De zoektocht naar koolstofarme energie sluit kernenergie niet uit. Wereldlanden zetten zich inderdaad in voor nieuwe investeringen in kernenergie op de middellange en lange termijn. De MSR-technologie (gesmoltenzoutreactor) heeft het potentieel om veel van deze voordelen te bieden, waardoor de energie van het atoom veiliger en duurzamer wordt. Het MSR-concept, dat zijn oorsprong vindt in het midden van de 20e eeuw, is nieuw leven ingeblazen en combineert hoge-temperatuurefficiëntie met verbeterde veiligheidsmaatregelen om de energie-uitdagingen van onze tijd aan te gaan.
Waarom dit belangrijk is:
Omdat landen in de wereld van plan zijn om de komende decennia te investeren in kernenergie, wordt er onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van nieuwe nucleaire technologieën. Gesmolten zout is daar één van.
Voordelen van gesmoltenzoutreactoren
Gesmoltenzoutreactoren bieden verschillende voordelen ten opzichte van traditionele kernreactoren. MSR’s kunnen elektriciteit opwekken met een hogere efficiëntie wanneer ze bij hogere temperaturen werken dan conventionele reactoren. Doordat er geen vaste brandstof nodig is, omzeilen MSR’s de complexiteit van productie en verwijdering, wat leidt tot een vereenvoudigde levenscyclus en een vermindering van hoogradioactief afval. Dankzij de veelzijdigheid van MSR’s kunnen ze worden aangepast aan verschillende splijtstofcycli, waardoor de brandstofbronnen verder worden uitgebreid en ze mogelijk kunnen worden omgevormd tot “verbranders” of kweekinstallaties voor kernafval.
Deze kerncentrales zijn niet alleen efficiënter, maar ook veiliger. De lage werkdruk vermindert het risico op ernstige ongevallen, zoals grote breuken en verlies van koelvloeistof, waardoor de algehele reactorveiligheid toeneemt. Dit intrinsieke veiligheidskenmerk, in combinatie met minder afvalproductie, positioneert MSR’s als een geduchte concurrent in de kernenergiesector.
Internationaal onderzoek en samenwerking
Onderzoek naar MSR’s wint internationaal aan kracht, waarbij verschillende landen meerdere reactorconcepten onderzoeken. Deze ontwerpen vinden hun oorsprong in het pionierswerk van het Oak Ridge National Laboratory in de jaren 1960. Om de uitdagingen te overwinnen waarmee MSR’s worden geconfronteerd, zoals materiaalgerelateerde problemen en veiligheidsbeoordelingen, speelt de Internationale Organisatie voor Atoomenergie (IAEA) een sleutelrol bij het bevorderen van internationale informatie-uitwisseling en het ondersteunen van lidstaten met objectieve, betrouwbare gegevens over reactortechnologieën.
Een opmerkelijk voorbeeld van vooruitgang is het model dat is ontwikkeld door de onderzoeksgroep van Anna Smith aan de Technische Universiteit Delft, dat mogelijk de ontwerpfase van reactoren kan verstoren. Dit model dient als een cruciaal hulpmiddel voor bedrijven, met name startups die het komende decennium prototypereactoren willen bouwen. De focus van het team op het begrijpen van de eigenschappen van zout op atomaire schaal is gericht op het verbeteren van voorspellingen van veiligheid en prestaties, in lijn met de dringende behoeften van startups en de bredere energiesector.
De heropleving van gesmoltenzoutreactoren
De hernieuwde belangstelling voor MSR’s is niet alleen academisch; het is een antwoord op de dringende behoefte aan duurzame, koolstofarme energiebronnen. Gerardo Martinez-Guridi, nucleair ingenieur bij de IAEA, benadrukt de cruciale rol van de verbeterde efficiëntie en passieve veiligheidskenmerken van MSR’s bij het waarborgen van de duurzaamheid van kernenergie. Bovendien kan het potentieel van MSR’s om verbruikte splijtstof te verbranden het volume radioactief afval dat langdurige opslag vereist aanzienlijk verminderen.
Regelgevingsproblemen en problemen met de toeleveringsketen hebben de commerciële toepassing van MSR’s eerder belemmerd. In landen als de VS, Canada en China zijn verschillende ontwerpen nu echter bijna klaar voor gebruik. Dit, in combinatie met de steun van de IAEA door middel van initiatieven voor kennisuitwisseling, effent de weg naar de realisatie van MSR-technologie op commerciële schaal.
Baanbrekende ontwikkelingen en prototypes
Een van de koplopers in de ontwikkeling van MSR is Kairos Power, dat onlangs aanzienlijke mijlpalen heeft bereikt voor zijn gesmoltenzoutgekoelde reactor. De startup voltooide een 1000-urige test van zijn koelsysteem en kreeg van de Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission een bouwvergunning voor zijn eerste nucleaire testreactor. De aanpak van Kairos Power, gericht op het gebruik van TRISO-splijtstof en een koelsysteem met gesmolten zout, belooft kerncentrales veiliger te maken doordat er geen hogedruksystemen meer nodig zijn om te voorkomen dat water wegkookt.
Wat Kairos Power en andere MSR-gerichte bedrijven onderscheidt, is hun innovatieve benadering van het ontwerp en de bouw van kernreactoren. Edward Blandford, medeoprichter en chief technology officer van Kairos, beschrijft hun technologie aan MIT Technology Review als “fundamenteel verschillend” van de huidige commerciële reactoren en benadrukt de unieke veiligheids- en efficiëntievoordelen van gesmolten zout. De technische testunit van het bedrijf, ‘s werelds grootste systeem dat is gebouwd om Flibe, een op fluoride gebaseerd zoutkoelmiddel, te laten circuleren, is een bewijs van hun vooruitgang.
Delfts onderzoek naar thoriumchloridezout
Een andere veelbelovende ontwikkeling in de MSR-technologie is het werk dat wordt gedaan aan de Technische Universiteit Delft. Onderzoekers daar hebben thoriumchloridezout ontwikkeld, dat zou kunnen leiden tot een duurzamere splijtstofcyclus met minder langlevend radioactief afval. Het potentieel van thorium, in combinatie met brandstof op basis van uranium of plutonium, wordt onderzocht om een duurzamer kernenergielandschap te creëren.
Dit onderzoek wordt niet geïsoleerd uitgevoerd. Het maakt deel uit van het bredere Europese project MIMOSA, dat gericht is op het recyclen en hergebruiken van plutonium en uranium uit kernreactoren voor een duurzamere brandstofcyclus. Met hun verbeterde veiligheid en efficiëntie en de internationale samenwerking op het gebied van onderzoek en ontwikkeling, zouden MSR’s wel eens een hoeksteen van toekomstige energiesystemen kunnen worden. Het streven naar innovatie en duurzaamheid is duidelijk en het potentieel van gesmolten zout voor de transformatie van kernenergie is groter dan ooit.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
