211service.com
Een kernsmeltbestendig reactorontwerp nieuw leven inblazen
Een nieuwe kijk op een oud reactorontwerp zou kernenergie schoner en veiliger kunnen maken, en daardoor concurrerender met fossiele brandstoffen.
Een blik in de jaren 70-versie van de gesmolten-zoutreactor van Oak Ridge.
Aardse energie , een startup in Ontario, Canada, commercialiseert het reactorontwerp, dat is gebaseerd op werk dat is gedaan in het Oak Ridge National Laboratory in Tennessee. Terrestrial is van plan het ontwerp later dit jaar in Canada in licentie te geven.
Terrestrial ontwerpt een reactor die gesmolten zout in plaats van water als koelmiddel gebruikt.
Onderzoekers van Oak Ridge hebben de afgelopen decennia verschillende gesmolten-zoutreactoren gedemonstreerd en getest. Terrestrial heeft een van deze ontwerpen aangepast op een manier die de technologie naar eigen zeggen goedkoop genoeg maakt om in te zetten.
Conventionele kernreactoren kosten veel meer om te bouwen dan elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen, grotendeels vanwege veiligheidsvoorschriften die dure redundante pompen, insluitingsstructuren en andere onderdelen voorschrijven. Terrestrische CEO Simon Irish zegt dat het gesmolten-zoutontwerp het mogelijk zou kunnen maken om veiligheidssystemen te vereenvoudigen en de kosten te verlagen.
In gesmolten-zoutontwerpen, als de stroom uitvalt of de reactor beschadigd is, zal het systeem vanzelf afkoelen zonder dat radioactiviteit zich kan verspreiden. Conventionele kernreactoren moeten actief worden gekoeld en er moet continu water doorheen worden gepompt. Als de pompen stoppen, begint de brandstof oververhit te raken, wat kan leiden tot het vrijkomen van radioactieve stoffen in het milieu.
Een weergave van het gesmolten-zoutreactorontwerp van Terrestrial Energy.
Een handvol andere startups, waaronder transatomaire kracht , werken ook aan de commercialisering van gesmoltenzoutreactoren. De technologie is ook een focus van R&D-inspanningen in China (zie Leslie Dewan: Innovators Under 35 and Safer Nuclear Power, at Half the Price).
De ontwerpen van Terrestrial zijn conventioneler dan de ontwerpen die door Transatomic worden ontwikkeld. Het bedrijf is van plan dezelfde materialen te gebruiken die worden gebruikt in reactoren die zijn getest in Oak Ridge, terwijl de ontwerpen van Transatomic verschillende nieuwe materialen gebruiken.
In de reactor van Terrestrial wordt uranium gemengd met een gesmolten zout koelmiddel. Als de brandstof te heet wordt, zet het mengsel uit, wat de splijting vertraagt en de hitte van de brandstof vermindert. Deze regelt automatisch de temperatuur en voorkomt oververhitting. Bovendien kookt het koelmiddel alleen bij een zeer hoge temperatuur, dus in tegenstelling tot water zal het niet verdampen, zelfs niet als de pompen stoppen met werken.
Bovendien, als de reactor beschadigd zou raken en het brandstof- en koelvloeistofmengsel zou weglekken, zouden de splijtingsreacties vertragen en zou de gesmolten brandstof stollen, waardoor de verspreiding van radioactief materiaal zou worden beperkt.
Irish zegt dat het ontwerp ook het kernafval met ongeveer tweederde zal verminderen, omdat de reactor werkt bij temperaturen die twee keer zo hoog zijn als een conventionele reactor, wat de efficiëntie verbetert en de benodigde hoeveelheid brandstof vermindert. Hij zegt ook dat het recyclen van de brandstof, waardoor afval verder wordt verminderd, eenvoudiger is dan bij conventionele reactoren.
Om het ontwerp van Oak Ridge praktischer te maken, heeft Terrestrial het aangepast zodat het in een fabriek kon worden vervaardigd en per vrachtwagen naar een energiecentrale kon worden verscheept.
Een ander onderscheidend kenmerk van het ontwerp van Terrestrial is dat de belangrijkste onderdelen wegwerpbaar zijn. Een uitdaging met het Oak Ridge gesmolten-zoutontwerp is dat een kritisch materiaal, grafiet, niet erg lang meegaat, wat zou betekenen dat de operators van een fabriek het regelmatig zouden moeten vervangen. Het nieuwe ontwerp huisvest de belangrijkste componenten van de reactor, inclusief het grafiet, in een afgesloten eenheid die om de zeven jaar kan worden verwisseld, waardoor de installatie in theorie gemakkelijker te bedienen is.
Terrestrial heeft een voorlopig ontwerp gemaakt en werkt samen met Oak Ridge om een nog gedetailleerder ontwerp te maken, dat een ingenieursbureau zou kunnen gebruiken om blauwdrukken te maken. Terrestrial hoopt de eerste commerciële reactor in het begin van het volgende decennium te zien starten.