Kernreactoren van de toekomst

De reactoren met snelle neutronen, of Fast Neutron Reactors (FNR) hebben enkele voordelen:

• De reactoren met snelle neutronen kunnen zonder beperking alle plutonium gebruiken dat door het park met actuele reactoren of door henzelf wordt geproduceerd.
• Ze kunnen elk type uranium verbranden. Door alle uit de grond gewonnen uranium te gebruiken, verhonderdvoudigen ze de hoeveelheid energie die uit een hoeveelheid natuurlijke uranium kan worden gewonnen.
• Ze verminderen ook de radiotoxiciteit, de levensduur en de hoeveelheid van het eindafval. De natriumgekoelde reactoren met snelle neutronen zijn een referentie die al over een aanzienlijke ervaring beschikt.

Ook onze Belgische trots MYRRHA is een onderzoeksreactor met snelle neutronen.

Thorium biedt heel wat voordelen. Het metaal thorium 232 komt meer voor dan uranium en kan voor nagenoeg 100% worden gebruikt.

Thorium kan de ontwikkeling van een nieuwe nucleaire sector ondersteunen. En dit met name in landen als India en China, die over veel thorium beschikken. Het zijn twee landen die belangrijke programma's uitvoeren voor de langetermijnontwikkeling van reactoren op basis van thorium. China en de Verenigde Staten financieren een onderzoeksprogramma om deze techniek op industriële schaal te ontwikkelen. China heeft zelfs verklaard tegen 2030 een reactor te willen bouwen. De combinatie van de technologie met gesmolten en die met thorium zorgt enerzijds voor veiligheid en energetische efficiëntie, en anderzijds voor overvloedige energie en het vermijden van afval met lange levensduur.

Er worden in de hele wereld diverse initiatieven ontwikkeld, ook in Europa. Voor het gebruik van thorium moet evenwel een nieuwe procedé worden voorzien dat verschilt van het huidige nucleaire procedé. In Frankrijk voert het Centre National de Recherche Scientifique van Grenoble onderzoek uit. We moeten erkennen dat thorium een mogelijke optie op hele lange termijn is. De huidige splijtstofcyclus met uranium wordt perfect beheerst en de voorziening van uranium is voor ten minste de volgende 200 jaar verzekerd.

Enkele voorbeelden uit de buurt

In december 2013 hebben Orano (vroeger AREVA) en Solvay een overeenkomst gesloten om thorium te exploiteren. Deze overeenkomt omvat met name een onderzoeks - en ontwikkelingsprogramma om onder meer het gebruik ervan als mogelijk brandstof voor kerncentrales van de nieuwe generatie te onderzoeken.

In Nederland zijn de wetenschappers van het Nuclear Research and Consultancy Group (NRG) van Petten in augustus 2017 met experimenten gestart om beter de verschillende aspecten van de werking te begrijpen van een reactor met gesmolten die thorium als brandstof gebruikt. Deze experimenten werden gevoerd in samenwerking met het Joint Research Center van Karlsruhe van de Europese Commissie. Het project heet SALIENT, wat staat voor SALt Irradiation ExperimeNT.

In Frankrijk bestuderen bestuderen onderzoekers ven het CNRS in Grenoble de voor- en nadelen van de reactoren met gesmolten thoriumzout.

Bij een reactor met gesmolten zout zit het brandbare materiaal in de warmtegeleider ingewerkt. Het verschil met de huidige reactoren is essentieel: het brandbaar materiaal is vloeibaar en niet langer vast.

Het is de bedoeling om de energieproductie en de recyclage van het brandbaar materiaal in eenzelfde installatie onder te brengen. De reactoren met gesmolten zout zijn in staat om duizenden jaren lang overvloedige zuivere en schone energie te leveren tegen betaalbare prijzen. De reactoren met gesmolten zout kunnen ook worden ontworpen om te zorgen voor een follow-up van de automatische vulling. Deze kwaliteit is essentieel in het geval een deel van de elektriciteit wordt geproduceerd door onderbroken bronnen zoals de zon en de wind.

Reactoren met gesmolten uraniumzout

Bepaalde reactoren blijven verrijkt uranium-235 gebruiken. Ze zijn een onderdeel van de technologieën van reactoren van de 4e generatie die tegen 2030 beschikbaar zouden kunnen zijn.

De Canadese onderneming Terrestrial Energy ontwikkelt een reactor met gesmolten zout die IMSR (Integral Molten Salt Reactor) wordt genoemd en een brandstof heeft op basis van ongeveer 5% verrijkt uranium 235. Deze reactor zou een elektrisch vermogen van 190 MW kunnen halen en zou volgens de ontwikkelaars in bedrijf kunnen worden gesteld tegen het einde van de jaren 2020 of het begin van de jaren 2030.

De Canadese regelgevende instantie heeft in ieder geval eind 2017 aangekondigd dat Terrestrial Energy aan de eerste van drie fasen van de 'inspectie vóór licentie' (pre-licensing review) heeft voldaan. Deze goedkeuring van de Canadian Nuclear Safety Commission is een belangrijke stap naar de bouw van een reactor van de 4e generatie. Terrestrial Energy heeft al beslist om zijn eerste centrale te bouwen op de site van de 'Canadian National Labs' in Chalk River, Ontario.

Naast elektriciteitsproductie kan dit reactortype ook warmte leveren voor industriële toepassingen zoals in de chemische sector en om zeewater te ontzilten.