- Zogenoemde gesmolten-zout-reactoren werden voor het eerst in de jaren 1950 gebouwd. Er is nu hernieuwde interesse voor ontstaan.
- De Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission gaf onlangs een vergunning af voor de bouw van een nieuwe gesmolten-zout-reactor.
- Het idee is om dit type kernreactor in te zetten voor afgelegen locaties en schepen.
- Lees ook: Helft Nederlanders vindt dat we evenveel of meer kernenergie moeten gebruiken, volgens nieuwe peiling
Amerikaanse toezichthouders hebben onlangs een vergunning afgegeven voor de bouw van een nieuwe kernreactor gebaseerd op een concept uit de jaren 1950. Het gaat hierbij om een concept dat bekend als de gesmolten-zout-reactor.
Doel van het nieuwe project is om kleinere, makkelijker te bouwen kernreactoren te ontwerpen. Die zouden in de toekomst gebruikt kunnen worden om schepen of afgelegen locaties van energie te voorzien.
Het grote verschil tussen de huidige kerncentrales en de gesmolten-zout-reactor zit hem in de manier waarop de kernreactor wordt gekoeld, met zout in plaats van water.
Kernreactor: koeling met water of zout
Vrijwel alle kernreactoren die momenteel in gebruik zijn, gebruiken water om hete kernen te koelen. Deze kunnen temperaturen tot wel 300 graden Celsius bereiken. Om goede koeling met water mogelijk te maken moet de reactor onder hoge druk gehouden worden. Daardoor komt het kookpunt van het water hoger te liggen.
Werken met hoge druk brengt bepaalde risico's mee en het kost ook geld en ruimte om de constructie van de kernreactor hierop aan te passen.
Zout daarentegen heeft veel hoger kookpunt dan water, wat maakt dat het niet onder een hoge druk gekoeld hoeft te worden.
"Je kunt met hogere temperaturen werken, terwijl het zout nog niet kookt", zegt projectleider Nicholas Smith van de gesmolten-chloride-reactor van het Idaho National Laboratory tegen Business Insider. "Je hebt geen grote onder druk staande constructies nodig die het koelmiddel bevatten."
Eerder deze maand gaf de Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission toestemming om voor het eerst sinds 1968 een gesmolten-zout-reactor te bouwen in de VS.
Een testcentrale die gekoeld word met gesmolten fluoride (een vorm van zout) moet in 2027 klaar zijn. Vervolgens moet een tweede reactor die daadwerkelijk stroom opwekt, in 2028 opgeleverd worden.
Terugkeer van de de gesmolten-zout-reactor
Watergekoelde kernreactoren zijn sinds de jaren 1970 de standaard geworden. Maar sinds enige tijd is er hernieuwde interesse in gesmoten-zout-reactoren. "Zout is een veel beter koelmiddel dan water, als je weet hoe het werkt", zegt Smith.
Niet alleen dat, ook de constructie van een gesmolten-zout-reactor heeft meerdere voordelen. "Als je de hoge druk niet meer nodig hebt, wordt het bouwen een stuk eenvoudiger", verklaart Smith. Hierbij doelt hij op de grotere flexibiliteit die het ontbreken van dikke, onder druk staande constructies oplevert.
"Ik zie veel mogelijkheden voor gesmolten-zout-reactoren voor gebruik op afgelegen locaties of voor schepen, maar ook voor grotere energiecentrales", zegt Smith.
De proefrector genaamd Hermes zal op een temperaturen tot 650 graden Celsius werken. Maar het koelmiddel - dat bestaat uit een mix van lithiumfluoride en berylliumfluoride (ook wel FliBe genoemd) - kookt pas op 1.430 graden Celsius, wat ver boven de temperatuur van de kern van de reactor ligt.
Dat houdt in dat FliBe een vloeistof zal blijven op de werktemperatuur van de reactor, zonder dat het daarvoor onder druk gezet hoeft te worden.
Daarnaast is Kiaros Power van plan om een andere brandstof te gebruiken dan gebruikelijk is bij huidige kerncentrales. Het bedrijf wil TRISO ofwel 'Tri-structural ISOtropic particle fuel' gebruiken.
Deze brandstof is relatief goed bestand tegen hogere temperaturen. Dat maakt dat de brandstof minder gevoelig is voor het uitstoten van radioactieve kernsplijtingsmaterialen, volgens het Amerikaanse Office of Nuclear Energy.
Nadelen van gesmolten-zout-reactoren
Hoe positief dit alles ook klinkt, er zijn nog wel uitdagingen voor de gesmolten-zout-reactor. Het is immers niet voor niets dat dit concept al enkele decennia nauwelijks meer wordt toegepast
Een van de problemen betreft het risico van corrosie. "Zuurstof veroorzaakt corrosie in gesmolten zout", zegt Smith. De uitdaging is dan ook om de blootstelling van het zout aan zuurstof te beperken. "Je moet de chemische reacties onder controle hebben."
Daarnaast hebben gesmolten-zout-reactoren als nadeel dat ze verschillende soorten kernafval genereren. Ze zouden "meerdere afvalstromen genereren, die allemaal uitgebreide bewerking nodig hebben en daardoor tegen diverse uitdagingen aanlopen wat de verwerking betreft", schreef natuurkundige M.V. Ramana in 2022. Uit één onderzoek bleek zelfs dat deze reactoren meer kernafval genereren dan de huidige watergekoelde kerncentrales doen.