepæl nådd i 2012. Reaktoren på Kjeller har ti slike linjer eller kanaler, utstyrt med et vell av avanserte instrumenter som kan måle nøytronenes aktivitet. Den nye linjen, R2D2, ble tatt i bruk fra desember 2012 og brukes til testing av materialer til byggingen av nøytrondetektorer for ESS, som er ventet å bli verdens sterkeste nøytronkilde i når denne står ferdig i 2019. JEEP II vil fortsatt være en viktig testbase for det norske miljøet når ESS står ferdig. Det er viktig blant annet fordi det vil være sterk konkurranse om plassen i ESS, og en «hjemmebase» er nødvendig, sier Farstad. Norge har forpliktet seg til å dekke 2,5 % av byggekostnaden for ESS. Forpliktelsen kan betales med aktiviteter. IFE har tilbudt seg å bygge opp et brukermiljø som kan levere ulike tjenester, og som forberede fremtidige norske brukere av ESS, sier Farstad. Internasjonal nedrustning Avdeling for Miljø og Strålevern fikk i 2012 fornyet støtte fra Utenriksdepartementet frem til 2014 for nedrustningsprosjektet NORDNED. NORDNED er nå et solid og forankret prosjekt som har gått fra å teste ut teorier til å etablere en anerkjent modell og metode som under vises i blant annet Tyskland og Storbritannia. Metoden har gitt Norge en viktig rolle i nedrustningssaker, og det er blitt mulig fordi vi har kjernefysisk kompetanse uten selv å ha kjernefysiske våpen, sier Farstad. Prosjektet tester metoder og målesystem for å påvise om en våpenstat demonterer sine kjernevåpen i henhold til deklarasjon om dette uten å avsløre sensitiv informasjon om våpenet slik som Ikkespredningsavtalen krever. Målesystemet påviser kun tilstedeværelsen eller fravær av plutonium i et kjernevåpen uten å måle masse eller form, som er sensitiv informasjon som våpenstatene ikke ønsker at inspektørene skal ha tilgang til. Avdelingen bidrar dessuten i nasjonalt kompetansesenter på UDs prosjekter for opprydning av de kjernefysiske «kirkegårdene» i Nordvest-Russland og håndteringen av lav-radioaktivt avfall fra tidligere gruvevirksomheter, tilføyer Farstad. Hydrogenlagring IFE er i front i verden innen forskning på materialer for hydrogenlagring. Blant annet har instituttet deltatt i alle større EU-prosjekter på feltet de siste ti år. Reaktoren har også bidratt med kunnskap i batteriforskningen i sektor for Energi og Miljø, sier Farstad. Hun minner om at flere egenskaper i materialer som trengs for å utvikle konsepter med hydrogen som en energibærer av for eksempel solenergi og andre fornybare energi-former kun kan studeres ved hjelp av nøytroner. Grunnforskning på feltet bar i 2012 preg av at Forskningsrådet gir langt mindre støtte til hydrogenlagringsprosjekter etter at Statoil gav opp sin ambisjon om fyllestasjoner for hydrogen. I Europa, derimot, satser både EU og bilindustrien videre på hydrogen som energibærer, sier Farstad. I 2012 har sektoren hatt 20 studenter (PhD og Master) og postdocs, og ti av disse jobbet med hydrogenlagringsprosjekter. Hvorfor er sektorens forsk Ning viktig for Norge og verden? Verden har bruk for den forskning som foregår i sektoren. Først og fremst bidrar vi til optimalisering av energibruken og fornybare energikilder og dermed å unngå de verste klimascenariene for kloden. Grunnforskningen gjør at vi kan være i forkant. Reaktoren sørger for at Norge har forskningsmiljøer med kompetanse til å ivareta nasjonale oppgaver innen nukleær teknologi, som vi så da ulykken ved Fukushima i Japan hendte, og hvis det skulle skje ulykker i våre naboland. Vi har nasjonale oppgaver innen pasientsikkerhet, og vi bidrar til en bedre kontroll med nedrustning og driver legemiddelforskningen fremover. Kompetansen på stråling som IFE besitter har blitt en ressurs både for Norge som land og for norsk industri, inkludert norsk oljeindustri. 8 9
Sektor Energi- og Miljøteknologi Forskningsdirektør: Arve Holt Lokalisering: Kjeller Antall ansatte: 75 Omsetning: 140 mill. kroner Sektor Energi- og Miljøteknologi bidrar til effektiv energibruk og utvikling av nye miljøvennlige energisystemer, prosesser og produkter i norsk industri. Fokus er på fornybare energikilder som sol og vind, hydrogen som fremtidens energibærer, nye materialer og nanoteknologi, samt klimateknologi med CO 2 -håndtering som sentral oppgave. Prioriterte områder Utvikling av nestegenerasjons solceller basert på silisium Offshore vindkraftteknologi Fleksible energisystemer og batteriteknologi C O 2 -fangst, industriell bruk og -deponering reaktorutvikling i forbindelse med silisiumproduksjon og CO 2 fangst Grønn energi og miljøteknologi Å skape et bedre samfunn og bedre miljø ved å bidra til økt innfasing av fornybare energikilder er drivkraften til de som jobber i denne sektoren, sier leder for sektoren, Arve Holt. Sektor Energi- og Miljøteknologi Forskningsdirektør Arve Holt Utdannet: Dr. Scient innen materialteknologi Jobbet på IFE siden: 2000 Ledet sektoren siden: 2011 Vårt bidrag til teknologiutvikling er en brikke i et stort globalt puslespill, som fører til en raskere innfasing av fornybar og miljøvennlig teknologi. Holt minner om at selv i Norge, som er rikt på fornybar vannkraft, vil økt energi produksjon legge et grunnlag for nye arbeids plasser, både i seg selv og ved å legge til rette for økt foredling av materialer, og annen energiinsentiv energi. Av eksempler på interessante temaer i Holts sektor i 2012 trekker han denne gang spesielt frem solcelleteknologi, energi lagring, miljøvennlige prosessteknologier, offshore vindkraft og geoprosesser. Solcelleteknologi IFE har siden begynnelsen av 2000 tallet bygget opp en solid aktivitet innenfor solcelleteknologi og har i dag et solcelle-laboratorium som er blant verdens mest moderne i sitt slag ifølge Holt. Som et verktøy i vår FoU har vi utviklet en meget stabil og homogen baseline-prosess for standard solceller med en utnyttelsesgrad rundt 18 prosent. Hovedmålet med vår forskning på dette området er å utvikle nye kostnadseffektive silisiumbaserte solceller, som blant annet tandemsolceller, som består at man legger to eller flere solceller av forskjellige materialer oppå hverandre, og dermed har muligheten til å øke utnyttelsesgraden i en celle til godt over 30 prosent. Hovedfokus i 2012 har vært å utvikle nye og forbedrede fabrikasjonsprosesser, deriblant bruk av laserteknologi og avansert lysinnfangning, samt utvikling av nye karakteriseringsmetoder for mer effektivt å bestemme materialegenskapene, forklarer Holt. Energilagring Stasjonær energilagring blir mer og mer viktig etterhvert som fornybare energi blir introdusert i stor skala. Det samme gjelder transportsektoren der det kommer et skifte fra diesel og bensinbiler til hybrid og plug-in hybridbiler og på sikt el-biler, sier Arve Holt. Det betyr en kommende, stor etterspørsel etter batterier med høy energitetthet i transportsektoren. IFE jobber med å utvikle nye skreddersydde nanomaterialer for litiumion batterier. Denne utviklingen er basert på vår egen avanserte kompetanse innenfor tynnfilmteknologi fra solcelleutviklingen, basert på vår prosesskompetanse for silisiumproduksjon, vår kompetanse innenfor karakterisering og verifisering av forskjellige typer batterier, samt vår lange erfaring innenfor sikkerhet og håndtering av eksplosive og giftige gasser. Holt tror IFE kan spille en viktig rolle, også inter-nasjonalt, i utviklingen av disse nye materialene. Materialene IFE utvikler kan bidra til en økning av energitettheten Li-ion batteriene på opptil 20-25 prosent. Vi jobber kontraktbasert og beskytter våre egne ideer før vi går ut med dem. Men det er likevel klart at den forskningen instituttet driver med kommer hele bransjen og samfunnet til gode på sikt, sier Holt. Miljøvennlige prosessteknologier IFE har igjennom årene bygget opp en unik prosessteknologi innen gass- separasjon og nye materialer. Vi har utviklet nye løsninger både alene og i samarbeid med våre kunder innenfor fludized bed (FBR), free space, sentrifuge, fixed bed reaktor teknologi. Bare innenfor FBR teknologi har vi i dag tre forskjellige reaktorkonsepter oppe og går og vil fase inn en fjerde senere 2013. I 2012 har sektor for Energi- og Miljøteknologi videreført utviklingen en ny metode for å fremstille alumina, et råstoff til aluminiumspro duksjon, ved å ta utgangspunkt i bergarten anortositt. I dag skjer fremstillingen basert på bauxitt, et råstoff som ofte transporteres langveis fra, i stor grad fra Brasil. Positivt med denne prosessen er at den forbruker CO 2 Arve Holt er forskningsdirektør og har ledet sektoren siden 2011. Vi jobber kontraktbasert og beskytter våre egne ideer før vi går ut med dem. Men det er likevel klart at den forskningen instituttet driver med kommer hele bransjen og samfunnet til gode på sikt, sier Holt. underveis, samt at en sidestrøm ut fra prosessen er kvarts, sier Holt. Kvarts brukes blant annet som råstoff til produksjon av silisium. Offshore vindkraft Innen offshore vind har IFEs hovedfokus i 2012 vært fortsettelsen av arbeidet med modelleringsverktøyet 3D Float. 3D Float modellerer oppførelsen til flytende vindturbiner. Viktige parametere er bølger, vind, strømninger, turbulens og ising. Modelleringsverktøyet vil kunne forutsi oppførselen uten å bygge fullskalamodeller. Videre har vi i 2012 begynt planleggingen av en flytende pilot-turbin i samarbeid med NTNU og SINTEF. Piloten skal installeres i 2015 og har et byggebudsjett på 43 millioner kroner. Med denne piloten kan vi samkjøre 3Dmodellene med de reelle målingene. Dette gjør at vi kan gjøre modellen mer presis og eksakt, sier Holt. I 2013 vurderer 3D Floatutviklerne muligheten å lage en åpen kildekode for programmet slik at enda flere skal kunne bruke deler av programmet, samt for å få flere brukere og utviklere på det, sier Holt. Geoprosesser IFE har lange tradisjoner på forskning innenfor geoprosesser. Fokus i 2012 har blant annet vært på transport av hydrokarboner, karbondioksid og vann i reservoarer. Dette er forskning som er relevant innenfor økt oljeutvinning, CO 2 lagring og bedre utnyttelse av geotermisk varme. Interessante problemstillinger er reaksjonskinetikk og reaksjonsmekanismer, samt mekanismer for oppsprekking i reservoarene. Vårt arbeid spenner fra teoretiske modellstudier til eksperimentell virksomhet. En fjær i hatten fra 2012 er blant annet at et av arbeidene våre er på «topp 10»-listen av de mest siterte arbeidene i et tidsskrift i 2012, sier Holt. To PhD-studenter skrev doktorgrad ved sektoren i 2012. Sektoren har publisert resultater i 20 internasjonale tidsskrifter om solcelleteknologi. 10 11
Sektor Petroleumsteknologi Forskningsdirektør: Tore Bjerkelund Gimse Lokalisering: Kjeller Antall ansatte: 80 Omsetning: 160 mill. kroner Sektor Petroleumsteknologi utvikler lønnsom, sikker og miljøvennlig teknologi for petroleumsutvinning, inkludert påvisning og forvaltning av olje- og gassressursene. IFEs tracerteknologi benyttes av oljeselskap over hele verden, og Instituttet etablerer seg som internasjonalt kompetansesenter for korrosjon i olje- og gassrørledninger. Gjennom tverrfaglige satsinger skal IFE frembringe etterspurt teknologi i det internasjonale petroleumsmarkedet. Prioriterte områder Kostnadseffektiv lete- og utvinningsteknologi tracerteknologi og tilhørende simuleringsmodeller for reservoar studier Korrosjonskontroll i olje- og gassrørledninger Flerfasemodellering og beregningsverktøy for drift av petroleumsfelt Sveisemodellering og materialegenskaper Vellykket oljeting Skiller ut en halv avdeling som konsulentselskap Sporingsforskningen har vært så suksessrik at halvparten av avdelingen Reservoar- og leteteknologi (Rele) skilles ut som konsulentselskapet Restrack i 2013, forteller sektorleder Tore Bjerkelund Gimse. Tore B. Gimse er forskningsdirektør og leder for sektor Petroleumsteknologi. Han mener instituttene har en spesiell rolle som brobygger mellom akademisk forskning og næringslivets behov for løsninger og produkter. Sektor Petroleumsteknologi Tore B. Gimse, forskningsdirektør og leder for sektor for Petroleumsteknologi Utdanning: Matematiker Jobbet på IFE siden: 2012 Ledet sektor siden: 2012 Nye fremskritt innen forskning på karbonfangst, sporing av gjenværende olje i et åpnet oljefelt og nye metoder for å hindre korrosjon i oljerør er blant resultatene i sektor for Petroleumsteknologi i 2012. IFEs sektor Petroleumsteknologi utvikler lønnsom, sikker og miljøvennlig teknologi for petroleumsutvinning, inkludert påvisning og forvaltning av olje- og gassressursene. For 30 år siden ble utvikling av flerfaseteknologien startet ved IFE. Teknologien har gjort det mulig å bygge rørledninger som kan føre vann, olje og gass samtidig. Det jobbes fortsatt med å forbedre teknologien, for å hindre at forhold som sand, is, salter og andre stoffer skaper «propper» i rørene. Flerfaseteknologien ble i 2012 kåret til «Norges viktigste oppfinnelse siden 1980» av Aftenpostens fagjury. Teknologien revolusjonerte jo oljebransjen i sin tid, og vi arbeider fortsatt med viktige forbedringer og utvidelser av den, forteller Gimse. Han presiserer at oljeindustrien har spart milliarder av kroner fordi den har tillatt rør å erstatte oljetankskip, plattformer og offshore-prosessering. Dermed har vi i stor grad redusert risiko for miljøproblemer også, sier Gimse. IFE var den gang ikke så bevisst på lisenser og patenter som man er i dag. Derfor står ikke lenger IFE som eier av flerfaseteknologien. I lærdommen fra dette, har vi bygget IFEs nye strategi om å opprette egne kommersielt drivbare selskaper basert på enkelte egne oppfinnelser og nyutviklinger. Slike selskaper kan tilbakeføre prosjektaktiviteter til IFE over lang tid, selv om vi ønsker at de så raskt som mulig skal stå på egne ben. Avdelingen Rele var i 2012 gjennom en slik kommersialiseringsprosess, og IFE har store forventninger til samarbeidet med dette selskapet fremover. Restrack I 2012 ble forberedelsene gjort til at vel halvparten av avdeling Rele i 2013 skal skilles ut som et eget konsulentselskap, Restrack, med en portefølje av tjenester innen sporingsteknologi i reser voarer, forklarer Gimse; Instituttet har tradisjonelt hatt inntekt av å selge forskernes timer. En av intensjonene med etableringen av Restrack er at IFE skal ha inntekter også i form av royalties og avkastning på oppfinnelser. Restrack er tiltenkt å forvalte sporingsteknologi som blant annet gjør det mulig å måle hvor gjenværende olje og gass befinner seg i reservoarer, og kanskje også få et bedre anslag på hvor mye olje og gass som ennå er igjen. Ved å tilsette sporingsstoffer med ulike farge når det pumpes vann inn i brønnene i et reservoar kan vi i analysere og tegne et bedre kart over hvor det bør plasseres nye brønner inne i reservoaret. Du kan nesten sammenligne det med kontrastvæske for røntgen, sier forskningsdirektøren. En dråpe er nok En videreutvikling av teknologien ble med suksess testet første gang på Heidrun-feltet i Nordsjøen i 2011. Da vi begynte med sporingsstoffer trengtes det kubikkmeter av stoffet for å finne det igjen. I dag er man nede på dråpenivå og kan jobbe med noen kilo der man før trengte tonn, forteller Tore Gimse; Etter hvert som metodene blir hyllevare, og vi kan skille ut tjenesteleveranser, fortsetter IFE å utvikle og forbedre. IFEs kunder og partnere vil alltid ha tilgang på den beste tilgjengelige teknologien. Blant annet ønsker man i fremtiden å redusere mengden kjemikalier, samtidig som nøyaktighet og anvendelighet forbedres, og Gimse minner om hva hver forbedring betyr for Norge og oljebransjen: Vi utvinner i Norge i dag rundt 50 prosent av et felt før man anser seg ferdig. Hver prosent man får ut i tillegg, betyr flere hundre milliarder kroner tjent. Det alene er jo en tidel av hele Oljefondets verdi. Dessuten er det jo viktig å tømme de feltene man bygger ut så godt som mulig, før man går løs på nye. Rustne rør Avdelingen for Materialer og korrosjon var i 2012 preget av fremskritt i forskning på korrosjon i utstyr og rørledninger. Olje inneholder CO 2, vann og andre stoffer. Det skaper rustutfordringer, særlig i rørene som frakter olje. Det er ikke nok rustfritt stål i verden til å bygge alt utstyret i verden man skulle ønske seg rustfritt, og derfor forskes det på hvordan grensene for bruken av vanlig stål kan tøyes, forklarer Gimse. Avdelingen for Materialer og korrosjon har i løpet av 2012 bygget opp og videreutviklet svært avanserte, men likevel håndterlige eksperiment-laber; Man har gått fra prototyp til en løsning som åpner for mye og viktig aktivitet i tiden fremover, sier Gimse. Karbonfangst Sektoren har i 2012 fortsatt sin forskningsaktivitet på håndtering av CO 2. Hvis vi skal fange og lagre CO 2 i større skala, er transportløsninger helt kritisk. I 2011 ble det derfor bygget en CO 2 -loop på Kjeller, som er den eneste i sitt slag i Norge, muligens i verden, sier Gimse. Loopen, som fyller en hel hall, ble tatt i bruk i 2012 for å gi flere svar på CO 2 -ens oppførsel når den transporteres i rør. IFE vil utvikle både utstyr og kompetanse videre på dette viktige feltet. Ifølge Gimse kan man i fremtiden kanskje nyttiggjøre seg oppsamlet CO 2 ved å sende det ned i oljebrønnene offshore for å «vaske ut» mer olje; CO 2 er mye mer effektivt enn vann for dette formålet, og brukes slik i stor skala andre steder i verden, sier han og ute lukker ikke at Nordsjøen kan bli et deponi for CO 2 -fangst for hele Europa, fanget og fraktet dit gjennom rør. Hvorfor er arbeidet ved sektoren viktig for verden og Norge? Instituttene har en spesiell rolle i forskningen. Vi blir ofte en bro mellom akademisk forskning og metodeutvikling, og næringslivets behov for løsninger og produkter. Vi sørger for at det som skjer ved universiteter bygges opp til løsninger som kan brukes av næringslivet og vi tolker og klargjør næringslivets behov, slik at forskningen kan forsøke å fylle dem. Instituttene og IFE fungerer som en katalysator, der ulike aktører, i vårt tilfelle oljebransjens aktører, kan danne industrikonsortier og spleise på utvikling av teknologi som alle har interesse av. Samarbeid er mer effektivt enn at hver aktør skal drive utvikling på egenhånd og «finne opp hjulet» hver for seg. IFE sikrer at teknologien utvikles raskere og deles av flere. Flerfaseteknologien er et eksempel på dette, og denne måten å jobbe på i Norge har over tiårene også gitt oljeleverandørindustrien svært gode muligheter. Den bransjen har jo faktisk blitt Norges nest største eksportbransje. Fremover tror jeg det blir viktig for IFE å rendyrke rollen som kompetansebank, sier Gimse, som mener instituttene må være bevisst sin samfunnsrolle, blant annet i arbeidet med å fremme en bærekraftig utvikling. Petroleumssektoren fyller den rollen ved å forske fram løsninger som gjør oljeutvinningen enda sikrere, og metoder som sørger for at man får mer ut av eksisterende funn og infrastruktur, før man åpner nye. 12 13
haldenprosjektet Senter for internasjonal sikkerhetsforskning Prosjektleder: Fridtjov Øwre Lokalisering: Halden Antall medlemsland: 19 Haldenprosjektet er det største internasjonale forskningsprosjekt med sete i Norge. Prosjektet fremskaffer nøkkelinformasjon som brukes i sikkerhetsvurderinger, lisensieringsarbeid og som underlag til pålitelig drift av kjernekraftverk og andre komplekse industrianlegg. Haldenprosjektet er viktig i beredskapssammenheng og gir et troverdig grunnlag for Norges pådriverrolle i internasjonalt sikkerhetsarbeid. Samtidig er det et strategisk program på sentrale teknologiområder for norsk energi-, prosess- og transportindustri. Avgjørende forskningsbidrag om konsekvenser av tap av kjøling I 2012 har Haldenprosjektet blant annet oppsummert ni års forskning på overoppheting av brensel. Forskningen vår har vist at utbrenningstiden av brenselet kan være avgjørende for hvordan en «tap av kjølevann»- ulykke (loss-of-coolant-accident) utvikler seg, sier Haldenprosjektets leder Fridtjov Øwre. Fridtjov Øwre, leder for Haldenprosjektet siden 2009 og daglig leder for IFE Halden Utdannelse: Mastergrad i fysikk, retning kybernetikk fra Universitet i Oslo. Jobbet på IFE siden: 1975 Haldenprosjektet er det største internasjonale forskningsprosjektet på norsk jord og sannsynligvis Norges lengst pågående forskningsprosjekt. Tungtvannsreaktoren (HBWR) i Månefjellet i Halden ble startet som forskningsreaktor i 1959 for atomlandene i OECD NEA (Organisation for Economic Cooperation and Development, Nuclear Energy Agency). I dag er 19 land medlemmer i prosjektet, som i 2012 gikk inn i sin nittende 3-årsperiode. Prosjektet framskaffer nøkkelinforma sjon som brukes i sikkerhetsvurderinger, lisensieringsarbeid og som underlag til pålitelig drift av kjernekraftverk og andre komplekse industrianlegg. I Haldenprosjektet forsker man spesielt på hva som skjer med reaktorbrensel og andre reaktor-materialers egenskaper ved langtidsbruk, og i tillegg forsker man på menneskelig adferd i kritiske situasjoner, kontrollromsteknologi og sikkerhetskritisk programvare. Det utføres både grunnforskning for alle medlemmene gjennom Haldenprosjektet og oppdragsforskning for enkeltmedlemmer i regi av IFE. Milepæler i 2012 Haldenprosjektets medarbeidere besitter kompetanse som er viktig i beredskapssammenheng noe som gir et troverdig grunnlag for Norges pådriverrolle i internasjonalt sikkerhetsarbeid, sier Øwre; Samtidig er Haldenprosjektet et strategisk program i den forstand at kompetanse og resultater fra det internasjonale forskningssamarbeidet på sentrale teknologiområder blir overført til norsk petroleum-, prosessog transportindustri gjennom et økende oppdragsprogram. Elleve eksterne eksperimentalkretser er knyttet til reaktoren og brukes i eksperimenter med betingelser som ikke bare er representative for kraftreaktorer, men som også simulerer mer krevende eller uønskede forhold, sier Fridtjov Øwre. Prosjektet har utviklet et kvalifisert sett måleinstrumenter som gjør det mulig å få detaljert informasjon om hvordan egenskapene til brensel og materialer endres ved bestråling og i forskjellige driftstilstander. I 2012 ferdigstilte man en ny konsesjonssøknad for Haldenreaktoren for perioden 2015-24; et plandokument for forskning i regi av Haldenprosjektet i den samme perioden, en oppsummerende rapport om resultatet av ni års forskning på hvordan brensel reagerer på overoppheting og en sluttrapport om styrker og svakheter ved forskjellige metoder som estimerer menneskelig pålitelighet ved ulykker (HRA-Human Reliability Assessment). 2012 markerte også åpningen av Future- Lab, et nytt laboratorium for forskning på fremtidens kontrollrom. Rapport om «tap av kjøling»- ulykker En oppsummeringsrapport etter ni års studier av hvordan brenselsstaver oppfører seg under en overoppheting (loss-of-coolant accident eller LOCA) ble presentert på en konferanse om emnet i Lyon i mai 2012. Et viktig funn er forskjellen på hvordan brenselsstaver med lavere og høyere utbrenningsgrad reagerer under en LOCA, sier Øwre; I en stav med høy utbrenning oppstår det et sjikt på den ytre delen av brenselspelletene som kan gå fullstendig i oppløsning når temperaturen øker med flere hundre Fridtjov Øwre er leder for Haldenprosjektet. VR-hjelmen han holder og den virtuelle treningsomgivelsen gjør det mulig å se og lære operasjoner som det kan være utfordrende å øve på i det virkelige liv. IFE utvikler verktøy og programmer for å trene på sikkerhetskritiske og kostbare operasjoner i kjernekraftverk og annen industri. grader under en LOCA. Det dannes fine brenselsbiter som kan påvirke senere kjøling og øke faren for radioaktive utslipp. Dette har ikke tidligere forskning påvist fordi en da benyttet seg av testbrensel med vesentlig lavere utbrenningsgrad. Våre funn kan ha betydning for hvor lang levetid myndigheter vil tillate for en brenselsstav, sier forskningsdirektøren i Haldenprosjektet. Future Labs I dag foregår Mennesketeknologi-organisasjon (MTO) sektorens eksperimentalvirksomhet i 3 laboratorier: HAMMLAB (Halden Menneske-Maskin Laboratorium), Halden VR-senter (virtuell virkelighet) og FutureLab som ble åpnet i 2012. I FutureLab undersøker vi hvordan ny grensesnitt-teknologi positivt kan påvirke driften av kjernekraftverk. I FutureLab utfører vi konseptstudier for å danne oss bilder av og teste nye operative konsepter, forteller Øwre; Tverrfaglige design workshops, rollespill og testing av interaktive mock-ups er andre teknikker som benyttes godt støttet av utstyret i laboratoriet. Det er lett å omkonfigurere FutureLab noe som gjør oss i stand til å lage prototyper av ulike arbeidsmiljøer, for eksempel vedlikeholdssenter, overvåkingssentraler, beredskapssentraler, i tillegg til en framtidens nukleære kontrollromsløsninger. Menneskelig pålitelighet I 2012 ble rapporten «The international HRA empirical study» ferdigstilt etter seks års forskning. En har studert hvordan skiftlag i kontrollrom handler i en kritisk situasjon, blant annet når de blir utsatt for dramatiske uhell i simulatoren, som et brudd i en rørledning kombinert med lekkasje inne i dampgeneratoren. Sertifiserte operatører fra kjernekraftverk i Finland og Sverige har tidligere deltatt aktivt i eksperimentene, og fra 2011 har operatører fra flere amerikanske kraftverk også vært med på eksperimentene. Mange kjernekraft myndigheter, f.eks. US Nuclear Regulatory Commission, og andre institusjoner, har utviklet modeller der de beregner ulike sannsynligheter for at menneskene handler «etter boka» i kritiske situasjoner. I modellene tar man hensyn til den trening og erfaring operatørene har, det tekniske utstyret som er tilgjengelig i kontrollrommet og ikke minst de prosedyrene som de skal bruke i vanskelige situasjoner, forteller Øwre. I eksperimentene har Haldenprosjektet sammenlignet data om operatørenes adferd med den estimerte oppførsel fra HRA modellene. Funnene var overraskende fordi de viste at modellene gjennomgående ikke traff særlig godt i forhold hvordan skiftene taklet de vanskelige situasjonene, sier Øwre. Ny Haldenavtale undertegnet I 2011 undertegnet prosjektets medlemmer Haldenavtalen for perioden 2012-2014. IFE er meget stolt over at alle medlemmene som var med i den forrige perioden fortsatte i den nye perioden til tross for utfordringer relatert til Fukushima ulykken og finanskrisen som har rammet mange av medlems-landene. Tyskland fortsetter altså sitt medlemskap selv om de har tatt en beslutning om å fase ut kjernekraften fra 2022. Tyskland vil fremdeles ha behov for kunnskap og data som Haldenprosjektet leverer fram til utfasingen skjer, sier Øwre, og samtidig sier han at beslutningen har ført til at man i prosjektet vurderer å legge mer vekt på studier av dekommisjonering av reaktorer i fremtiden. Ny konsesjon Videre forskning forutsetter at Haldenreaktoren får ny konsesjon fra norske myndigheter når den gjeldende utløper i desember 2014. I 2012 leverte prosjektet en søknad til Helse- og Omsorgsdepartementet om fornyet konsesjon. Ifølge prosjektleder Øwre er Haldenprosjektet like relevant i dag som da det startet opp; I en verden med 437 reaktorer i drift, 66 under bygging og enda flere planlagt er kjernekraftsikkerhet viktig. Mange reaktorer som var ment å leve i 40 år har nå fått fornyet driftstiden til 60 år. Dette øker behovet for kunnskap om langtidsbruk av materialer i reaktorene. Hva får Norge og verden ut av Haldenprosjektet? Først og fremst økt kjernekraftsikkerhet, noe som er viktig, med 437 reaktorer i drift verden over og 66 under bygging. I følge OECD NEA (Nuclear Energy Agency) stammer 75 prosent av alle sikkerhetsdata som brukes til å godkjenne brensel rundt om i verden fra eksperimenter i Haldenreaktoren. Kompetansen ved Haldenreaktoren kommer til nytte på andre felt, blant annet opprydningen av kjernefysiske «kirkegårder» i Nordvest-Russland. For Norges del får vi sammenlignet thorium med egenskapene til vanlig brensel. Thorium er et stoff som finnes i store mengder i Norge, og som har bedre sikkerhetsmarginer enn uran. Historisk har MTO kunnskapen blant annet vært med å utvikle kontrollromsteknologi for bl.a. vannkraftanlegg og petroleumsindustrien i Norge. MTO har levert løsninger til både energiselskaper og leverandørindustrien. 14 15 haldenprosjektet
Sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet Forskningsdirektør: Margaret McGrath Lokalisering: Halden Antall ansatte: 150 Omsetning: 185 mill. kroner Sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet er en nasjonal kompetansebase for reaktorteknologi og -sikkerhet, basert på det internasjonale Haldenprosjektet. Gjennom dette OECD-prosjektet utvikles det teknologi og kompetanse som også kommer norsk industri og det norske samfunn til gode. Prioriterte områder Sikker drift av reaktoranlegg, med fokus på sikkerhet og pålitelighet av reaktorbrensel, samt strålingseffekter på materialer Samarbeid og kompetanseoverføring for økt sikkerhet ved reaktoranlegg i Øst-Europa instrumenterings- og ingeniørkunnskap, spesielt i korrosive miljøer ved høye trykk og temperaturer, og i omgivelser med elektrisk støy Økt sikkerhet i reaktorer gjennom forskning på brensel Sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet har i 2012 produsert nye data som øker forståelse av prosessen rundt frigjørelse av radioaktive gasser fra urandioksid brensel, noe som skjer som en del av spaltingsprosessen. Når mange kjernekraftverk skal forlenge levetiden fra 40 til 60 år, blir også kunnskap om alle tiltakene som kan forhindre korrosjon og sprekkutdannelse i reaktorkomponenter stadig viktigere, sier Margaret McGrath. Margaret McGrath, leder, sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet Utdanning: Metallurg Jobbet på IFE siden: 1995 Ledet sektor siden: 2008 Sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet er en nasjonal kompetansebase for reaktorteknologi og -sikkerhet, basert på det internasjonale Haldenprosjektet. Sektoren leverer forskningsresultater om kjernekraftsikkerhet til den internasjonale atomkraftindustrien. Sikker drift av reaktorer, på litelige brenselstaver, strålingseffekt på materialer og instrumentkunnskap ved høy trykk og høy temperatur er blant fokus områdene. I 2012 har sektoren blant annet studert hva som kan påvirke fisjonsgassfrigjørelse fra uranbrensel under normaldrift. «Tap av kjølevann»-ulykker (loss-of-coolant accident, eller LOCA) har også over en årrekke vært et fokus for sektoren. Sikkerhetsgrenser ved LOCA I starten av arbeidet med «loss-of-coolant accident» samlet man observasjoner som det nå har blitt nok av til å formulere teorier, sier McGrath, som selv har jobbet ved reaktoren i 17 år. Teoriene etableres i fellesskap med medlemmene av Haldenprosjektets tekniske styringskomité, forteller hun. Analysene skjer også ofte i samarbeid. En av observasjonene sektoren har gjort over tid er at jo høyere eksponeringstiden eller «utbrenningen» av brenselet er blitt, jo større er faren for at utslipp fra staver som svikter under tap av kjølevann kan bestå av brenselspartikler og ikke bare radioaktive gasser. Kunnskapen kan få konsekvenser for regler om stavenes levetid. Brenselstaver i kjernekraftverk består av en lang kolonne urandioksidpellets satt sammen i et metallrør, eller kapsling, som er opptrykket med heliumgass og tettsveiset. Varmen som genereres i brenselstavene kjøles vekk med sirkulerende vann ved høyt trykk. Gasstrykk i brenselstavene må alltid være det samme eller lavere enn selve kjølingsvannets, det vil si kapslingen skal være «undertrykket». Under tap av kjølevann minster brenselstaver både kjøling og eksternt trykk, slik at temperaturer øker vesentlig over normalt nivå og kapslingen blir utsatt for «overtrykk». Urandioksid er et stoff som er ganske sprøtt slik at brenselspelletene utvikler sprekker under normal drift på grunn av små temperaturforandringer, og de kan deretter fragmenteres i stykker under oppvarming og trykkavlastning i en LOCA, forklarer sektorsjefen. Ved veldig høy utbrenning er noen fragmenter så små at de kan strømme ut fra smale sprekker i feilete staver. Ingen trodde det ville skje - før vi testet det i praksis. En av teoriene formulert i forskningen, er at trykkøkning ved oppvarm ing i fisjonsgassbobler i deler av brenselet påfører nok «internt stress» til å finknuse overflatene av pelleten, forklarer McGrath. Fisjonsgassfrigjørelse I 2012 identifiserte Haldenprosjektet terskelen for fisjonsgassfrigjørelse fra brensel tilsatt kromdioksid. Slike gasser oppstår i urandioksidbrensel som en del av spaltingsprosessen og består av bobler fanget opp i selve brenselspelletene. Når temperaturen i brenselet Margaret McGrath er forskningsdirektør og leder for sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet i Halden. Dataene vi genererer med vår forskning vil bli mer og mer viktig i fremtiden når mange kjernekraftverk får sin levetid forlenget fra 40 til 60 år, sier hun. øker, øker også sannsynligheten for at disse bobler blir frigjort til det såkalte frivolumet i kapslingen. Det finnes en temperatur som er «terskelen» hvor frigjøringen inntreffer, og denne temperaturen er avhengig av brenselets utbrenning og kan være påvirket av brenselets kjemiske sammensetning eller mikrostruktur, sier McGrath. Hun legger til at selv om man har funnet denne grensen for brensel tilsatt kromdioksid, gjelder det nå å fortsette studien hvor flere typer brensel undersøkes for å finne grensen for et brensel tilsatt berylliumoksid. Å tilsette berylliumoksid er å øke den termiske ledningen av urandioksid slik at normaldriftstemperatur senkes, og dermed sannsynlighet for at terskelen for fisjonsgassfrigjørelse inntreffer. Fisjonsgassfrigjørelsen som oppstår er et viktig moment for sikkerheten, fordi den forhøyer brenselstavens interne trykk, noe som må til enhver tid være den samme eller lavere enn det eksterne trykket som kommer fra kjølevannet. Fisjonsgasser har også dårligere termisk ledning enn stavenes opprinnelig gassinnhold - helium - slik at ved frigjøringen kan brenselstemperatur øke. Man må kunne vite brenselstemperatur og stavenes interne trykk til enhver tid for å drifte et kjernekraftverk på en sikker og pålitelig måte. Det er derfor det er så viktig å forstå alt som påvirker fisjonsgassutdannelse og -frigjørelse. Derfor gjør vi slike studier i reaktoren, sier McGrath. Langvarige eksperimenter Sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet kjører ulike eksperimenter i reaktoren for å studere oppførselen til brensel under utvikling. Ett eksperiment krever ni til tolv måneders forberedelser, blant annet instrumentering av testrigg-struktur og eksperimentprøver. Som regel lastes brenselstaver inn i reaktoren og observeres over fire-fem år. Ofte starter man med brensel som allerede har blitt bestrålt i et kjernekraftverk i flere år slik at total utbrenningen er høyere enn den ville ha vært i en alminnelig reaktor. Noen eksperimenter har vart så lenge som 15 år. Måleinstrumentene registrerer i denne perioden en lang rekke egenskaper ved brenselet og oppførelsen: temperatur, stavetrykk, dimensjonal forandring, fisjonsgassfrigjørelse. Vi har typisk 20-25 eksperimenter på gang til enhver tid, sier forskningsdirektøren. Rundt 60 % av virksomheten i sektoren er kommersiell oppdragsforskning for enkeltorganisasjoner. I 2012 har den kanadiske forskningsinstitusjonen Atomic Energy of Canada Limited og National Atomic Energy Commission (CNEA) i Argentina vært to av mange oppdragsgivere. Resterende 40 % er forskning som alle medlemmene av Haldenprosjektet eier, og som er konfidensiell i fem år før den avklassifiseres. Etter Fukushima Ulykken i Fukushima i Japan i 2011 førte til større endringer for prosjektet og sektoren i 2012. Kjernekraftindustrien i Japan har vært betydningsfull på oppdragssiden. Vi har jobbet på mange bilaterale prosjekter fra den japanske industrien som har inntil nylig hatt store budsjetter for FoU innen kjernekraft, blant annet for fremtidsrettet effektivitetsforskning rettet mot «Gen 3+» eller den neste generasjons reaktortyper, sier McGrath. Nå har japanske myndigheter «senket blikket» og forståelig nok konsentrert forskningsinnsatsen på fysisk sikring av kjernekraftanlegg, såkalt «site-safety». Vi samarbeider fortsatt mye med den japanske nukleære industrien og sikkerhetsmyndighetene, men det har vært en stor endring for oss. Vi tar sikte på blant annet å involvere nye organisasjoner i andre land i oppdragsforskning, sier McGrath. Vi jobber også med flere land som trenger dataene vi genererer med vår forskning innen aldringsprosesser til materialer utsatt for stråling. Dette vil bli mer og mer viktig i fremtiden når mange kjernekraftverk får eller har fått sin levetid forlenget fra 40 til 60 år. Det er mange tiltak som trengs for å forlenge levetiden av reaktorkomponenter, blant annet kjemiske tilsetninger i kjølevannet for å unngå korrosjon og sprekker, sier McGrath. Hvorfor er det sektoren gjør viktig for Norge og verden? Atomkraft finnes i verden i dag, og det blir stadig mer, ettersom flere anlegg er på trappene eller under bygging. 45 land som ikke har det, ønsker å få det. Vietnam og Polen er to eksempler. De som har det, ønsker å forlenge levetiden. I Halden produserer vi data som er viktig for sikkerheten ved slike anlegg og mye av det som gjøres her, er det ingen som kan gjøre andre steder. Det er også unikt at reaktoren er så internasjonal som Haldenreaktoren, med 19 medlemsland og over 100 samarbeidende organisasjoner. 16 17 Sektor Nukleær Sikkerhet og Pålitelighet
Sektor Sikkerhet Menneske-Teknologi-Organisasjon (MTO) Forskningsdirektør: Jon Kvalem Lokalisering: Halden Antall ansatte: 78 Omsetning: 121 mill. kroner Sikkerhet MTOs virksomhet skal bidra til sikker og effektiv drift av komplekse prosessanlegg som kjernekraft, andre energi- og prosessanlegg herunder kjernekraftverk og petroleumsinstallasjoner. Begrepet Sikkerhet Menneske- Teknologi- Organisasjon bygger på at det kan oppnås forbedringer av sikkerheten ved å betrakte menneskene, teknologien og organisasjonen under ett, som et totalsystem. Prioriterte områder Studere faktorer som påvirker menneskers prestasjonsevne i kompleks beslutningstaking Videreutvikling av sektorens eksperimentalfasiliteter, bl.a. HAMMLAB (Halden Manmachine Laboratory) Anvendelse av VR (Virtual Reality)-teknologi til design, vedlikehold og trening Utvikling av metoder og verktøy som bidrar til etablering av Integrerte Operasjoner i petroleumssektoren «Kontrollromskulturen» er avgjørende for sikkerheten Et nytt laboratorium er etablert i Halden i 2012 for å undersøke hvordan ny teknologi kan bidra til å øke sikkerheten i fremtidens kontrollrom. Kunnskapen om mennesker og samhandling i kontrollrom bidrar også til å effektivisere oljeog gassbransjen i Norge. Jon Kvalem, forskningsdirektør og leder for sektor Sikkerhet Menneske- Teknologi-Organisasjon (Sikkerhet- MTO) Utdanning: Informatiker Jobbet på IFE siden: 1982 Ledet sektoren siden: 2012 Sikkerhet- MTO-sektorens virksomhet skal bidra til sikker og effektiv drift av komplekse prosessanlegg som kjernekraft og andre energi- og prosessanlegg ved å betrakte menneskene, teknologien og organisasjonen under ett og studere faktorer som påvirker menneskelig adferd. Vi jobber primært mot norsk olje- og gassbransje og internasjonale kjernekraftverk. Alt vi gjør, er i essens basert på forskning som er muliggjort gjennom Haldenprosjektet, forteller Jon Kvalem, som er leder for sektor Sikkerhet MTO. Kjernekraft i USA Sektoren opplevde i 2012 et gjennombrudd i samarbeidet med kjernekraftindustrien i USA da en avtale om bistand i kontrollromsmodernisering for fem kraftverk hos Progress Energy på østkysten av USA falt på plass. Kontrakten gjennomføres i samarbeid med Idaho National Labs i USA, og baserer seg på kompetanse sektoren har opparbeidet seg gjennom mangeårige kontrakter med svenske og finske kjernekraftverk innen samme tema, sier Kvalem. USA har per i dag 104 kjernekraftverk. De fleste av disse har fått eller søker om utvidet driftslisens til 60 år. Det medfører at kontrollrommene må moder niseres for å håndtere den forlengede levetiden. Brytere og paneler skal erstattes av digitale løsninger - en prosess som svenske kraftverk startet på 1990-tallet, og som IFE har vært sterkt involvert i, sier Kvalem. IFEs forsknings- og oppdragsvirksomhet bidro til å dokumentere overfor svenske myndigheter at sikkerheten ved de nye kontrollrommene var minst like god som ved de gamle, og i dag bidrar MTO med samme tjenester ved Loviisa-kraftverket i Finland. I disse oppdragene sammenliknes prestasjonsevnen til operatører i det gamle og det nye kontrollrommet basert på en metodikk for integrert systemvalidering. Olje og gass og integrerte operasjoner Vel 35 prosent av aktiviteten i MTO-sektoren var i 2012 rettet mot olje og gass. Et viktig element er Senter for integrerte operasjoner hvor IFE er forskningspartner sammen med SINTEF og NTNU. I et felles prosjekt som har pågått siden 2007 studerer de hvordan oljeindustrien kan jobbe mer effektivt ved å samhandle mellom offshore og land, og mellom leverandører og oljeselskap. Jon Kvalem er forskningsdirektør og leder for sektor Sikkerhet Menneske- Teknologi- Organisasjon. Vi driver forskning tett på industrien, og bringer våre forskningsresultater direkte ut til industrien. Men samtidig tar vi med oss industriens utfordringer tilbake til vår forskning, sier han. En viktig utvikling i 2012 var assosierte prosjekter som kom ut av forskningsprosjektet. Spesielt kan nevnes et oppdrag for det italienske oljeselskapet ENI hvor et av elementene er å utvikle optimal samhandling mellom Goliat-feltet i Barentshavet, operasjonssenteret i Hammerfest, ENI-kontoret i Stavanger og hovedkontoret i Milano, sier Kvalem. I tillegg arbeider vi med et prosjekt for GDF SUEZ hvor målet er å utvikle samhandlingsflater for optimal vedlikeholdsplanlegging på Gjøa-plattformen. Dette prosjektet er basert på en prototyp utviklet i Senter for integrerte operasjoner og innbefatter en stor 65 tommers multiberøringsskjerm hvor tanken er at flere personer skal kunne arbeide mot den samme flaten uavhengig av deres geografiske lokasjon. Samhandling mellom hav og land og mellom personell fra forskjellige disipliner er nøkkelord, sier forskningsdirektøren. Kjernekraft, Kårstø og Nydalen Forskningen på sektor for Sikkerhet-MTO har sin basis i kontrollromforskningen på kjernekraft i Halden på 1970-tallet. Anvendelsesområdet for sektorens kompetanse er i dag utvidet fra kjernekraft til andre typer kontrollrom og operasjonssentraler, både innen petroleum, transport og tradisjonell prosessindustri, sier Kvalem. MTO-sektoren har blant annet bidratt til utformingen av lands- og regionalsentral for Statnett i Nydalen i Oslo og det modern iserte kontrollrommet på Statoilraffineriet på Kårstø. Hvordan man formidler kunnskap best mulig for operatører i et kontrollrom er et fokus, forklarer Kvalem. Studier av operatørenes prestasjonsevne har vist seg som en viktig komponent i nukleært sikkerhetsarbeid, sier Kvalem; Kjernekraftverk er veldig prosedyrestyrt, men når det oppstår en situasjon som ikke passer med prosedyrene er det viktig å vite hvordan menneskene håndterer situa sjonen. Kun ved å se på samspillet mellom mennesker og teknologi kan man bygge systemer som er robuste også mot det uventede, sier Kvalem. I etterkant av ulykker viser det seg ofte at det var en kombinasjon av teknisk svikt, menneskelig svikt eller svikt i arbeidskulturen som forårsaket ulykken. Fokuset på MTO ble større etter den ulykken ved det amerikanske kraftverket Three Mile Island i 1979, der den misvisende informasjon fra systemet operatørene fikk ble avgjørende for forløpet. Hvilken nytte har Norge og verden av sektorens forskning? En verden som stadig trenger mer energi, trenger også nye og sikre energiformer og bedre utnyttelse av energien den har. Forskningen på kjernekraft og olje og gass går hånd i hånd med forskning på fornybar energi. Samtidig er det viktig å notere seg at tradisjonell energi som kull, olje og gass, kjernekraft og vannkraft vil dominere energibehovet de neste femti år. Vi driver forskning tett på industrien, og bringer våre forskningsresultater direkte ut til industrien. Samtidig tar vi med oss deres utfordringer tilbake til vår forskning. Sektorens overordnede mål er å bidra til sikrere drift av komplekse energianlegg, herunder kjernekraftverk og petroleumsinstallasjoner, ved å se på menneskelig samhandling med teknologier i en organisasjonsmessig kontekst. 18 19 Sektor Sikkerhet Menneske-Teknologi-Organisasjon (MTO)