211service.com
Deze nieuwe brandstof kan kernenergie veiliger en goedkoper maken
Met Wereldwijd 65 reactoren in aanbouw en nog eens 173 gepland, wedt de kernenergie-industrie dat haar langverwachte renaissance nabij is. Maar het zuiniger maken van bestaande en nieuwe kerncentrales blijft de grootste uitdaging.
Een manier om de uitdaging aan te gaan, is door de splijtstofstaven van reactoren veiliger en efficiënter te maken. Lichtbrug , een bedrijf in Reston, Virginia, dat al een kwart eeuw aan nieuwe brandstoftechnologieën werkt, heeft een metalen brandstof voor kernreactoren onthuld waarvan het zegt dat het precies dat zal doen.
De splijtstofstaven die door Lightbridge worden gemaakt, verschillen op verschillende manieren van de huidige. In plaats van een keramisch oxide van uranium, zijn ze gemaakt van een uranium-zirkoniumlegering die warmte gemakkelijker transporteert. En in plaats van een buis die cilindrische uraniumpellets bevat, is elk een enkel stuk metaal, geribbeld als een stuk drop en spiraalvormig in een spiraal. Door deze vorm kan er meer water over het oppervlak van de staaf stromen, waardoor meer warmte wordt overgedragen en dus meer elektriciteit wordt opgewekt. Het grotere oppervlak vergroot ook de veiligheidsmarge van de reactorkern, waardoor de staven kernreacties bij veel lagere temperaturen kunnen doorstaan: hun interne temperatuur tijdens bedrijf is ongeveer 360 ° C, bijna 900 graden koeler dan conventionele hengels.
De nieuwe splijtstofstaven van Lightbridge, gevormd uit een solide metaallegering, zouden bestaande kerncentrales veiliger en zuiniger kunnen maken.
Het resultaat, zegt Seth Grae, CEO van Lightbridge, is een krachtigere, veiligere en kosteneffectievere reactor die de komende jaren kan helpen de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Met alleen hernieuwbare energie komen we er niet als we onze klimaatdoelen op tijd halen, zegt Grae. Met nieuwe typen reactoren komen we er niet op tijd. Het toegenomen gebruik van de huidige reactoren en nieuwe [conventionele] reactoren is een noodzakelijk onderdeel van elk succesvol pad om klimaatdoelen te halen.
Eerder dit jaar Lightbridge overeengekomen om samen te werken met de Franse nucleaire gigant Areva om de nieuwe splijtstofstaven te commercialiseren, die al in 2020 in bestaande en nieuw gebouwde reactoren kunnen worden geïnstalleerd, zegt Grae. De technologie zou het vermogen van bestaande reactoren met 10 procent kunnen vergroten, terwijl de bedrijfstijd tussen tankbeurten (een belangrijke economische indicator voor kerncentrales) kan worden verlengd van 18 maanden tot 24 maanden. Het vervangen van de conventionele staven in een bestaande reactor zou $ 60 miljoen aan jaarlijkse inkomsten opleveren voor een reactor van 1100 megawatt, zegt het bedrijf.
De nieuwe brandstof is een grote verbetering ten opzichte van conventionele oxidebrandstof voor [conventionele] reactoren, zegt Per Peterson, een professor in nucleaire engineering aan de University of California, Berkeley, die leidt een team dat een geavanceerd reactorontwerp ontwikkelt . Het vermogen van de Lightbridge-brandstof om bij veel lagere temperaturen te werken dan conventionele oxidebrandstof heeft grote veiligheidsvoordelen.
De veiligheidsvraag is echter ingewikkeld, volgens Ian Scott, medeoprichter van Moltex Energie , een in het Verenigd Koninkrijk gevestigd bedrijf dat een geavanceerde vloeibare-brandstofreactor ontwikkelt. Door het hoge warmteoverdrachtsvermogen van de vaste brandstof zouden de staven sneller afkoelen in het geval van een tijdelijk verlies van koelvloeistof. Maar het smeltpunt van de Lightbridge-staven is veel lager dan dat van uraniumoxidebrandstof, wat betekent dat bij een totaal ongeval in Fukushima-stijl, een ramp veel eerder zou kunnen plaatsvinden.
Er is op dit moment een grote druk om 'ongevaltolerante' brandstoffen voor [conventionele] reactoren te maken, zegt Scott. Dit zijn brandstoffen die meer tolerant voor zeer hoge temperaturen bij een ‘beyond design-basis’ ongeval dan uraniumoxide. De Lightbridge-brandstof gaat in de tegenovergestelde richting.
Hoe regelgevers bij de Nuclear Regulatory Commission precies de veiligheid en economische voordelen van de nieuwe brandstof zullen zien, valt nog te bezien. Maar het lijdt geen twijfel dat bestaande reactoren, en nieuw gebouwde reactoren met een conventioneel ontwerp, rijp zijn voor innovatieve brandstoftechnologie.
Het gebruik van deze brandstof in nieuwbouw zal de economie van kernenergie helpen verbeteren, wat zeer nuttig zal zijn voor de industrie als geheel, zegt Leslie Dewan, de medeoprichter van transatomaire kracht , die werkt aan een ontwerp voor een geavanceerde vloeibare-brandstofreactor. Ik denk dat de grootste onbekende de hoeveelheid tijd is die nodig is om de nieuwe brandstof te certificeren.