211service.com
Kernsmeltbestendige kernreactoren krijgen een veiligheidscontrole in Europa
Jarenlang hebben nucleaire wetenschappers gesproken over een heropleving van gesmolten-zoutreactoren, die worden aangedreven door een vloeibare brandstof in plaats van vaste brandstofstaven, als een manier om de langverwachte nucleaire renaissance op gang te brengen. Recente ontwikkelingen geven aan dat dit alternatieve ontwerp van kernreactoren eindelijk geleidelijke vooruitgang boekt in de richting van commercialisering.
Gesmolten-zoutreactoren zoals deze, gebouwd in Oak Ridge, zouden begin 2020 kunnen werken.
In augustus heeft een consortium van onderzoeksinstituten en universiteiten onder auspiciën van de Europese Commissie, waaronder de Technische Universiteit Delft (TU Delft) in Nederland, Frankrijk Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek , en het Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek van de Commissie in Brussel, begonnen aan een vierjarig onderzoeksprogramma om de veiligheidsvoordelen van gesmolten-zoutreactoren aan te tonen. Genaamd Safety Assessment of the Molten Salt Fast Reactor, of Samofar, de inspanning zal begin 2020 leiden tot een prototypereactor als alles volgens plan verloopt.
Voor het eerst gebouwd en getest in de jaren zestig, in het Oak Ridge National Laboratory, zouden gesmolten-zoutreactoren de eerste echt nieuwe technologie zijn voor de opwekking van kernenergie die in de afgelopen drie decennia op de markt zou komen. Ze produceren nul koolstof en gebruiken een radioactieve oplossing die nucleaire brandstof vermengt met een vloeibaar zout. Ze kunnen draaien op uranium, maar zijn ook bij uitstek geschikt voor thorium, een alternatieve nucleaire brandstof die schoner, veiliger en overvloediger is dan uranium.
Gesmolten-zoutreactoren bieden ook inherente veiligheidsvoordelen: omdat de brandstof vloeibaar is, zet deze uit bij verhitting, waardoor de snelheid van kernreacties wordt vertraagd en de reactor zelfsturend wordt. En ze zijn gebouwd als badkuipen, met een afvoer in de bodem die wordt geblokkeerd door een vriesplug. Als er iets misgaat, smelt de vriesplug en loopt de reactorkern leeg in een afgeschermde ondergrondse container. Ze kunnen werken als producenten van thermische energie of als branderreactoren die kernafval van conventionele reactoren verbruiken.
In wezen zouden gesmolten-zoutreactoren de twee problemen kunnen oplossen die de kernenergie-industrie hebben geteisterd: veiligheid en afval.
Hoewel de voordelen van gesmolten-zoutreactoren al enige tijd worden begrepen, bevinden ze zich nog in de O&O-fase omdat het in het post-Fukushima-tijdperk van laaggeprijsd aardgas moeilijk is om investeerders te overtuigen om alternatieve nucleaire technologie te financieren. In de Verenigde Staten kan het tien jaar of langer duren, en honderden miljoenen dollars, alleen al om een nieuw reactorontwerp naar de Nuclear Regulatory Commission te brengen voor een vergunningaanvraag.
Samofar is gericht op snelle reactoren , die efficiënter zijn dan conventionele lichtwaterreactoren en splijtbare elementen uit kernafval kunnen kweken. De onderzoekers zullen experimentele laboratoriumfaciliteiten bouwen - niet, in ieder geval voor de komende jaren, een echt werkende reactor - om de geometrie van de vriesplug, de coatings van vat- en leidingmaterialen, het gedrag van de vloeibare brandstof tijdens circulatie en aftappen te testen en andere belangrijke veiligheidsstatistieken.
Het project is de eerste stap naar grootschalige validatie en demonstratie van de technologie, zegt Jan-Leen Kloosterman, hoogleraar kernfysica aan de TU Delft en hoofdonderzoeker op Samofar. Hopelijk leiden de resultaten ook tot veel meer commitment van de grote nucleaire industrie.
Het verkrijgen van die toezegging blijft een zware strijd, maar een rapport dat wordt gefinancierd door de regering van het Verenigd Koninkrijk en onlangs is vrijgegeven door Ontwikkelingen in energieprocessen , een in Londen gevestigd onderzoeksbureau, beoordeelt technologieën van zes potentiële ontwikkelaars van gesmolten-zoutreactoren: Flibe-energie , Moltex Energie , ThorCon Power, Seaborg Technologies, Terrestrische energie en transatomaire kracht - en vindt bemoedigende signalen voor de komende 10 jaar (zie Experimenten starten met een kernreactor die bestand is tegen afsmelting). Na een decennium van werk zijn de bedrijven nu klaar met voorstellen voor de volgende stap naar implementatie, namelijk technisch ontwerp om de safety case voor te bereiden en over te gaan tot ontwerp en bouw.
Het meest geavanceerde programma voor op vloeibare brandstof gebaseerde reactoren op thoriumbasis bevindt zich in China, waar de Shanghai Instituut voor Toegepaste Natuurkunde naar verluidt van plan om bouw in de komende jaren een prototype. Het Shanghai-programma is een samenwerking met Oak Ridge National Laboratory, waar de nucleaire technologie voor gesmolten zout werd geboren.