(Inherent) Veilige Kernsplijting door Thorium
Sinds de jaren '50 vorige eeuw kennen wij kerncentrales. Deze maken gebruik van uranium als brandstof. Deze vorm van energiewinning heeft twee grote nadelen; (1) de grote en langdurige straling van het afvalproduct en (2) het op hol slaan van het proces waarbij grote ongelukken kunnen gebeuren (meltdown).
Hoewel voor beide problemen adequate oplossingen voor handen zijn, heeft de kernenergie door deze nadelen geen goede naam.
Maar door nieuwe vindingen zijn bij de splijtingstechniek er nieuwe kansen in aantocht. Het thorium als brandstof is herontdekt. Wereldwijd worden er kerncentrales gebouwd die op thorium gaan werken. Deze splijtingsbrandstof laat maar heel weinig afval achter die bovendien maar een kleine en korte stralingsperiode heeft. Daarnaast is een meltdown uitgesloten omdat de reactor automatisch dooft als het proces op hol slaat.
Met name de Chinezen zetten ook in op de Grafietcentrale. Deze gebruikt wel uranium maar deze zit veilig opgesloten in een grafietbol.
Jonge wetenschapper houdt vurig pleidooi voor toepassing van thorium.
Hoe werkt Thorium?
Onderstaand document geeft uitleg:
China heeft over drie jaar een operationele Thorium kerncentrale
De opmars van thorium:
November 2023
Uiteindelijk kan je door middel van innovatie al die nepcrises (zoals klimaat, stikstof, energie) gewoon oplossen. Het enige dat je nodig hebt is lef en ambitie: “Zo wil aannemer BAM zes kleine kernreactoren in Nederland bouwen”
Rolls-Royce kleine modulaire reactoren: schone, betaalbare energie voor iedereen
We worden geconfronteerd met een ongekende vraag naar schone energie terwijl de mondiale markten oplossingen zoeken op hun reis naar Net Zero. Er is vraag naar energie die altijd aanstaat en geen uitstoot veroorzaakt. Kernenergie is de krachtigste bron van altijd schone energie, maar moet leverbaar, schaalbaar en kostenconcurrerend zijn om breed te kunnen worden omarmd.
Rolls-Royce SMR is opgericht met een duidelijke visie: het leveren van schone, betaalbare energie voor iedereen
Om dit doel te bereiken zijn snelheid en zekerheid van cruciaal belang. Omdat Rolls-Royce SMR in staat is een herhaalbare, in de fabriek gebouwde energiecentrale te produceren, die steunt op beproefde nucleaire technologie, kan deze veel sneller worden gebouwd en operationeel gemaakt dan conventionele, op maat gemaakte nucleaire ontwerp- en bouwtechnologie.
De Rolls-Royce SMR-aanpak verlaagt de kosten, vermindert de onzekerheid en risico's voor ontwikkelaars en stelt landen over de hele wereld in staat in hun dringende behoefte aan koolstofarme energie te voorzien.
Maart 2023
Veilige, betrouwbare en betaalbare kernenergie behoeft weinig introductie als energiebron van de toekomst. Europeanen, geplaagd door gebrek aan energie, herontdekten het; De Fransen worden al bijna 60 jaar voorzien van elektriciteit.
In totaal zijn er meer dan 30 landen die momenteel bijna 450 kernreactoren in bedrijf hebben - evenals de [niet-geïdeologische] Duitsers en Fransen - Amerikanen, Canadezen, Japanners en Chinezen, zij zijn zich bewust van de voordelen van kernenergie. In nog eens 15 landen worden momenteel 60 kerncentrales gepland of zijn al gebouwd. (hier de National Energy Information USA)
Kernenergie is goed voor meer dan 11% van de wereldwijde elektriciteitsopwekking. Maar al die energie wordt op grote schaal geproduceerd [elektriciteitscentrale]. Kleinere eenheden van kerncentrales als stoomgeneratoren in combinatie met conventionele stoomturbines beloven het toepassingsgebied en de goedkeuringen drastisch te verbeteren. Als de nieuwste technologieën worden gebruikt, die de brandstof bijna 100% benutten en zo het radioactieve afval drastisch verminderen, dan staat niets de triomftocht [behalve ideologie - de vertaler] in de weg.
[Al in 2018 las je over de inspanningen van NuScale hier op Eike , in 2020 werd de constructie (ontwerp) goedgekeurd]
Ondertussen won NuScale Power niet alleen het vertrouwen van de Amerikaanse toezichthouders, maar won het ook een contract voor de bouw van de eerste 50 MW SMR-energiecentrale van de VS in het DOE's Idaho National Laboratory.
Eerste kleine modulaire reactor ontvangt certificering van de Nuclear Regulatory Commission op 20 januari 2023
Jeremy Beaman, Washington-examinator, 20-01-2023
De Nuclear Regulatory Commission heeft vrijdag de allereerste certificering van een klein modulair reactorontwerp aangekondigd, een belangrijke stap in het proces van de ontwikkeling van een nieuwe generatie nieuwe en flexibelere kernreactoren.
De NRC keurde het reactorontwerp van NuScale Power goed, waardoor het het eerste SMR-ontwerp is dat door de toezichthouder is gecertificeerd en het zevende algemene reactorontwerp dat is goedgekeurd voor gebruik in de Verenigde Staten.
"SMR's zijn niet langer een abstract concept", zegt Kathryn Huff, adjunct-secretaris voor kernenergie bij het ministerie van Energie. " Ze zijn echt en operationeel dankzij het harde werk van NuScale, de universitaire gemeenschap, onze nationale laboratoria, industriële partners en het NRC."
NuScale is een van de vele bedrijven die werken aan het opnieuw uitvinden van de oude kernreactortechnologieën die in de 20e eeuw zijn ontwikkeld door ze te verkleinen, met als belangrijkste motivatie om kerncentrales goedkoper te bouwen.
Het bedrijf, dat een contract won voor de bouw van een on-site SMR-elektriciteitscentrale in het Idaho National Laboratory van de DOE, vierde vrijdag de certificering van het ontwerp van zijn geavanceerde lichtwaterreactor. De reactor maakt gebruik van vermogensmodules die elk 50 megawatt generatoren kunnen aandrijven.
Ter vergelijking: de twee nieuwe reactoren in de Vogtle-fabriek in Georgia hebben elk een nominaal vermogen van 1.250 megawatt.
De regering-Biden heeft prioriteit gegeven aan de vooruitgang van nieuwe nucleaire technologieën en het behoud van bestaande en operationele energiecentrales.
De Inflation-Reducing Green Energy and Healthcare Spending Act van de Democraten biedt een mix van fiscale prikkels voor kerncentrales en financiering voor de productie van het uranium dat nodig is om geavanceerde reactoren te laten draaien.
Sommige bedrijven in de nucleaire sector, evenals leden van het Congres van beide partijen, hebben opgeroepen tot hervorming van de NRC vanwege vertragingen bij het certificeren van nieuwe reactorontwerpen en het toestaan van nieuwbouw.
Het bureau begon zijn activiteiten in 1975 met als enig mandaat het waarborgen van de openbare veiligheid. Sommige voorstanders van hervormingen zeggen dat het Congres een ander mandaat moet uitvaardigen om de handel mogelijk te maken.
In september 2019 heeft de Commissie het vorige, laatste nieuwe reactorontwerp gecertificeerd.
In haar geschiedenis heeft NRC een nieuwe nucleaire faciliteit niet van begin tot eind begeleid en goedgekeurd. Wanneer Units 3 en 4 online komen bij Plant Vogtle in Georgia, zullen zij de eersten zijn.
Juni 2022
Kleine modulaire reactoren (SMR's), een type kernsplijtingstechnologie van de volgende generatie, worden ook ontwikkeld, grotendeels door leiderschap van de particuliere sector . Hoewel niet zo revolutionair als fusietechnologie, beloven deze kleinere kerncentrales goedkoper, sneller te bouwen en veiliger te zijn dan hun oudere tegenhangers. Belangrijk is dat de splijtingstechnologie al volledig ingeburgerd en commercieel levensvatbaar is.
Veel van het optimisme over nucleaire vooruitgang heeft betrekking op innovaties in de particuliere sector die worden gegenereerd en verfijnd door wetenschappers en ingenieurs over de hele wereld. Deze vernieuwers worden terecht gezien als de vaandeldragers van de meest revolutionaire energiebron die door de mensheid is ontdekt. Toch is het onmogelijk om een cruciale hindernis voor elke vorm van innovatie over het hoofd te zien: het regelgevingsproces. En hoewel het doorgaans het beste is om bureaucratieën weg te houden van nieuwe innovaties, heeft de overheid hier de kans om te leren van fouten uit het verleden en zowel moedig als baanbrekend te zijn.
De grootste problemen waarmee kernenergie van de volgende generatie wordt geconfronteerd, of het nu gaat om fusie- of kleine modulaire reactoren, zijn de vergunnings- en regelgevende vereisten die zijn voorgeschreven door de Nuclear Regulatory Commission (NRC). Decennialang waren de enige commercieel levensvatbare kerncentrales grote, lichte watergekoelde reactoren die qua ontwerp min of meer stagneerden. De NRC heeft een prescriptieve regelgevende benadering gevolgd voor deze bestaande technologieën. Dat betekent dat het bureau specifieke veiligheidskenmerken en ontwerpen creëert waaraan elk project moet voldoen, in plaats van veiligheidsnormen vast te stellen die bedrijven in staat stellen te experimenteren met het meest effectieve ontwerp, om ter goedkeuring voor te leggen.
Een dergelijke benadering verstikt niet alleen innovatie in reactorontwerpen, maar is ook representatief voor een beter-veilig-dan-sorry, overijverig regelgevingsregime. Studies tonen aan dat de in de jaren zeventig ingevoerde nucleaire regelgeving de hoeveelheid beton per megawatt met 27 procent verhoogde, elektrische kabel met 36 procent, staal met 41 procent en leidingen met 50 procent.
Een van de redenen waarom regelgevers zo hardhandig omgaan met kernenergie, is het waargenomen gevaar van nucleaire ongevallen. Hoewel de bezorgdheid over de veiligheid zelfs voor traditionele ontwerpen overdreven is - studies tonen aan dat kernenergie verantwoordelijk is voor de minste dodelijke slachtoffers van welke energiebron dan ook - is de NRC-aanpak ronduit absurd voor kernreactoren van de volgende generatie. Inderdaad, zowel fusie- als SMR-ontwerpen bouwen passieve veiligheidsmechanismen in die een fabriek automatisch uitschakelen in geval van een ongeval. Het toepassen van een verouderd, bestaand regelgevingskader op een nieuwe generatie verschillende, geavanceerde reactortechnologieën is de zekerste manier om de broodnodige innovatie en schaalvergroting te onderdrukken.
Hoewel SMR's dit proces al hebben doorlopen met de NRC, tegen hoge kosten in geld en tijd, is stroomlijning van de regelgeving nodig om de uitrol van deze kleine reactoren verder te stimuleren en fusieontwerpen een soepele weg naar commerciële levensvatbaarheid te bieden. Het waarborgen van zekerheid in het regelgevingsproces is cruciaal voor de toekomst van kernenergie.
Ten eerste is het van vitaal belang dat elk licentieproces dat door de NRC is ontworpen, prestatiegericht en technologie-inclusief is, in plaats van prescriptief. Zoals de Britse wetenschapper Matt Ridley en ik al eerder op deze website hebben opgemerkt , gedijt innovatie inderdaad bij experimenten, vallen en opstaan en creativiteit. Door verschillende reactorontwerpen te laten concurreren om kosteneffectiviteit en veiligheid, ontstaat er een opwaartse druk op innovatie en een neerwaartse druk op zowel tijd als kosten.
Ten tweede, zoals gevraagd door de directeur van de Fusion Industry Association, moeten kernfusie en kernsplijting volledig worden gescheiden in het regelgevingsproces. Gezien de inherente veiligheidsontwerpen van fusiereactoren, zou het contraproductief zijn om ze te beperken tot het regelgevende paradigma van splijtingsreactoren. Er moet een specifiek kader worden bedacht dat alleen van toepassing is op kernfusiereactoren, en om te voorkomen dat regelgeving van de oudere generatie wordt verstrengeld met nieuwere, veiligere fabrieksontwerpen. Dit kader moet rekening houden met het drastisch lagere risicoprofiel van fusie.
Uiteindelijk komt innovatie van de particuliere sector en wetenschappers, maar kan alleen gedijen als ze niet worden gehinderd door verstoring door de overheid. Hoewel het natuurlijk verstandig is voor politici om ervoor te zorgen dat kernreactoren van de volgende generatie veilig zijn, is een meer op de markt gebaseerd, licht regelgevend kader nodig om te voorkomen dat innovatie verstikt wordt. Een duidelijk traject dat de komende decennia regelgevende zekerheid biedt, is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de Verenigde Staten hun plaats als wereldleider op het gebied van nucleaire technologieën van de volgende generatie innemen.
Christopher Barnard is de nationale beleidsdirecteur bij de American Conservation Coalition en auteur van Green Market Revolution .
Juli 2021
China legt de laatste hand aan een gesmoltenzoutreactor. Een dergelijke kernreactor werkt niet met uranium, maar met thorium, wat veel veiliger zou zijn. Binnen twee maanden moet het proefdraaien beginnen.
De experimentele kerncentrale verrijst in de woestijnstad Wuwei in het dunbevolkte westen van China. Het gaat om de eerste in een reeks prototypen, met een nog relatief klein vermogen van twee megawatt. De bedoeling is dat de gesmoltenzoutreactor in september gaat proefdraaien, meldt de krant South China Post.
SCHAARS EN KOSTBAAR
Kernreactoren produceren energie zonder schadelijke uitstoot. Maar de nadelen zijn groot: voor de benodigde kernsplitsing is in de regel uranium nodig en dat is niet alleen schaars en daarom kostbaar, maar ook gevaarlijk, vanwege de radioactieve straling en de mogelijkheid het als wapen te gebruiken.
Radioactief afval moet bovendien voor de eeuwigheid goed worden opgeslagen en als een kerncentrale wordt getroffen door een natuurramp of door ernstig technisch falen, zoals in Fukushima (2011) en in Tsjernobyl (1986), zijn de schadelijke gevolgen nauwelijks te overzien.
THORIUM ALS SPLIJTSTOF
De gesmoltenzoutreactor heeft geen uranium nodig, maar gebruikt thorium als splijtstof. In tegenstelling tot uranium is dat wel alom voorradig. Het is ook een stuk veiliger, want als er iets mis gaat in de centrale, dan stolt het gesmolten zout direct en blijft de schade voor omgeving beperkt.
Een andere voordeel van de gesmoltenzoutreactor is dat er geen koelwater nodig is. Dat maakt het mogelijk zo'n reactor te bouwen op plekken waar weinig water voorhanden is, zoals in de woestijn.
EEUWIGE BELOFTE
Het principe van de thoriumreactor is al sinds de jaren veertig bekend, maar tot nu toe is het bij een eeuwige belofte gebleven. Corrosievorming als gevolg van het zout is steeds een belangrijke hinderpaal gebleken en het is nog onduidelijk welke oplossing de Chinese wetenschappers daarvoor hebben gevonden.
Zeker is wel dat China vastbesloten is de thoriumreactor werkend te krijgen. Het land beschikt over tientallen kerncentrales, en daarnaast zijn er nog vele in aanbouw, waarvoor allemaal uranium nodig is. Die grondstof is in het land echter nauwelijks voorradig.
Tien jaar geleden gaf de regering daarom het instituut van de Chinese Academie van Wetenschappen de opdracht om in twintig tot dertig jaar een werkende thoriumreactor te bouwen.
COMMERCIËLE TOEPASSING
De Chinezen verwachten in 2025 een experimentele reactor van tien megawatt draaiende te hebben. Commerciële toepassing zal nog veel langer op zich laten wachten, tot minstens 2040.
Behalve dat China zelf op termijn verschillende thoriumreactoren hoopt te bouwen, zou het land ook exportmogelijkheden zien. Anders dan bij uraniumcentrales is er bij thorium immers geen risico dat de centrales worden gebruikt voor het fabriceren van kernwapens.
China heeft de ambitie uitgesproken om in 2060 klimaatneutraal te zijn. Ook om dat doel te halen, zijn thoriumreactors cruciaal.
Juni 2021
De Russen bouwen een nieuwe loodkoel kerncentrale. Deze kan alle afval van eerdere generaties kernenergie gebruiken als brandstof en deze geheel op gebruiken.
De bouw van onze innovatieve BREST-OD-300 loodkoelsnelle reactor is aan de gang. Het zal het concept van een on-site gesloten splijtstofcyclus tot wasdom brengen en de industrie naar een hoger niveau tillen
https://twitter.com/i/status/1405831471047352321
In juni 2021 begon de bouw van een nieuwe reactor in de Siberische chemiecombinatie Seversk. De locatie is niet toevallig gekozen, het is een fundamenteel nieuw systeem: een speciale reactor met daaraan gekoppelde opwerking. Het doel is een kerncentrale waaraan alleen uranium (uit verbruikte splijtstofelementen) wordt toegevoerd en alleen splijtingsproducten (geschikt voor definitieve opslag) worden verwijderd. Het cruciale punt in vergelijking met conventionele reactoren zijn de afvalsplijtingsproducten. Het probleem van definitieve opslag over zeer lange tijdsperioden zou van tafel zijn, aangezien splijtingsproducten in minder dan 300 jaar uiteenvallen. In deze reactor worden de zeer langlevende transuraniumelementen continu "verbrand". Deze "power factory" bestaat uit drie units: De (nieuwe) brandstofelementenfabriek, de kernreactor en de opwerkingsfabriek. De splijtstofelementenfabriek wordt in 2023 gebouwd en de opwerking in 2024. Het is de bedoeling dat de reactor in 2026 in gebruik wordt genomen.
De BREST-OD-300
Het ontwikkelingsdoel van deze reactor van de vierde generatie was "natuurlijke veiligheid". De koelvloeistof is geen water onder hoge druk, maar bijna drukloos lood. De reactorkern bevindt zich dus niet in een dikwandig drukvat, maar in een (bijna drukloze) tank voor vloeibaar lood. Het smeltpunt van lood ligt rond de 330 °C. Dit creëert een nieuw soort veiligheidsprobleem, omdat ervoor moet worden gezorgd dat het lood op geen enkel punt bevriest en eventuele kanalen verstopt. Anderzijds is het kookpunt van ruim 1700°C zo hoog dat er geen druk kan opbouwen in het reactorcircuit. Lekkages zijn geen probleem omdat lood niet heftig reageert met lucht of water. Lood wordt ook praktisch niet geactiveerd, zodat slechts een eenvoudige schakeling nodig is, wat kosten bespaart en het systeem vereenvoudigt. De uitlaattemperatuur van het lood ligt rond de 540 °C. Het is dus verre van het kookpunt. Daarnaast is er de grote warmteopslagcapaciteit van lood (specifiek en via het tankvolume), die alle belastingsprongen opvangt. Zo'n reactor is zeer goedmoedig in zijn (veiligheidsgerelateerde) gedrag.
Lood is een zeer slechte moderator die de neutronen nauwelijks afremt. Snelle neutronen kunnen alle uranium, plutonium en zelfs de kleine actiniden splitsen - maar met een veel kleinere kans. Als gevolg hiervan moet men ofwel een hoge verrijking ofwel een hoger plutoniumgehalte gebruiken. In die zin zijn dergelijke reactoren terecht te beschouwen als opvolgers van lichtwaterreactoren. Pas als je een voldoende aantal verbruikte splijtstofelementen hebt - door "tegenstanders van kernenergie" ten onrechte "nucleair afval" genoemd - waaruit het plutonium kan worden gewonnen, is het zinvol om te beginnen met het bouwen van een vloot van snelle reactoren. Voor elke initiële lading moet het plutonium van buitenaf komen. Als zo'n reactor draait, het kan genoeg nieuw plutonium vormen om zelf te kunnen blijven functioneren. Men hoeft dan alleen nog maar de splijtingsproducten (de kernas) te verwijderen en de splijtende kernen te verwijderen met U238 - ook wel "nucleair afval" genoemd door "tegenstanders van kernenergie" - vervangen. In die zin hebben we al gigantische energiebronnen in de vorm van verbruikte splijtstofelementen uit lichtwaterreactoren. Tot nu toe was het gebruik oneconomisch vanwege de lage prijzen voor natuurlijk uranium. De gestaag stijgende opslagkosten voor verbruikte splijtstofassemblages zijn echter bevorderlijk voor een sneller gebruik.
Omdat lood een slechte moderator is, kan de rasterafstand in de kern worden vergroot. Door de verminderde stromingsweerstand kan via natuurlijke convectie meer warmte worden afgevoerd, waardoor ook na een black-out (Fukushima) noodkoeling mogelijk is. Hiervoor zijn schoorstenen (2 van 4 voldoende) aanwezig, die de restwarmte passief afgeven aan de omgevingslucht. Zelfs met volledig verlies van het koellichaam op vol vermogen van 700 MW th de temperatuur van de mantelbuis bereikt bij de slechtste splijtstofstaaf geen 900 ° C. Geen groot probleem voor de stalen granaten: een ongeval zoals dat in Fukushima zou niet mogelijk zijn. Er zou geen zuurstofwaterstof kunnen ontstaan (reactie van de zirkoniumschillen met waterdamp) en er zou geen actieve noodkoeling nodig zijn. Er is geen betere manier om uit te leggen wat wordt bedoeld met "natuurlijke veiligheid".
De brandstofstaven
Ook hier slaan we nieuwe wegen in. In conventionele reactoren wordt uraniumdioxide gebruikt als brandstof in mantelbuizen gemaakt van zircalloy. Uraniumoxide is een (bros) keramiek met een slechte warmtegeleiding. Bij een ongeval kan het gebeuren dat de splijtstofstaven in hun midden smelten en splijtingsproducten vrijgeven terwijl ze verder nog intact zijn. Als ze kortstondig en plaatselijk uitdrogen (ongeval koelvloeistof), kan de afschrikking van de noodkoeling fatale gevolgen hebben (Harrisburg, Fukushima).
Dit type gebruikt uranium-plutonium-nitride als brandstof. Het heeft een 30% grotere dichtheid, 4 tot 8 keer warmtegeleiding, goede retentie voor splijtingsproducten, goede maatvastheid en lage reacties met de roestvrijstalen schaal. De hoge dichtheid en goede warmtegeleiding leiden tot lagere temperatuurgradiënten tussen het centrum en de periferie. Dit leidt tot een lange levensduur van de brandstofelementen (brandstofverversing slechts om de vijf jaar) en grote veiligheidsreserves voor ongevallen.
De kern bestaat uit 169 splijtstofelementen, is slechts 1,1 m hoog en bevat ongeveer 20 ton brandstof. De splijtstofelementen zijn zeshoekig, wat resulteert in een zeer dichte pakking. Ze zijn rondom open om kruisstroming mogelijk te maken in het geval van een verstopping. Door de brandstofeigenschappen en de constructie is de neutroneneconomie zo goed dat er geen aparte kweekzone nodig is en toch een conversieratio van één ("zelfvoorziening") wordt behaald.
Opwerking
Tot nu toe is alleen het PUREX-proces op industriële schaal toegepast. Dit natchemische proces - oorspronkelijk afkomstig uit bewapening - heeft tot doel het zo zuiver mogelijk terugwinnen van uranium en (vooral) plutonium. Al het andere is afval. Dit is bijzonder langlevend vanwege de kleine actiniden en vereist een diepe geologische opslagplaats voor definitieve berging. Bij dit reactorconcept ligt de vraag helemaal anders. Hier is het alleen nodig om de splijtingsproducten te verwijderen - de kernas. Al het andere moet en kan als energiebron blijven. De splijtingsproducten kunnen vervolgens verder worden verwerkt of verglaasd en worden afgevuld in roestvrijstalen containers. Vanwege de relatief korte halfwaardetijden kan dit afval "diep opgeslagen" of "engineered" worden, afhankelijk van uw smaak. Vast en zeker,
De BREST-OD-300 in het algemeen
De reactor heeft een elektrisch vermogen van 300 MW el met een thermisch vermogen van 700 MW th . Per definitie zou het nog steeds een SMR zijn. De fabrikant zelf ziet het meer als een voorloper voor een reactor met 1200 MW el, die rond het begin van de jaren 2030 moet worden gebouwd. Het is de Russische manier van kleine, opeenvolgende stappen met steeds meer ervaring die in het respectievelijke opvolgermodel kunnen vloeien. In dit verband moet worden opgemerkt dat de ontwikkeling van loodgekoelde reactoren in Rusland een traditie van tientallen jaren kent. Het gaat terug op de onderzeeërs van de Alfa-klasse (bouwperiode 1968-1975, ontmanteling 1983-1997). Talloze problemen met betrekking tot corrosie en slijtage zijn nu opgelost.
De structuur is vergelijkbaar met klassieke drukwaterreactoren: de reactor bevindt zich in het midden. Er komen vier koelcircuits (vloeibaar lood) uit voort. Elk koelcircuit voedt twee stoomgeneratoren. Het in de twee stoomgeneratoren gekoelde lood wordt door een circulatiepomp aangezogen en teruggevoerd naar de reactor. De acht stoomgeneratoren produceren zo'n 1500 t/h stoom bij een temperatuur van meer dan 500°C. De hogere stoomtemperaturen resulteren in betere efficiënties en andere toepassingsgebieden (bijvoorbeeld waterstofproductie door elektrolyse op hoge temperatuur, raffinaderijen, chemische industrie, enz.). Elk koelcircuit vormt een afzonderlijk geheel met volledige noodkoeling, circulatiepomp, enz. in een eigen "betonkamer". Het geheel is omgeven door een betonnen cilinder als bescherming tegen invloeden van buitenaf.
In tegenstelling tot lichtwaterreactoren wordt de kern gevoed door een laadmachine. Het kan brandstofelementen verwijderen, verplaatsen en vervangen door nieuwe. Gebruikte elementen worden tijdelijk opgeslagen in de loden tank tot het vereiste verval. Je staat dus altijd onder dezelfde bescherming (Fukushima) als de reactorkern. Een splijtstofcyclus duurt vijf jaar (lichtwaterreactor meestal 9 tot 16 maanden). Als de gebruikelijke kinderziektes zijn verholpen, kan worden aangenomen dat de beschikbaarheid nog beter is dan nu (ongeveer 90%). Een burn-up tussen 5,5% en 9% heavy metal is gepland. Op dit punt is het zinvol om de materiaalstromen en afvalhoeveelheden inzichtelijk te maken. Als deze reactor het hele jaar op volle capaciteit draait (basisbelasting), verbruikt hij ongeveer 270 kg uranium. Dit is ook de hoeveelheid zeer actieve splijtingsproducten die jaarlijks ontstaan. Uitgaande van een gemiddelde verbranding van 8% zware metalen, is er jaarlijks ongeveer 3,5 ton verse splijtstofelementen nodig. Dit alles doet meer denken aan een systeem op laboratoriumschaal. Als je met een windpark op zee deze hoeveelheid elektriciteit van 2,6 TWh zou willen opwekken, dan zou dit minimaal 1000 MW moeten zijn of minimaal 2000 MW voor een fotovoltaïsch park. Waarbij dit alleen maar dezelfde energieproductie zou zijn. Omdat wind en zon echter slechts willekeurig en onvoorspelbaar zijn (weersvoorspelling), zouden de absoluut noodzakelijke elektriciteitsopslag (extra investeringen) en hun verliezen (ongeveer 50% bij langere stilstand) moeten worden toegevoegd. Deze paar cijfers maken duidelijk dat Rusland in ieder geval niet terug wil naar de Middeleeuwen, of het nu een "klimaatcatastrofe" is of niet.
veiligheid
De vierde generatie zou enkele ordes van grootte "veiliger" moeten zijn dan de huidige derde generatie. Hiermee wordt bedoeld de kans op ongevallen waarbij de radioactiviteit het bedrijfsterrein overstijgt en daarmee de omwonenden in gevaar brengt. Deze reactoren moeten zo veilig zijn dat ze direct in een chemische fabriek kunnen worden geëxploiteerd, omdat ze niet gevaarlijker zijn dan deze centrales zelf, wat volledig nieuwe toepassingen voor kernenergie mogelijk maakt.
Aangezien deze kerncentrales kunnen worden geëxploiteerd met het “afval” van de vorige kerncentrales, zijn ze uiterst “duurzaam”. Daarbij gaat het niet alleen om de verbruikte splijtstofelementen, maar ook om het “afval uranium-238” van de verrijkingsinstallaties. Daarnaast is ook de "laatste opslagvraag" opgelost. In vergelijking met actiniden zijn splijtingsproducten van korte duur. Deze vorm van “nucleair afval” kan na enkele decennia verder worden verwerkt. Ze bevatten veel waardevolle stoffen. Uit afval van militaire opwerking voor bijvoorbeeld medische toepassingen worden nu al zeldzame isotopen gewonnen. Maar als je echt wilt, kun je ze blijven laten verdwijnen in diepe geologische depots. Alleen tegen veel lagere kosten.
Mei 2021
De echte energierevolutie van Groot-Brittannië: Rolls-Royce zal tegen 2030 kleine modulaire reactoren uitrollen
Een consortium onder leiding van Rolls-Royce is op zoek naar bestellingen voor zijn kernreactoren van £ 2 miljard na een herontwerp dat betekent dat elk 100.000 extra huizen van stroom zal voorzien.
The Mail on Sunday kan onthullen dat het UK Small Modular Reactor (SMR) -project de voorgestelde minireactoren heeft vernieuwd om hun output te verhogen. De in de fabriek gebouwde reactoren zullen nu 470 megawatt opwekken, genoeg om een miljoen huishoudens van stroom te voorzien.
Het project, gelanceerd in 2015, heeft tot doel tien minikernreactoren in gebruik te nemen tegen 2035, waarvan de eerste rond 2030 in gebruik zal worden genomen.
Tom Samson, chief executive van het UK SMR Consortium, zei dat er onderhandelingen zijn begonnen met potentiële investeerders om de oprichting van de minireactoren te financieren - wat aangeeft dat het project sneller kan verlopen dan eerder werd gedacht.
Hij zei dat het op zoek was naar klanten, waaronder energie-, industriële of technologiebedrijven, om de sites te exploiteren. Hij voegde eraan toe: 'We zijn klaar om deze technologie op de markt te brengen. We gaan bevelen volgen. We hopen snel bestellingen te krijgen. '
De kernenergie-industrie in het VK heeft een bewogen verleden gehad en de toekomst van enkele enorme centrales werd in twijfel getrokken. Rolls-Royce hoopt een wendbare oplossing te creëren als aanvulling op grote energiecentrales.
Rolls-Royce is de grootste aandeelhouder in de onderneming, die is ontwikkeld via een consortium dat bestaat uit Atkins, Jacobs en Laing O'Rourke. De regering heeft tot dusver £ 18 miljoen geïnvesteerd om het ontwerp te ondersteunen en £ 215 miljoen is gereserveerd voor het SMR-programma als onderdeel van een 'Groene Industriële Revolutie'.
Samson zei dat er nu nog eens £ 300 miljoen aan privékapitaal wordt gezocht om de reactoren te ontwikkelen, waarvan het hoopt dat ze zowel in het VK als daarbuiten zullen worden geplaatst. […]
Samson zei dat er 220 technische beslissingen waren genomen in de nieuwste ontwerpen. Hij zei dat de overschakeling van een 'gordeldier'-vormig gebouw naar een gebouw met een' gefacetteerde 'bovenkant waardoor het dak zich rond de binnenkant kon wikkelen, het efficiënter maakte.
De voormalige hoofdadviseur van de premier, Dominic Cummings, was een kampioen van het Britse SMR-programma, maar Samson zei dat No10 achter het project bleef staan en dat het paste bij het huidige beleid.
Hij voegde eraan toe: 'We wikkelen ons onbeschaamd in de Union Jack. Dit is echt een trotse Britse innovatie die we hier tegen lage kosten hebben ontwikkeld. En dat is wat consumenten nodig hebben.
'We dragen bij aan de nivelleringsagenda van de regering. We dragen ook bij aan de wereldwijde agenda voor Groot-Brittannië na de Brexit. ''
Samson voert de heerschappij over locaties voor fabrieken om de minireactoren te bouwen, en zei dat ze zich waarschijnlijk in het noorden van Engeland en de East Midlands zouden bevinden, waar Rolls-Royce is gevestigd. Hij bestudeert ook mogelijke locaties voor de reactoren, waaronder voormalige nucleaire locaties in West Cumbria en Anglesey, waar de Japanse gigant Hitachi vorig jaar de stekker uit de plannen voor een fabriek van £ 20 miljard trok.
Samson beschreef hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie als 'weersafhankelijk' en voegde eraan toe: 'We zijn niet onderbroken. Deze centrales gaan 60 jaar mee. Ze zullen 24/7 opereren. '
Oktober 2020
ANEEL: Op thorium gebaseerde reactorbrandstof zou het fortuin van Nuclear kunnen doen herleven
Een publiek-privaat consortium, gesteund door de Amerikaanse DoE, ontwikkelt een nieuwe nucleaire brandstof - een mix van thorium en uranium - die eruitziet als een grote vooruitgang ten opzichte van de brandstoffen die momenteel worden gebruikt, zegt Jim Conca . Het wordt "Advanced Nuclear Energy for Enriched Life" (ANEEL) genoemd en heeft een zeer hoge verbrandingssnelheid van brandstof (55.000 MWd / T) in vergelijking met het gebruikelijke uranium (7.000 MWd / T) . Die hoge verbranding vermindert het afval met meer dan 80% . Minder verbruikte brandstof betekent minder tanken, minder stilstand en lagere kosten. Conca benadrukt dat capaciteitsuitbreidingen snel groeien in de derde wereld, waar de infrastructuur voor schone wind, zon, gas en waterkracht kan ontbreken. Ontwikkelingslanden die dringend behoefte hebben aan nieuwe stroomcapaciteit kunnen ANEEL-gestookte kerncentrales aangeboden krijgen als alternatief voor de favoriete vuile steenkool . Een ander belangrijk voordeel is dat de vermindering van het gebruikte plutonium betekent dat er minder kans is dat het materiaal wordt bewapend, waardoor het risico op proliferatie van kernwapens afneemt . Het consortium is van plan om tegen 2024 met deze technologie op de markt te gaan.
Al decennia lang hebben nucleaire ingenieurs nieuwe formules, vormen en maten bedacht voor de radioactieve brandstof die de reactoren van de kerncentrales ter wereld aandrijft (onze grootste bron van koolstofvrije elektrische energie). Tegenwoordig is het meeste van wat gebruikt wordt voor reactorbrandstof verrijkt uranium. In de toekomst zouden brandstofsamenstellingen kunnen verschuiven naar het veelbelovende element thorium.
September 2020
VS geeft allereerste OK voor kleine commerciële kernreactor
Amerikaanse functionarissen hebben voor het eerst een ontwerp goedgekeurd voor een kleine commerciële kernreactor, en een energiecoöperatie in Utah wil er 12 in Idaho bouwen.
De Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission heeft vrijdag de aanvraag van NuScale Power in Portland goedgekeurd voor de kleine modulaire reactor die Utah Associated Municipal Power Systems van plan is te bouwen op een locatie van het Amerikaanse Department of Energy in het oosten van Idaho.
De kleine reactoren kunnen ongeveer 60 megawatt aan energie produceren, of genoeg om meer dan 50.000 huishoudens van stroom te voorzien. Het voorgestelde project omvat 12 kleine modulaire reactoren. De eerste zou in 2029 worden gebouwd, de rest in 2030.
NuScale zegt dat de reactoren geavanceerde veiligheidsvoorzieningen hebben, waaronder zelfkoeling en automatische uitschakeling.
"Dit is niet alleen een belangrijke mijlpaal voor NuScale, maar ook voor de hele Amerikaanse nucleaire sector en de andere geavanceerde nucleaire technologieën die zullen volgen", aldus John Hopkins, voorzitter en CEO van NuScale in een verklaring.
Utah Associated Municipal Power Systems heeft al overeenkomsten met de energieafdeling om de reactoren te bouwen op de site van 890 vierkante mijl (2.300 vierkante kilometer) van het federale agentschap, waaronder het Idaho National Laboratory, een nucleaire onderzoeksfaciliteit die zou helpen bij de ontwikkeling van de reactoren.
Het Department of Energy heeft sinds 2014 meer dan $ 400 miljoen uitgegeven om de ontwikkeling van de kleine modulaire reactoren of SMR's te bespoedigen.
"DOE is er trots op de licentieverlening en ontwikkeling van NuScale's Power Module en andere SMR-technologieën te ondersteunen die het potentieel hebben om schone en betrouwbare stroom te brengen naar gebieden die nooit voor mogelijk werden gehouden door kernreactoren in de VS en binnenkort de wereld", aldus Rita Baranwal, adjunct-secretaris Kernenergie.
De energiecoöperatie is begonnen aan een plan genaamd het Carbon Free Power Project dat tot doel heeft koolstofvrije energie te leveren aan haar bijna 50 leden, voornamelijk gemeenten, in zes westerse staten. Het bedrijf is van plan de reactoren van NuScale te kopen en ze vervolgens in Idaho te monteren. Het bedrijf is ook op zoek naar andere nutsvoorzieningen die de door de reactoren opgewekte stroom zouden gebruiken.
Augustus 2020
Chinese snelle reactor voltooit testcyclus
De China Experimental Fast Reactor (CEFR) voltooide op 31 juli een handmatige noodstop op volle kracht, zo maakte China National Nuclear Corporation (CNNC) vorige week bekend. Het bedrijf zei dat dit het einde betekende van de inbedrijfstellingstests voor de vermogenstestfase van de reactor en verifieerde dat de prestaties ervan voldeden aan de ontwerpvereisten onder stabiele omstandigheden en verwachte tijdelijke bedrijfsomstandigheden.
CNNC zei dat de voltooiing van de test ook de succesvolle voltooiing markeert van de eerste kerncyclusproeftaak van het ERK, "een solide basis leggen voor de volgende inbedrijfstellingsfase die moet worden overgedragen naar de exploitatiefase".
De natriumgekoelde snelle reactor van het pooltype werd met Russische hulp gebouwd in het China Institute of Atomic Energy (CIEA), nabij Peking, dat fundamenteel onderzoek doet naar nucleaire wetenschap en technologie. De reactor heeft een thermisch vermogen van 65 MW en kan 20 MW elektrisch vermogen produceren. Het CEFR is gebouwd door de Russische OKBM Afrikantov in samenwerking met OKB Gidropress, NIKIET en het Kurchatov Institute.
Het eerste beton voor het ERK werd in mei 2000 gestort op de CIAE-locatie in Beijing. De reactor bereikte zijn eerste kriticiteit in juli 2010 en werd een jaar later op het net aangesloten voor 40% capaciteit. Sindsdien zijn er verschillende inbedrijfstellingsproeven op de reactor, de turbines en het natriumpompsysteem uitgevoerd met stijgende vermogensniveaus. In deze periode zijn ook bestralingstests voor materialen en brandstof uitgevoerd. CEFR behaalde in 2014 zijn ontwerpdoelstelling van 72 uur op vol vermogen.
Na de eerdere afronding van tests met laag vermogen en tests met nominaal vermogen, werd het CEFR op 19 juni opnieuw opgestart voor operaties met hoog vermogen. In de daaropvolgende 40 dagen van gebruik werden een aantal tests voltooid, waaronder een dynamische test van het digitale elektrohydraulische (DEH) regelsysteem van de stoomturbine, een 75% afwijzingstest voor de belasting van de turbine en een test voor het meten van de krachtstroom bij koude start .
De reactor zal nu in een tank- en onderhoudsstoring komen, waarna de operaties opnieuw worden opgestart om gepland experimenteel onderzoek uit te voeren.
Snelle reactoren bieden het vooruitzicht op een veel efficiënter gebruik van uraniumbronnen dan in conventionele krachtreactoren, evenals de mogelijkheid om actiniden te verbranden. Snelle reactoren hebben sinds de jaren vijftig in verschillende landen gewerkt, waarvan sommige op commerciële basis elektriciteit produceren.
De ontwikkeling van de snelle reactor in China heeft een drietrapsstrategie geïmplementeerd, namelijk van een experimentele snelle reactor naar een snelle demonstratiereactor en een commerciële snelle reactor. Als eerste snelle reactor van China zei CNNC dat het ERK "een solide basis heeft gelegd voor het onderzoek en de ontwikkeling van grootschalige snelle reactorcentrales in China".
Op basis van het ERK werd een ontwerp van 600 MWe - de CFR-600 - ontwikkeld door de CIEA. De bouw van een demonstratie-eenheid in Xiapu County, in de Chinese provincie Fujian, is in december 2017 begonnen. Deze zal een vermogen hebben van 1500 MWt en 600 MWe. De reactor zal brandstof met gemengd oxide (MOX) gebruiken met een verbranding van 100 GWd / t, en zal beschikken over twee koelvloeistoflussen die stoom produceren bij 480 ° C. Latere brandstof zal metaal zijn met een verbranding van 100-120 GWd / t. De reactor heeft actieve en passieve uitschakelsystemen en passieve afvoer van vervalwarmte.
Een unit op commerciële schaal - de CFR1000 - zal een capaciteit hebben van 1000-1200 MWe. Onder voorbehoud van een besluit om door te gaan, kan de bouw starten in december 2028, met inbedrijfstelling vanaf ongeveer 2034. Dat ontwerp zal metaalbrandstof en 120-150 GWd / t verbranding gebruiken.
Onderzocht en geschreven door World Nuclear News
Juli 2020
Gesmoltenzoutreactoren zijn niets nieuws.
Ze bestaan al sinds de jaren zestig en dateren uit de tijd van het Molten Salt Reactor Experiment in het Oak Ridge National Laboratory.
Nu, bijna 60 jaar later, beginnen verschillende bedrijven ze te ontwikkelen als energiesystemen van de toekomst - inclusief TerraPower, ondersteund door Bill Gates.
Southern Company, een toonaangevend energiebedrijf in de Verenigde Staten, werkt samen met TerraPower om een snelle reactor met gesmolten chloride te ontwikkelen (MCFR) die vloeibare zouten gebruikt als koelmiddel en brandstof.
Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft al meer dan $ 28 miljoen geïnvesteerd in kostendekkende fondsen voor het project om materialen die in de reactor worden gebruikt, verder te identificeren en te testen.
Hoe het werkt
De MCFR zal worden geoptimaliseerd om te functioneren als een commerciële reactor die tot 1.200 megawatt elektriciteit kan produceren, waarbij een testreactor een kleiner potentieel laat zien.
Het ontwerp maakt gebruik van vloeibare chloridezouten als koelmiddel en brandstof die door de reactorkern stromen, waardoor de splijting de zouten direct kan verhitten. Het mengsel wordt vervolgens gecirculeerd door een warmtewisselaar in een tweede lus die kan worden gebruikt voor proceswarmte, thermische opslag of elektriciteitsopwekking.
Omdat de reactor op hoge temperatuur werkt, is het proces efficiënter in het produceren van elektriciteit dan lichtwaterreactoren. De reactor zou ook minder afval produceren en de MCFR zou zelfs afval van andere reactoren kunnen verbruiken.
MCFR-voordelen
MCFR's kunnen de overgang naar een flexibele, robuuste en koolstofarme energie-infrastructuur mogelijk maken.
Het is een belangrijk vertrekpunt in termen van eenvoud, brandstofcyclus en proliferatiekarakteristieken in vergelijking met andere meer complexe kernreactorconcepten en biedt aanzienlijke veiligheids-, prestatie- en economische voordelen.
De MCFR heeft wat de industrie noemt een 'wegloopveilig' ontwerp dat de reactor zou uitschakelen zonder dat er elektrische pompen nodig zijn om brandstofschade te voorkomen. Als er een verlies aan koelmiddelstroom zou zijn, zou het brandstofzout door de reactorkern uitzetten om het proces passief te stoppen en natuurlijk circuleren om vervalwarmte te verwijderen.
Andere voordelen zijn onder meer:
- Geen brandstofassemblages om te fabriceren, vervangen of op te slaan
- Online tanken voor continu gebruik om de winstmarges en betrouwbaarheid te vergroten
- Mogelijkheid om meerdere brandstoffen te gebruiken, inclusief verarmd en natuurlijk uranium, of zelfs verbruikte splijtstof
- Verrijking alleen nodig bij opstarten
- Mogelijkheid om andere energiebronnen op het net te volgen en te ondersteunen.
Wat is het volgende?
Southern Company en TerraPower bevinden zich in de laatste fase van de ontwerpfase voor een geïntegreerde effectentest ter ondersteuning van een MCFR-programma. Ze werken samen met Oak Ridge National Laboratory, Idaho National Laboratory, Vanderbilt University en het Electric Power Research Institute om de ontwikkeling en implementatie van een commerciële MCFR te versnellen.
Ze verwachten vanaf 2021 te gaan testen in een testfaciliteit van $ 20 miljoen. Het team heeft met succes hun zoutproductieproces opgeschaald om deze tests mogelijk te maken. Gegevens die door de testfaciliteit zijn gegenereerd, zullen worden gebruikt om de codes voor thermische hydraulica en veiligheidsanalyse te valideren voor vergunningverlening aan de reactor.
Parallel aan het testen in deze faciliteit zijn Southern Company en TerraPower van plan om te beginnen met het ontwerpen en in licentie geven van een testreactor die bestemd is voor gebruik eind 2020.
Mei 2020
De Tsjechische regering heeft overeenstemming bereikt over de volgende stappen op weg naar investeringen in een nieuwe kerncentrale en heeft vice-premier Karel Havlíček een mandaat gegeven voor besprekingen over het project met de Europese Commissie.
Het Tsjechische nutsbedrijf ČEZ heeft op 25 maart bij het staatsbureau voor nucleaire veiligheid een aanvraag ingediend om twee nieuwe reactoren te bouwen in de kerncentrale van Dukovany. Op het terrein in de regio Vysočina zijn momenteel vier VVER-440-units in bedrijf.
"Na de regeringsvergadering van vandaag zijn de onderlinge betrekkingen tussen de staat en de investeerder in de nieuwe kernenergie-eenheid duidelijk, die de bestaande energiecentrale in Dukovany zal vervangen na 60 jaar werking", aldus het Tsjechische ministerie van Industrie en Handel. zei gisteren in een verklaring . "De regering en ČEZ zullen medio dit jaar overeenkomsten over het project ondertekenen en tegen het einde van het jaar zal een aanbesteding worden uitgeschreven voor de selectie van een reactorleverancier", aldus de minister.
De twee overeenkomsten die de regering met ČEZ en haar dochteronderneming Elektrárna Dukovany II zal ondertekenen, hebben betrekking op het kader van het project en de uitvoering ervan. De eerste hiervan is in de zomer van vorig jaar voorbereid en betreft samenwerking en bouw "van aanbesteding tot exploitatie", aldus het ministerie. De tweede betreft samenwerking bij de bouw van een nieuwe kerncentrale in Dukovany. "De staat moet er zeker van zijn dat alles volgens schema zal worden afgerond, ongeacht de externe omstandigheden. De contracten, die uiterlijk op 30 juni ter goedkeuring aan de regering moeten worden voorgelegd, voorzien hierin", aldus het.
"We moeten energie-zelfvoorzienend zijn, terwijl we ook de daling van steenkool en de eisen van de Europese Unie voor koolstofneutraliteit aanpakken. Zelfs de huidige situatie rond het coronavirus laat zien dat de kwesties van zelfvoorziening en veiligheid in de eerste plaats de onze zijn; we moeten vooral vertrouwen op Daarom hebben we nieuwe nucleaire hulpbronnen nodig, daarom werken we momenteel samen met Dukovany II ', zei Havlíček in de verklaring van het ministerie.
"Onze energiedeskundigen hebben dagelijks contact met de bouwinvesteerder - ČEZ. Dit betekent zeker niet dat de staat de bedrijfsrisico's of extra kosten voor een slecht beheer van het bouwproject zal dragen. We hebben duidelijke garanties nodig. andere zaken, er komt een nieuwe wet over de overgang naar koolstofarme energie, dat wil zeggen contracten die de staat controle geven over elk belangrijk besluit met betrekking tot nieuwe nucleaire hulpbronnen, "voegde hij eraan toe.
ČEZ moet uiterlijk op 31 mei een financieringsmodel voor de nieuwe eenheden presenteren en het ministerie heeft de opdracht gekregen om uiterlijk op 30 juni een wetsvoorstel in te dienen over de wetgeving op de overgang naar koolstofarme energie.
ČEZ-CEO Daniel Beneš zei dat de leverancier voor het project eind 2022 zou worden geselecteerd en dat vervolgens zou worden onderhandeld over gedetailleerde contractuele documentatie, inclusief bevestiging van de toeleveringsketen. Tegen 2024 zullen contracten worden ondertekend en zullen verdere stappen worden genomen, zoals het verkrijgen van een bouwvergunning, voegde hij eraan toe.
Onderzocht en geschreven door World Nuclear News
Maart 2020
Futuristische reactor combineert thorium met kernfusie
Het is een gewaagd ontwerp: een twee-in-een-kernreactor die bestaat uit een thoriumreactor gecombineerd met een plasma waar kernfusie in plaatsvindt. Beide zijn technisch extreem complex. Toch stellen Russische wetenschappers in een wetenschappelijk artikel zo’n hybride concept voor.
Volgens de wetenschappers is hun hybride kernreactorconcept kleiner en (nog) veiliger dan de huidige reactoren. Ook beloven ze minder radioactief afval. Het concept is veelbelovend en ambitieus, maar staat wel in de kinderschoenen. Ze hebben het doorgerekend met computersimulaties; een concreet ontwerp is er echter nog niet.
Kernfusie als oplossing
De hybride reactor bestaat uit twee elementen. Het grootste gedeelte is een thoriumreactor. De huidige kernreactoren splijten uraniumatomen. De energie die daarbij vrijkomt, wordt omgezet in elektriciteit. In plaats van uranium kun je ook thorium gebruiken als splijtstof. Dat heeft als voordeel dat het afval minder lang radioactief blijft. Bovendien is er op aarde meer thorium dan uranium.
Het nadeel van het type thoriumreactor dat de onderzoekers beschrijven, is dat het lastig is om voldoende kerndeeltjes genaamd neutronen te produceren. Die zijn nodig om de kernreactie op gang te houden.
Om de thoriumreactie van extra neutronen te voorzien, is er een tweede onderdeel toegevoegd: een mini-kernfusiereactor. Die bevat een plasma van deuterium- en tritiumatomen. Deze atomen worden bestookt met energierijke deeltjes, waardoor de atoomkernen met hoge snelheid door elkaar gaan zoeven. Daardoor botsen deuterium en tritium op elkaar en fuseren ze tot heliumkernen. Bij die fusiereactie komen energierijke neutronen vrij.
‘Deze neutronen kunnen vrij door de wanden bewegen van de vacuümkamer waar het plasma wordt vastgehouden’, zegt hoogleraar Andrei Arzhannikov, hoofdonderzoeker van het Russische Budker-instituut voor kernfysica in Siberië, in een persbericht. ‘Zo kunnen ze het gebied binnendringen met de thoriumsplijtstof, om de splijting van zware thoriumkernen te ondersteunen.’
Minder hoge eisen
De onderzoekers zijn zelf hoopvol. Ze schrijven dat de techniek mogelijk is doordat hun fusieplasma aan minder hoge eisen hoeft te voldoen dan bij een reactor die puur op fusie is gericht. Onderzoek van ingenieurs zal moeten uitwijzen of het plan inderdaad haalbaar is.
Februari 2020
Nucleair afval dient als basisstof voor oneindige batterijen. Britse universiteit werkt aan bijzondere innovatie
Een team van natuurkundigen en chemici van de Universiteit van Bristol hopen radioactief materiaal rechtstreeks van een voormalige kerncentrale in Gloucestershire te recyclen om ultra-duurzame energiebronnen te genereren.
In Berkeley Power Station is begonnen met het verwijderen van radioactieve afvalproducten van de site als onderdeel van het ontmantelingsprogramma.
Door het extraheren van Carbon-14-isotopen uit het bestraalde grafiet zouden de tijd en kosten van de sanering aanzienlijk worden verminderd.
Berkeley werd in 1989 buiten gebruik gesteld en het is pas veilig geworden om te beginnen met het verwijderen van radioactieve afvalproducten uit de fabriek.
Deze worden momenteel opgeslagen in betonnen gewelven acht meter onder de grond en vereisen specialistische apparatuur om veilig op te halen en te verwerken.
Het tweede kernstation aan de oever van de rivier de Severn is Oldbury, dat in 2012 stopte met de productie van elektriciteit. Deze site is in 2016 leeggelopen en bevindt zich nu in de vroege ontmantelingsfase.
Deze twee locaties, evenals de reactoren op Hinkley Point in Somerset en andere buiten gebruik gestelde locaties in het Verenigd Koninkrijk, bevatten enorme hoeveelheden bestraald grafiet dat de koolstof-14-isotoop bevat die kan worden gerecycled om stroom te genereren.
Onderzoekers van de Universiteit van Bristol hebben een kunstmatige diamant gekweekt die, wanneer geplaatst in een radioactief veld, een kleine elektrische stroom kan genereren. Door het gebruik van Carbon-14 met een halfwaardetijd van 5730 jaar kunnen de batterijen mogelijk bijna oneindig veel stroom leveren.
Dit werk maakt deel uit van het ASPIRE-project: geavanceerde zelfaangedreven sensoreenheden in intense stralingsomgevingen. De hoofdonderzoeker is professor Tom Scott van de School of Physics en directeur van de South West Nuclear Hub.
Hij zei: “In de afgelopen jaren hebben we sensoren ontwikkeld die ultralaag werken en die energie verzamelen uit radioactief verval. Dit project is nu in een vrij vergevorderd stadium en we hebben de batterijen in sensoren getest op plaatsen die zo extreem zijn als de top van een vulkaan! ”
Naast het gebruik van de batterijen in omgevingen waar conventionele stroombronnen niet gemakkelijk kunnen worden vervangen, zijn er potentiële toepassingen voor medische doeleinden, zoals voor hoorapparaten of pacemakers. Het zou zelfs mogelijk kunnen zijn om ruimtevaartuigen of satellieten aan te drijven voor veel verder reizen dan nu mogelijk is.
Professor Scott voegde eraan toe: “Het uiteindelijke doel is om een fabriek te hebben in een van de voormalige elektriciteitscentrales in het zuidwesten die koolstof-14-isotopen rechtstreeks uit de grafietblokken haalt voor gebruik in diamantbatterijen.
“Dit zou de radioactiviteit van het resterende materiaal aanzienlijk verminderen, waardoor het eenvoudiger en veiliger te beheren is.
"Met de meerderheid van de Britse kerncentrales die in de komende 10-15 jaar offline gaan, biedt dit een enorme kans om een grote hoeveelheid materiaal te recyclen om stroom te genereren voor zoveel geweldige toepassingen."
Deze technologie is een sterk voorbeeld van het onderzoek en de innovatie die worden ontwikkeld in de regio South West, de thuisbasis van het enige nucleaire nieuwbouwproject in het VK.
Januari 2020
De eerste van een nieuwe generatie revolutionaire mini-kerncentrales wordt gebouwd in het noorden van Engeland en Noord-Wales door een consortium onder leiding van Rolls-Royce, kan The Mail on Sunday onthullen.
Een aantal bestaande vergunde nucleaire sites zijn al informeel besproken binnen Whitehall.
De locaties in kwestie omvatten Moorside in Cumbria en Wylfa in Noord-Wales, waar plannen voor toekomstige grootschalige reactorprojecten onlangs zijn opgeschort.
De acht grootschalige kerncentrales in Groot-Brittannië naderen het einde van hun collectieve levensduur, waarvan de meeste tegen het einde van het decennium zullen zijn voltooid.
Nu heeft een consortium onder leiding van Rolls-Royce plannen ingediend, onder voorbehoud van goedkeuring door toezichthouders, om de eerste kleine reactor tegen 2030 te laten aansluiten, wat de komende decennia betrouwbare, koolstofarme elektriciteit belooft.
Het zal worden gevolgd door maximaal 16 minireactoren op andere locaties, met plannen voor iedereen om elektriciteit te produceren.
Het is wel verstaan dat andere locaties die worden overwogen Trawsfynydd in Snowdonia, Noord-Wales omvatten.
Alan Woods, directeur strategie en bedrijfsontwikkeling voor Rolls-Royce, zou niet op specifieke sites worden getekend. Maar hij onthulde: 'We verwachten ze in het noorden en Wales te bouwen. Dat is waar we ons op richten, dat is waar we ons op zullen inspannen. '
Modulaire reactoren zijn kleiner en, zodra de eerste is goedgekeurd en gebouwd, hopen fabrikanten dat massaproductie tot kortere bouwtijden en lagere kosten voor elke eenheid zal leiden.
Elk zal ongeveer een vijfde van de energie van de nieuwste generatie grote reactoren produceren, zoals degene die wordt gebouwd op Hinkley Point C in Somerset door de Franse energiereus EDF.
Het Rolls-Royce-consortium moet ook fabrieken oprichten om de kleine modulaire reactoren te produceren, mogelijk ook in het noorden van Groot-Brittannië waar nog veel nucleaire expertise bestaat - vanwege de lange aanwezigheid van de nucleaire industrie in West Cumbria.
De geprefabriceerde modules worden vervolgens naar bouwplaatsen getransporteerd. Ambtenaren hebben echter gewaarschuwd dat er in sommige gebieden publieke oppositie kan zijn tegen een nucleaire faciliteit die in de buurt wordt gebouwd.
Kernenergie produceert momenteel ongeveer 20 procent van de Britse elektriciteit. Gehoopt werd dat grootschalige reactoren het aanbod zouden stimuleren, maar velen over de hele wereld hebben te maken gehad met vertragingen of enorme kostenoverschrijdingen, waaronder Hinkley C.
Het werk bij Wylfa door nucleaire ontwikkelaar Horizon, eigendom van het Japanse bedrijf Hitachi, werd een jaar geleden opgeschort vanwege de stijgende kosten. Slechts maanden daarvoor werden de plannen voor een nieuwe kerncentrale in Moorside gesloopt nadat de Japanse gigant Toshiba had aangekondigd dat het project zou worden afgerond.
Afgelopen zomer werd een gezamenlijke investering van £ 500 miljoen tussen de regering en het consortium Rolls-Royce voorgesteld. Een eerste onderscheiding van de regering van £ 18 miljoen werd in november ondertekend, die het consortium zal evenaren.
Een bron van de nucleaire industrie zei: ‘Er is brede steun voor dit programma van de overheid.’
December 2019
Een nieuwe generatie reactoren zal de komende jaren stroom gaan produceren. Ze zijn relatief klein en daardoor gemakkelijk te implementeren.
De laatste 20 jaar heeft de toekomst van kernenergie gestaan in een hoogbouwlaboratorium, weggestopt op de campus van de Oregon State University in het westelijke deel van de staat. Deze prototype-reactor, geëxploiteerd door NuScale Power, een in Oregon gevestigde start-up van energie, vormt een nieuw hoofdstuk in de door conflicten geteisterde, politiek verstikte geschiedenis van kerncentrales .
De reactor van NuScale heeft geen enorme koeltorens of uitgestrekte noodzones nodig. Het kan in een fabriek worden gebouwd en naar elke locatie worden verzonden, ongeacht de afstand. Uitgebreide simulaties suggereren dat het vrijwel elke noodsituatie aankan zonder een meltdown. Een reden is dat het nauwelijks nucleaire brandstof gebruikt, althans in vergelijking met bestaande reactoren. Het is ook een fractie van de grootte van zijn voorgangers.
Dit is goed nieuws voor een planeet in de greep van een klimaatcrisis . Kernenergie krijgt een slechte rap in sommige milieuactivistische kringen, maar veel energiedeskundigen en beleidsmakers zijn het erover eens dat het splitsen van atomen een onmisbaar onderdeel wordt van het koolstofvrij maken van de elektriciteit in de wereld. In de VS is kernenergie goed voor ongeveer tweederde van alle schone elektriciteit, maar de bestaande reactoren naderen snel het einde van hun wettelijke levensduur. Slechts twee nieuwe reactoren zijn in aanbouw in de VS, maar ze zijn miljarden dollars boven budget en jaren achter op schema.
Betreed de kleine modulaire reactor, ontworpen om meerdere reactoren tot één eenheid te combineren. Een bescheiden hoeveelheid energie nodig? Installeer slechts enkele modules. Wil je een uitgestrekte stad van brandstof voorzien? Pak er nog een paar. Het vinden van een geschikte energiecentrale voor een breed scala aan situaties wordt zo veel eenvoudiger. Omdat ze klein zijn, kunnen deze reactoren in massa worden geproduceerd en in elke handvol stukken naar elke locatie worden verzonden. Misschien nog het belangrijkste is dat kleine modulaire reactoren kunnen profiteren van verschillende koel- en veiligheidsmechanismen die niet beschikbaar zijn voor hun grote broers, die vrijwel garanderen dat ze niet het volgende Tsjernobyl worden.
NuScale gebruikt een lichtwaterreactor - veruit het meest voorkomende type reactor in commerciële kerncentrales - maar dat is ongeveer waar de overeenkomsten eindigen. De reactor van NuScale is 65 voet lang en 9 voet in diameter, en is gehuisvest in een insluitingsvat dat slechts iets groter is. Ongeveer de grootte van twee schoolbussen die op elkaar zijn gestapeld, je kunt er ongeveer 100 in de insluitkamer van een grote conventionele reactor plaatsen. Toch kan deze kleine reactor 60 megawatt energie opwekken, wat ongeveer een tiende van de kleinste operationele reactor in de VS is.
Klein zijn heeft grote voordelen, zegt Jose Reyes, mede-oprichter en technisch directeur van NuScale. Ze zijn veiliger, deels omdat ze klein genoeg zijn om in ondergrondse plassen water te zitten. Als een reactor lekt, kan de warmte langzaam in het zwembad diffunderen. Dat betekent ook dat de reactoren dichter bij de plaatsen kunnen worden gebouwd waar hun vermogen nodig is, zonder de 10-mijls veiligheidsbuffer die een conventionele installatie moet hebben.
De Nuclear Regulatory Commission beoordeelt het ontwerp van NuScale sinds 2016; als de commissie haar zegen geeft, kan het bedrijf eindelijk beginnen met de bouw van de eerste commerciële reactor in zijn soort. Het beoordelingsproces is wreed - NuScale heeft een technische applicatie van 12.000 pagina's ingediend - en zal waarschijnlijk nog minstens een jaar duren. Maar het bedrijf heeft al toestemming gekregen om zijn eerste 12-reactorfabriek te bouwen in het Idaho National Laboratory, dat mogelijk al in 2026 stroom gaat leveren aan gemeenschappen in westerse staten.
Kleine modulaire reactoren zijn misschien de eerste kleine kerncentrales die op het Amerikaanse net terechtkomen, maar ze zullen niet de laatste zijn. Het ministerie van Energie is ook geïnteresseerd in microreactoren, een " plug and play " kerncentrale die meestal minder dan 50 megawatt vermogen genereert. Terwijl kleine modulaire reactoren beter geschikt zijn voor industriële processen en andere grote stroombelastingen, zijn microreactoren ideaal voor kleinere behoeften, zoals het voeden van een externe militaire basis of het aanhouden van de lichten in een geïsoleerde gemeenschap in Alaska. Maar in de toekomst kunnen ze ook dienen als een "altijd aan" bron van koolstofvrije energie in steden.
Oktober 2019
2018 was recordjaar voor nucleaire sector: nooit eerder waren er zoveel kerncentrales (geïnstalleerde capaciteit) als nu.
Negen nieuwe reactoren kwam online in 2018, samen goed voor 10,4GWe extra. Eind 2018 waren er wereldwijd dus 449 reactoren operationeel, tegenover 444 aan het begin van het jaar.
De hoeveelheid door kernenergie geleverde elektriciteit steeg wereldwijd met 61 TWh tot 2563 TWh, voor het zesde jaar op rij een toename. Deze stijging is het resultaat van zowel de nieuwe reactoren die online kwamen als de verhoogde productie van de bestaande vloot.
Het aantal reactoren in aanbouw blijft hoog, met 55 reactoren onder constructie (eind 2018).
Zeven van de negen reactoren die in 2018 op het net kwamen, staan in China (Tainwan, Haiyang, Sanmen, Taishan en Yangjiang). In Rusland werden ook twee nieuwe centrales aan het net gekoppeld (Rostov 4 en LeningradII-1). Rusland neemt ook het voortouw in de bouw van de eerste kerncentrale in Turkije, waar met de bouw is begonnen in 2018. In het Verenigd Koninkrijk is begonnen met de bouw van Hinkley Point C. De eerste kerncentrale van de Verenigde Arabische Emiraten is klaar, in 2020 zal de centrale ook effectief elektriciteit produceren.
Kerncentrales leveren een belangrijke bijdrage aan CO2-arme, betrouwbare en betaalbare elektriciteit, aldus nog het rapport. Maar hun aandeel en belang zal de volgende jaren allicht nog moeten toenemen, omdat de groei van hernieuwbare energie niet snel genoeg gaat om de klimaatdoelstellingen te halen. Daarom is er de komende decennia meer dan ooit nood aan alle koolstofarme elektriciteitsbronnen, dus inclusief kernenergie.
Oktober 2019
De rol van kernenergie gaat de komende jaren belangrijk worden
WEC verwacht toename van kernenergie vanwege energietransitie
WEC, World Energy Council of Wereld Energie Raad, heeft een drietal scenario’s voor de periode tot 2060 gemaakt. Aan die scenario’s liggen een achttiental interviews met vooraanstaande energiedeskundigen van over de gehele wereld ten grondslag. In alle drie de scenario’s speelt kernenergie een belangrijke rol. Het opgestelde productievermogen aan kerncentrales stijgt in alle scenario’s. In 2015 bedroeg het opgestelde kernvermogen 407 GWe en zijn aandeel in de stroomproductie 11%. WEC ziet de scenario’s als een vorm van muziek en noemde ze respectievelijk “Onvoltooide Symfonie”, “Moderne Jazz” en “Hard Rock”. In deze scenario’s groeit het kernvermogen respectievelijk tot 1103, 620 en 696 GWe en wijzigt zijn aandeel in 13½ %, 8 % en 12½ %. De verschillen in de percentages zijn veroorzaakt, doordat de elektriciteitsproductie in het ene scenario tot 2060 harder groeit dan in het andere. Elk scenario is gebaseerd op een ander wereldbeeld. De wereld zal de komende decennia fors veranderen. Thans leven 7,6 miljard mensen op aarde, waarvan 54% in verstedelijkt gebied woont. De Verenigde Naties schat, dat 9,8 miljard mensen in 2050 de aarde bevolken. Twee derde van hen woont dan in steden.
In het scenario “Onvoltooide Symfonie” overheerst een gecoördineerde en duurzame economische groei, die op weg is naar een toekomst met een lage CO2-emissie. Op het gebied van de kernenergie vindt levensduurverlenging en nieuwbouw van conventionele kerncentrales plaats, naast de ontwikkeling van nieuwe kerntechniek, zoals Generatie-IV-reactoren, kleine modulaire reactoren en drijvende kerncentrales.
Aan “Moderne Jazz” ligt een in digitaal opzicht gespleten wereld ten grondslag, die echter wel innovatief en marktgedreven is.
“Hard Rock” houdt rekening met de gevolgen van een vrij zwakke en weinig duurzame economische groei, veroorzaakt door de alom naar binnen gerichte nationalistische politiek. In de opkomende markten vindt nog wel de bouw van nieuwe kerncentrales plaats, maar het Westen streeft vooral levensduurverlenging na.
De scenario’s zijn vermeld in het rapport: The Future of Nuclear – Diverse harmonies in the Energy Transition. Ze zijn gepresenteerd op het 24ste Wereld Energie Congres, dat rond 10 september 2019 in Abu Dhabi plaatsvond. Ettelijke duizenden functionarissen van over de hele wereld, die verantwoordelijk zijn voor onze energievoorziening, namen deel aan dat congres.
WEC is een wereldwijd platform, waarop vertegenwoordigers van de drieduizend deelnemende energiebedrijven elkaar ontmoeten. Het is opgesplitst in nationale afdelingen. Voor ons land is dat de Wereld Energie Raad Nederland.
Meer informatie staat op de website van WEC, waarop het rapport is na te lezen: https://www.worldenergy.org/publications/entry/world-energy-scenarios-2019-the-future-of-nuclear-diverse-harmonies-in-the-energy-transition
Februari 2019
Zout is een pijler van onze nucleaire toekomst
Terrestrial Energy Inc. ( TEI ), een Canadese geavanceerde onderneming voor kernreactoren , is op weg om hun innovatieve ontwerp tot een realiteit te maken. Vorig jaar voltooiden ze met succes de eerste fase van de pre-licensing vendor design review van de Canadian Nuclear Safety Commission (CNSC) voor TEI's nieuwe Integral Molten Salt Reactor ( IMSR ) ontwerp.
De Canadese overheid beoordeelde het ontwerp om vast te stellen of er evidente problemen waren die het licentieproces zouden stoppen en dat zou moeten worden opgelost voordat het licentieproces daadwerkelijk van start gaat. Succes in dat stadium toonde aan dat Terrestrische energie serieus is en hun huiswerk heeft gedaan over wat de regelgever nodig heeft om hun reactorontwerp goed te keuren.
Het doel van Terrestrial Energy is inzet in de komende tien jaar .
Het belangrijkste voordeel van deze Geniv reactor ontwerp is dat het gebruik maakt van gesmolten zout aan de brandstof te dragen en het systeem afkoelen. Op het eerste gezicht lijkt dat misschien vreemd. Maar gesmolten zout, met het uranium erin opgelost, kan bij lage druk werken en heeft geen chemische of mechanische aandrijfkrachten nodig die problemen kunnen veroorzaken.
De IMSR kan relatief eenvoudig worden onderhouden en gebruikt, wat belangrijk is voor een industriële reactor met potentieel voor wereldwijde toepassingen. De krachtcentrale kan van klein tot groot worden gedimensioneerd. De reactor bevindt zich in een permanent afgedichte modulaire kerneenheid, die meerdere redundante warmtewisselaars en pompen bevat (zie afbeeldingen). Deze hele eenheid wordt periodiek vervangen gedurende een cyclus van zeven jaar, wat resulteert in een korte uitvaltijd van de reactor.
Het verwijderen van vervallende warmte door passieve middelen is een duidelijk voordeel van de meeste van de nieuwe kleine modulaire reactorontwerpen, maar de Terrestrial Energy-reactor gebruikt de natuurlijke convectie van het gesmolten zout om de warmte passief aan de vatwanden te onttrekken. Eenmaal daar, adsorbeert de insluitingssilo eenvoudig het warmteverliezen en voert deze weg - dit is passieve koeling op zijn eenvoudigst.
Het kan niet smelten.
Transuranen, met name plutonium, kunnen zonder de problemen en kosten van het opwerken van vaste brandstoffen worden gerecycled uit de vloeibare zoutbrandstof, waardoor het kernafval vrijwel vrij is van hinderlijke langlevende radionucliden. En zonder toe te staan dat ze voor wapens worden gebruikt.
De IMSR gebruikt normaal laagverrijkt uranium, maar kan ook thorium en andere actinide-elementen gebruiken, zoals plutonium als brandstof.
Geavanceerde kernreactoren demonstreren nucleaire technologieën die geen uitstoot veroorzaken, een veel bredere industriële toepassing hebben en kerncentrales echt economisch en gemakkelijker te financieren maken.
Maar een belangrijke vereiste van nieuwe reactoren is de ontwikkeling van de juiste materialen, materialen die bestand zijn tegen nieuwe omstandigheden en die zelfs langer zullen duren dan de huidige reactoren.
Het was dus van cruciaal belang toen Terrestrial Energy en NRG vorige week een contract voor het testen van materialen bij NRG's High-Flux Reactor in Petten in Nederland hebben aangekondigd . Deze materialen omvatten grafiet en zullen worden gebruikt in de belangrijkste componenten van de reactor.
Volgens de overeenkomst zal NRG, een wereldleider in nucleair technologisch onderzoek, deskundige technische diensten leveren ter ondersteuning van de "in-core" materiaaltest van Terrestrial Energy en de ontwikkeling van de nieuwe reactor. De diensten van NRG omvatten technisch advies over testontwerp en -voorbereiding, high-flux bestraling van testspecimens en onderzoeken tijdens en na bestraling en evaluaties van de testmaterialen .
"NRG heeft een testvermogen van wereldklasse bij de High-Flux Reactor-fabriek in Petten. Met het voordeel van de high-flux-faciliteit en de duidelijke expertise van NRG, anticiperen we op tijd-efficiënte materiaaltesten en kwalificaties die IMSR-engineering en regulatorische activiteiten zullen bevorderen ", aldus Simon Irish, CEO van Terrestrial Energy.
Bovendien versterkt de overeenkomst tussen Terrestrial Energy en NRG het sterke partnerschap van Terrestrial Energy met de wetenschappelijke en nucleaire gemeenschap van de Europese Unie. In maart 2018 ondertekende Terrestrial Energy een technische dienstverleningsovereenkomst met het Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek (JRC) van de Europese Commissie in Karlsruhe, Duitsland. Deze overeenkomst was gericht op confirmatieve studies van IMSR-brandstof en primaire koelvloeistoffen. Beide samenwerkingen bevorderen de engineering- en regelgevingsprogramma's voor de ontwikkeling van IMSR-energiecentrales.
Terrestrische energie haalt zeker zijn eenden op een rij door de juiste mensen aan te trekken om de reactor te adviseren, te testen en te bouwen. Ze werken al samen met het Oak Ridge National Laboratory (ORNL) vande US Department of Energy in Tennessee. ORNL bouwde en demonstreerde de eerste gesmolten zoutreactor terug in de late jaren zestig en voormalige ORNL-wetenschappers die een centrale rol speelden in de ontwikkeling van gesmolten zoutreactoren zullen aan het project werken.
Gisteren heeft Terrestrial Energy de deelname aangekondigd van vooraanstaande leden van de nucleaire toeleveringsketen en de industrie in haar werkgroep Nuclear Innovation om te helpen bij het ontwerp en de implementatie van de reactor. De groep omvat:
- Bruce Power , Michael Rencheck, president en CEO
- Burns & McDonnell , Glenn Neises, nucleair directeur
- SNC-Lavalin , EVP en Candu Energy, President en CEO, William (Bill) A. Fox
- Corporate Risk Associates Limited , Jasbir Sidhu, CEO
- Kinectrics , David Harris, president en CEO
- Laker Energy Products , Christopher Hughes, President en CEO
- Promation , Mark Zimny, president en CEO
- Sargent & Lundy , Michael J. Knaszak, Senior Vice President en Project Director
"Canada heeft een volwassen nucleaire industrie, waaronder een toeleveringsketen die de CANDU-reactorvloot in Canada en wereldwijd al meer dan 50 jaar onderhoudt , en ondersteunt vandaag de multi-miljard-dollar-renovaties van de CANDU-reactoren in Ontario", aldus Ron Oberth, CEO van de Organisatie van Canadese kernindustrieën. "Deze werkgroep voor nucleaire innovatie toont een uitgebreide reeks industriële expertise die kan worden samengebracht om nucleaire technologie te ondersteunen, zoals de energiecentrale in de gesmolten zoutreactor van Terrestrial Energy."
De voordelen van deze nieuwe reactor zijn dus talrijk. Het
- is goedkoper dan steenkool
- creëert veel minder afval en weinig langlevende radioactieve elementen
- gebruikt bijna alle brandstof die 7 jaar meegaat tussen vervanging, en kan gemakkelijk worden gerecycled
- is modulair, van 80 MWt tot 600 MWt, in staat om te worden gecombineerd en aangepast aan individuele behoeften voor zowel warmte als elektriciteit op en buiten het netwerk
- is klein genoeg om een snelle en eenvoudige constructie mogelijk te maken en levering per vrachtwagen aan de site
- werkt bij normale druk, verwijdert die veiligheidskwesties en bij hogere temperaturen waardoor het energetisch efficiënter wordt
- heeft het type passieve veiligheidssystemen waardoor het veilig wegloopt
- heeft geen extern water nodig om te koelen
- kan laden - snel volgen om de intermittency van hernieuwbare energie te bufferen
- kan niet worden hergebruikt voor militair gebruik en heeft een sterke proliferatieresistentie
- kan tientallen jaren meegaan
- gebruikt een vloeibare brandstof
Dat is nu een steunpilaar voor onze hightech, koolstofarme toekomst!
Dr. James Conca is een expert op het gebied van energie, nucleaire en vuile bommen, een planetaire geoloog en een professionele spreker. Volg hem op Twitter @jimconca en zie zijn boek op Amazon.com
Oktober 2018
Eerste Chinese grafietcentrale doorstaat test en gaat binnenkort op productie
De eerste stoomgenerator voor de demonstratie van hoge-temperatuurgasgekoelde reactorfabriek in China (HTR-PM) heeft luchtdruktests voltooid, waarmee de integriteit ervan wordt bevestigd, heeft China National Nuclear Corporation (CNNC) aangekondigd.
De test werd voltooid op 29 september, een maand eerder dan gepland, zei CNNC. Afronding van de test "geeft aan dat China het ontwerp en de fabricage volledig onder de knie heeft" van stoomgeneratoren voor hoge temperatuur gasgekoelde reactoren, aldus het bedrijf.
In december is begonnen met de demonstratie van de HTR-PM-eenheid - met twee kleine reactoren en een turbine - op de Shidaowan-site van China Huaneng. China Huaneng is de leidende organisatie in het consortium om de demonstratie-eenheden samen met de CNNC-dochteronderneming China Nuclear Engineering Corporation te bouwen. (CNEC) en het Tsinghua University Institute of Nuclear and New Energy Technology, de leider op het gebied van onderzoek en ontwikkeling. Chinergy, een joint venture van Tsinghua en CNEC, is de hoofdaannemer van het nucleaire eiland.
De Twin HTR-PM-reactoren van de demonstratie-installatie zullen een enkele 210 MWe-turbine aandrijven. Heliumgas zal worden gebruikt als koelmiddel voor het primaire circuit. De stoomgenerator draagt warmte over van helium-koelmiddel naar een water / stoom-lus. De ontwerptemperatuur van de HTR-PM bereikt 750 ° C. "De algemene structuur is zeer complex en de vereisten voor grondstoffen en productieprocessen zijn extreem hoog", aldus CNNC.
Het drukvat van de eerste reactor werd geïnstalleerd in het containmentgebouw van de unit in maart 2016. Het schip - ongeveer 25 meter hoog en een gewicht van ongeveer 700 ton - werd vervaardigd door Shanghai Electric Nuclear Power Equipment. Het tweede reactordrukvat werd later dat jaar geïnstalleerd.
De eerste van de grafietmoderatorbollen werd in april vorig jaar in de kern van de eerste reactor geladen. In juli werden de thermisch-hydraulische parameters van de stoomgenerator gevalideerd. De demonstratie van HTR-PM zal naar verwachting op het net worden aangesloten en de elektriciteitsopwekking starten dit jaar.
Nog eens 18 van dergelijke HTR-PM-eenheden worden voorgesteld in Shidaowan.
Naast HTR-PM, stelt China een opgeschaalde versie voor, genaamd HTR-PM600, die één grote turbine van 650 MWe heeft, aangedreven door een zestal HTR-PM-reactoreenheden. Haalbaarheidsstudies over de implementatie van HTR-PM600 zijn aan de gang voor Sanmen, provincie Zhejiang; Ruijin, provincie Jiangxi; Xiapu en Wan'an, in de provincie Fujian; en Bai'an, provincie Guangdong.
Juli 2018
China stelt eerste EPR in werking. Weliswaar gebruikt deze uranium als brandstof maar deze moderne kernreactor voldoet aan hoge veiligheids-eisen.
De Taishan 1-reactor in China is verbonden met het net
China General Nuclear Power Group en EDF Group hebben vandaag aangekondigd dat unit 1 van de Taishan-kerncentrale op het elektriciteitsnet is aangesloten en daarmee 's werelds eerste EPR is geworden voor het realiseren van netaansluiting en stroomopwekking. Naar verwachting zal het later dit jaar in commerciële exploitatie worden gebracht.
Het Taishan-project - 140 kilometer ten westen van Hong Kong - is eigendom van de Guangdong Taishan Nuclear Power Joint Venture Company Limited, een joint venture tussen EDF (30%) en CGN. Unit 1 van de energiecentrale startte met de bouw in 2009, gevolgd door unit 2 in 2010. Deze twee units zijn de derde en vierde EPR-units die wereldwijd in aanbouw zijn. Het EPR-ontwerp dat in Taishan is aangenomen, is ontwikkeld door Framatome.
Zheng Dongshan, CEO van CGN UK, zei: "Een veilige en efficiënte verbinding van de nieuwe Taishan 1-reactor met het net is een grote stap voorwaarts in China, maar is ook belangrijk voor het VK, waar dezelfde EPR-technologie zal worden gebruikt bij Hinkley Point C en Sizewell C. Het feit dat een EPR-centrale voor het eerst aan het elektriciteitsnetwerk is gekoppeld, versterkt ons sterke vertrouwen in deze reactortechnologie en in het HPC-project als geheel. "
Framatome zei dat de eenheid om 17:59 lokale tijd was aangesloten op het elektriciteitsnet.
De voorzitter en CEO van het bedrijf, Bernard Fontana, zei dat de succesvolle netaansluiting van Taishan 1 een historisch moment is voor de hele nucleaire industrie.
"Het is het resultaat van jarenlange engineering uitgevoerd door ons bedrijf en een vruchtbare samenwerking met onze klant TNPJVC evenals met CGN en EDF, onze belangrijkste aandeelhouder en partner. We zijn nu gericht op het ondersteunen van onze klant bij de start van commerciële activiteiten. van eenheid 1, "zei hij.
"We blijven ook volledig betrokken bij de voltooiing en het opstarten van Taishan 2, Flamanville 3 en Olkiluoto 3 en bij de levering van Hinkley Point C in het Verenigd Koninkrijk. Alle huidige en toekomstige EPR-projecten zullen ook profiteren van de brede ervaring die is opgedaan. door onze teams. "
Sinds de bouw van de kerncentrale Daya Bay, zei Framatome dat het een "historisch sterke aanwezigheid" heeft gehad in China.
Fontana toegevoegd: "Gedurende al die jaren hebben we samengewerkt met onze Chinese partners door middel van een uitgebreid lokalisatieproces om de binnenlandse industrie verder te ontwikkelen."
CGN, EDF en Guangdong Yudian Group investeerden gezamenlijk in de Taishan-kerncentrale. Framatome droeg grote delen van de nucleaire scope van de fabriek bij, waaronder nucleair stoomtoevoersysteem, veiligheidsinstrumentatie en -controle, inkoop en ondersteuning voor montage en inbedrijfstelling.
Unit 1 heeft een geïnstalleerd vermogen van 1660 MWe en kan betrouwbare koolstofarme elektriciteit leveren aan meer dan vier miljoen Chinese huishoudens.
Onderzocht en geschreven
door World Nuclear News
Juni 2018
Indonesië en ThorCon blijven werken aan de thoriumreactor
Effendi werd gevraagd om toe te treden tot de energiewerkgroep van het Nationaal Economisch en Industrieel Comité, of KEIN. De commissie rapporteert aan de president en helpt bij het formuleren van een langetermijnstrategie voor economische groei. Effendi zegt dat de commissie door het ministerie van Energie is gevraagd om een nucleaire routekaart te ontwikkelen die zich richt op economische haalbaarheid en rekening houdt met nieuwe technologieën. Een stappenplan betekent niet dat er een concreet plan is opgesteld.
ThorCon is een kerncentrale met vloeibare brandstof, in ontwikkeling in de VS, te bouwen in een verre oosterse scheepswerf en vervolgens naar Indonesië gedreven, met testen die start in 2021. Het genereert emissievrije elektrische stroom, zelfs goedkoper dan van een kolencentrale. De voltijdse elektrische stroom zal de economieën en levensstijlen van de ontwikkelingslanden verbeteren en tegelijkertijd afraden van het verbranden van fossiele brandstoffen die CO2 uitstoten.
De oorsprong van ThorCon ligt in de productie van schepen. Acht olie-supertankerschepen werden gebouwd door het voorgangerbedrijf van ThorCon. Dit schip is de grootste dubbelwandige tanker ooit gebouwd. Ze kan 440.000 ton olie vervoeren. Haar stalen gewicht is 67.000 ton. Ze had 700.000 manuren aan directe arbeid nodig, iets meer dan 10 manuren per ton scheepsstaal. Ongeveer 40% daarvan werd gebruikt voor scheepsstaal; de rest aan afbouw. Ze werd gebouwd in minder dan 12 maanden en kostte in 2002 89 miljoen dollar.
Een goede scheepswerf heeft ongeveer 5 manuren nodig om een ton scheepsstaal te zagen, te lassen, te coaten en op te zetten. De werven bereiken deze opmerkelijke productiviteit per blokconstructie. Subassemblages worden geproduceerd op een paneellijn en gecombineerd in volledig gecoate blokken met leidingen, bedrading, HVAC (en steigers indien nodig) vooraf geïnstalleerd. De blokken, met een gewicht van maar liefst 600 ton, worden op hun plaats neergezet in een immense bouwdok. ThorCon gebruikt exact hetzelfde productieproces, behalve dat de blokken naar de site worden gebotst en op hun plaats worden gelaten, zoals aangegeven in deze demo. Het essentiële verschil tussen scheepswerven en de meeste andere assemblagelijnen, zoals vliegtuigbouw, is dat scheepswerven blokken aan de lopende band bouwen, niet het eindproduct. Het eindproduct wordt elders samengebracht.
Blokconstructie gaat niet alleen over productiviteit. Het gaat om kwaliteit. Zeer strakke dimensionale controle wordt automatisch afgedwongen.
ThorCon is ontworpen om scheepswerfkwaliteit en -productiviteit op kernsplijting te brengen. Maar de structuur van ThorCon is veel eenvoudiger en veel repetitiever dan die van een schip. De silohal maakt gebruik van met beton gevulde stalen platen en sandwichmuren. Dit resulteert in een sterk, luchtdicht, ductiel gebouw. Een 1 GWe ThorCon vereist ongeveer 18.000 ton staal voor het kernsplijteiland, allemaal een eenvoudige vlakke plaat. Een goed geïmplementeerde paneellijn kan deze blokken produceren met minder dan 2 manuren per ton staal.
Alle andere componenten worden op een assemblagelijn gefabriceerd en als volledig uitgeruste en vooraf geteste blokken op de site geleverd. Voor elke voedingsmodule zijn in totaal 31 blokken nodig. Bij aankomst op de site worden de blokken op hun plaats neergelaten en worden de muur en dakblokken aan elkaar gelast met behulp van de automatische romplasmachines die de werven voor dit doel hebben ontwikkeld. De muurcellen worden dan gevuld met beton. Er is bijna geen formulierwerk vereist.
Om het systeem te laten werken, moeten we grote blokken hebben - blokken die veel groter zijn dan per vrachtwagen of spoor vervoerd kunnen worden. ThorCon-blokken zijn tot 23 meter breed en 40 meter lang. Dergelijke blokken kunnen de meeste grote rivieren, waaronder de St. Lawrence en de Grote Meren, goed worden binnengedrongen.
Een 1 GWe ThorCon is zo klein dat het splitsingseiland bijna in twee centrale tanks van de Hellespont Metropolis past en een kwart zoveel staal nodig heeft. Deze staalbehoefte komt grofweg overeen met een Suezmax-tanker van gemiddelde grootte.
De Suezmax kan zichzelf met 15 knopen verplaatsen, een orkaan overleven en haar vracht binnen ongeveer een dag lossen. Een goede scheepswerf kan met succes een Suezmax bouwen voor 60 miljoen dollar.
Een grote scheepswerf kan 100 van deze schepen per jaar blijken. Het zou gemakkelijk 100 één GWe ThorCons per jaar kunnen produceren.
Op het gebied van resourcevereisten is een 1GWe ThorCon geen big deal.
Onze wereld activeren
De ThorCon-technologie is wereldwijd schaalbaar om 100 1-GW-energiecentrales per jaar te bouwen. Tijd van bestelling tot elektriciteitsopwekking is twee jaar. De staalverwerkingscapaciteit van scheepswerven op wereldschaal is vier keer zo groot. Ontwikkelingslanden weten dat elke 1 GW elektrische centrale $ 32 miljard aan nieuw bbp kan ondersteunen. Geëlektrificeerde rijke landen mogen doen wat ze willen, maar ontwikkelende landen doen wat ze moeten: de macht naar hun mensen maximaliseren. ThorCon-energiecentrales kunnen de 1400 GW-markt stelen van kolencentrales.
Prototype Testschema
Het prototype is een complete ThorWe van 500 MWe. Er is geen verdere opschaling vereist. Nadat de tests met succes zijn voltooid, kunnen we beginnen met de implementatie.
De belangrijkste mijlpalen zijn:
1. Aan het einde van jaar 1, wanneer we offertes van de werf en andere leveranciers hebben.
2. Bij het jaar 3, wanneer de resultaten van de testsessies vooraf beschikbaar zijn.
3. Aan het einde van jaar 5, wanneer de resultaten van het eerste jaar van splijtingsonderzoek beschikbaar zijn.
Het project kan op elk van deze punten worden afgebroken.
Als het prototype succesvol is, zullen we op weg zijn naar een jaarlijkse productie van 50 of meer GWe-planten per jaar
Juni 2018
Rusland ontwikkelt een fusie-fusie hybride reactor
Tegen het einde van 2018 zal een nieuwe splijtingsfusie-hybride reactor worden geassembleerd in het Russische Kurchatov-instituut, Peter Khvostenko, wetenschappelijk adviseur van het Kurchatov-complex over thermonucleaire energie en plasmatechnologieën, aangekondigd op 14 mei. De fysieke start van de faciliteit is gepland voor 2020.
De hybride reactor combineert de principes van thermonucleaire en kernenergie - in wezen een tokamak fusiereactor en een gesmolten zoutsplitsingsreactor. Neutronen die in een kleine tokamak worden geproduceerd, worden gebruikt in een gesmolten zoutdeken rond tokamak. De faciliteit zal thorium gebruiken als brandstof, die goedkoper en overvloediger is dan uranium. Bovendien heeft een hybride, in tegenstelling tot een fusiereactor, geen superhoge temperaturen nodig om energie te genereren.
Hybride reactoren verminderen de impact van de splijtstofcyclus op het milieu. Het concept combineert conventionele splijtingsprocessen en fusiereactorprincipes, bestaande uit een fusiereactorkern in combinatie met een subkritische kernsplijtingsreactor. De resultaten van de fusiereactie, die normaal door het koelsysteem van de reactor worden geabsorbeerd, zouden in de splijtingssectie terechtkomen en het splijtingsproces ondersteunen. Thorium in een gesmolten zoutdeken zorgt voor fokken of uranium-233.
Enkele van de verwachte voordelen zijn:
- Gebruik van actiniden en transmutatie van langlevend radioactief afval;
- Een toename in energie teruggewonnen van uranium met een grote factor;
- De inherente veiligheid van het systeem, dat snel kan worden uitgeschakeld; en
- Hoge verbranding van splijtstoffen waardoor weinig bijproducten achterblijven.
De hybride fissie-fusiereactor wordt gezien als een commerciële toepassing op de korte termijn van fusie in afwachting van verder onderzoek naar pure fusie-energiesystemen.
Het eerste Russische ontwerp van een hybride reactor werd in 1977 ontwikkeld door Yevgeny Velikhov en Igor Golovin. De afgelopen jaren hebben het ontwerp en de upgrade van de originele T-15 tokamak en andere testbedden en -faciliteiten in het Kurchatov Institute als fysieke prototypen voor de Fusion Neutron Source (FNS) en de ontwikkeling van de DEMO-FNS en ontwerp van een Pilot Hybrid Plant (PHP) voor transmutatie, tritium en splijtbare isotoopveredeling.
Het instituut begon in 2013 met de DEMO-FNS. Het zal een reactor omvatten waarin neutronen geproduceerd tijdens een thermonucleaire reactie zullen worden gebruikt om splijtstoffen te genereren uit uranium-238, dat kan worden gebruikt als brandstof in een kernreactor. Demonstratie van het DEMO-FNS-project is gepland voor 2023 en de PHP zal tegen 2050 worden gebouwd.
"De hybride tokamak wordt nu de T-15MD genoemd, wat een grote installatie is", zei Khvostenko. "Aan het einde van het jaar moeten we het samenstellen op de site van de oude T-15 die we hebben gedemonteerd om te bouwen een nieuwe op zijn basis. "Hij voegde eraan toe dat er in 2020 een fysieke lancering van een nieuwe faciliteit zou komen, en wetenschappers zullen werken aan de technologieën die" nodig zijn voor een thermonucleaire neutronenbron, juist voor een hybride reactor ".
De opgedane ervaring moet ook worden ingebracht in de Internationale Experimentele Thermonucleaire Reactor (Iter) in aanbouw in Frankrijk. Russische wetenschappelijke organisaties zijn verantwoordelijk voor de productie van 25 systemen voor Iter. Het Institute of Nuclear Physics (INP) van de Siberische afdeling van de Russische Academie van Wetenschappen wordt het centrum voor integratie van buitenlandse deelnemers aan Iter. Componenten gemaakt in verschillende landen zullen worden geassembleerd en getest op de INP-site. Het eerste plasma van Iter is gepland voor 2025.
Mei 2018
NuScale's kleine modulaire kernreactor is de grootste hindernis voorbij
NuScale Power ligt op schema om de eerste kleine modulaire kernreactor in Amerika sneller te bouwen dan verwacht.
Twee weken geleden, NuScale kleine modulaire kernreactor ontwerp voltooide de Fase 1 beoordeling van het ontwerp-certificering toepassing (DCA) door de Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission . Dat is goed nieuws, omdat fase 1 de meest intensieve fase van de beoordeling is en meer uren en inspanningen kost dan de resterende vijf fasen samen.
Het NRC-onderzoek naar de DCA van NuScale is pas gestart in maart 2017 en het NRC-eindrapport dat het ontwerp goedkeurt zal naar verwachting in september 2020 zijn voltooid. NuScale is de eerste en enige SMR die ooit een NRC-beoordeling heeft ondergaan. Na zo snel door fase 1 te hebben gevaren, is het bedrijf echt op weg om de eerste SMR in de komende jaren in Amerika te bouwen.
De eerste klant is zeker klaar. Utah Associated Municipal Power Systems ( UAMPS ) bezit de eerste NuScale-fabriek, een 12-module SMR, en plaatst deze in het Idaho National Laboratory . Het wordt beheerd door de ervaren nucleaire exploitant Energy Northwest . Deze eerste toepassing zal profiteren van het specifieke vermogen van de SMR om UAMPS-windparkenvolledig te laden en volgen .
'We zijn dankbaar voor de rigoureuze beoordeling van ons revolutionaire nucleaire ontwerp en waarderen het ten zeerste dat de overheid erkent hoe belangrijk het is om de vooruitgang van NuScale te bevorderen,' zei NuScale Power Chairman en Chief Executive Officer John Hopkins. 'Onze technologie betekent aanzienlijke economische en jobvoordelen voor het land en is gepositioneerd om de binnenlandse nucleaire industrie nieuw leven in te blazen dankzij de betaalbare, flexibele en veilige oplossing van NuScale voor het leveren van zero-carbon energie.'
De reactor van NuScale is ook de beste kans voor Amerika om te concurreren op de wereldwijde SMR-markt, en zet de VS op weg om buitenlandse concurrenten zoals Argentinië, China, Rusland en Zuid-Korea, die hun eigen SMR-ontwerpen ontwikkelen, te verslaan . Volgens schattingen van conservatieve schattingen zal tussen 20 en 2035 tussen 55 en 75 GW elektriciteit afkomstig zijn van wereldwijde operationele rampen, het equivalent van meer dan 1.000 NuScale-stroommodules, en zal de markt oplopen tot een triljoen dollar.
En Amerika zou die inspanning moeten leiden.
Het Amerikaanse ministerie van Energie is het hiermee eens en heeft op 20 april aan NuScale Power $ 40 miljoen aan kostendelende financiële bijstand toegekend om deze SMR op de markt te brengen. NuScale is de enige SMR die voor deze prijs is geselecteerd met een solide plan, ondersteund door ontwerp, testen, licenties en commercialisatie, voldoende inhoudelijk om commerciële activiteiten in de 2020s te bereiken.
SMR-ontwikkelaars verwachten dat modulaire ontwerpen en bouwprocessen besparingen op series zullen genereren en meerdere leveringsmogelijkheden zullen bieden . NuScale heeft geraamd dat de eerste fabriek iets minder dan 3 miljard dollar kost om te bouwen, wat een kapitaalskost van $ 5,078 / kWe oplevert.
Maar de echte kracht van SMR's is het feit dat ze niet kunnen smelten. Dit is een groot voordeel. Het betekent dat de reactor gewoon niet zal smelten of anders de nachtmerries zal veroorzaken waar mensen aan denken als ze zich het slechtste voorstellen voor kernenergie .
Het schakelt gewoon uit en koelt af.
Het brein-kind van Dr. Jose Reyes , Chief Technology Officer van NuScale en emeritus hoogleraar nucleaire technologie aan de Oregon State University, maakt gebruik van deze modulaire reactor van de kleine in kleine modulaire. De kleine omvang en de grote oppervlakte-tot-volume-verhouding van de reactorkern van NuScale, die ondergronds zit in een super-seismisch resistente warmteafvoer, maakt natuurlijke processen mogelijk om hem voor onbepaalde tijd te koelen in geval van volledige stroomuitval.
Er zijn geen mensen of computers nodig om in te grijpen, geen AC of DC-stroom, geen pompen en geen extra water om te koelen.
Het eerste Small Modular Reactor-bedrijf dat een licentieaanvraag bij NRC indient, verhindert de kleine omvang van de Power Module van NuScale, met zijn grote oppervlakte-volume-volume verhouding, elke vorm van meltdown. Als de stroom uitvalt, koelt de reactor op de eerste dag meer dan 90% van de warmte af met waterconvectie, dan 90% van de resterende warmte door het water af te koelen, dan is het koel genoeg om langzaam te laten bloeden met wat weinig warmte aan de reactor is overgebleven omgeving zo lang als nodig is.
Een paar extra functies zijn: 1) niemand kan deze reactor hacken en 2) het bijtanken van deze reactor vereist niet dat de kerncentrale wordt stilgelegd.
De componenten van de NuScale-reactor kunnen allemaal in een fabriek worden vervaardigd voorafgaand aan verzending en assemblage op de locatie, waardoor een groot kostenprobleem met de bouw van nieuwe kerncentrales wordt weggenomen. De reactorvaten en andere grote componenten kunnen worden vervaardigd met middelgrote smederijen, iets wat we hier in de Verenigde Staten nog steeds hebben. Traditionele grote reactoren hebben extreem grote smeedfaciliteiten nodig, waarvan er maar een paar bestaan in de wereld - geen in Amerika.
Traditionele kernreactoren liggen tussen ongeveer 600 en 1.200 MW, maar deze kleine voedingsmodules zijn elk ongeveer 50 MW en 12 daarvan kunnen worden samengevoegd om een energiecentrale tot 600 MW te maken - een 12-pack.
Deze modules gebruiken standaard 17 x 17 PWR-brandstofsamenstellen, waardoor ze ook rendabel zijn, slechts op de helft van de hoogte, met een gemiddelde U-235 verrijking van 3,8%. Een enkele NuScale-kernmodule is 76 voet lang en 15 voet in diameter, en zou in een installatie zitten die minder dan een tiende van een vierkante mijl of ongeveer 60 acres behandelt.
Ter vergelijking: er zijn ten minste 130.000 hectare of ongeveer 140 vierkante kilometer aan windparken nodig om dezelfde hoeveelheid energie te produceren als een NuScale 12-pack is ontworpen.
Deze innovatieve ontwerpen brengen de totale levenscycluskosten om elektriciteit te produceren met deze SMRtot onder die van de meeste andere energiebronnen, net iets boven hydro- en aardgas . Deze SMR kan ook worden gebouwd in ongeveer de helft van de tijd van traditionele kerncentrales.
Het is mogelijk om alle aanvraagdocumenten voor het NuScale-ontwerp bij NRC te bekijken en de daadwerkelijke criteria voor de DOE-prijs zijn ook te zien, met de opmerking dat DOE projecten wilde die gericht waren op de ontwikkeling van 'industrie-aangedreven reactorontwerpen en bijbehorende technologieën met hoog potentieel om kernenergie in de VS te bevorderen. '
NuScale heeft zijn hoofdkantoor in Portland, Oregon en heeft kantoren in Corvallis, Or, Rockville, Md, Charlotte, NC, Richland, WA, Arlington, Va., En Londen, VK.
Februari 2018
Bill Gates en China stimuleren de ontwikkeling van reactoren van de volgende generatie
De vraag naar energie maakt het land testterrein voor kleinere, goedkopere kerncentrales
Mede-oprichter en filantroop van Microsoft, Bill Gates, wacht op 3 november 2017 met het ontmoeten van de Chinese premier Li Keqiang in de Zhongnanhai-regeringssamenwerking. © Reuters
PEKING - De Chinese stad Cangzhou staat bekend om zijn lange traditie van vechtkunstbeheersing. Als Bill Gates zijn zin krijgt, zal het ook bekend staan als de geboorteplaats van de kerncentrale van de toekomst.
De twee entiteiten hebben in november een joint venture opgezet en beantwoorden de oproep van Chinese Premier Li Keqiang voor "doorbraken door collectieve wijsheid en internationale samenwerking".
Li zei dat hij hoopte dat een combinatie van geavanceerde technologie uit de VS en 'China's rijke talentmiddelen' dit mogelijk zouden maken.
Gates zei dat de nieuwe nucleaire technologie van groot belang is voor de toekomstige ontwikkeling van energie en technologie, en zorgt voor een schone, veilige en betrouwbare energievoorziening.
"We zijn bereid om gemeenschappelijke visies met openheid om te zetten in een open houding", zei hij tijdens zijn ontmoeting in november met Li.
Reikende golfreactoren, die zich nog in de ontwikkelingsfase bevinden, beloven een hoge mate van veiligheid tegen lage kosten, zeggen experts. Een lopende-golfreactor is een soort kleine modulaire reactor en minder duur om te produceren dan grotere reactoren.
TerraPower zegt dat het zijn doel is "om in het midden van de jaren 2020 de startup van zijn prototype TWR-reactor te realiseren, gevolgd door wereldwijde commerciële inzet."
Een verscheidenheid aan andere kleine modulaire reactoren is in ontwikkeling, maar ze hebben allemaal verschillende kenmerken. Ten eerste produceren ze minder stroom dan de huidige lichtwaterreactoren van 1 miljoen kilowatt-klasse. Bovendien zijn, vanwege hun modulariteit, kleine modulaire reactoren relatief goedkoop te construeren. Hoofdcomponenten worden in een fabriek vervaardigd en vervolgens ter plaatse geassembleerd.
Kleine modulaire reactoren moeten hun concurrentievermogen op het gebied van energieopwekking nog bewijzen, maar projecten om ze te ontwikkelen vorderen terwijl bedrijven en overheden een toekomst zien in de technologie.
Februari 2018
Een artikel in de Los Angeles Times vertelt over een bedrijf genaamd NuScale Power ( http://www.nuscalepower.com/ ) die werkt aan de ontwikkeling van kleine (50 MW) kernsplijtingsreactoren waarvan zij verwachten dat ze de kerncentrales van de toekomst zijn. De reactoren zijn ontworpen als modulus, zodat meerdere reactoren kunnen worden gecombineerd om centrales van de gewenste grootte te maken.
Met kernenergie staat veiligheid altijd voorop, en het artikel stelt dat de Nuclear Regulatory Commission van de VS de NuScale-reactor zijn zegen heeft gegeven.
Uit het artikel:
In januari oordeelde de Nuclear Regulatory Commission dat het ontwerp van de NuScale-reactor - die afhankelijk is van luchtcirculatie voor koeling - zo veilig is dat er geen dure noodpompen en back-up elektrische systemen nodig zijn van grote conventionele reactoren. Het besluit brengt NuScale in de afgelopen decennia dichterbij dan welk bedrijf dan ook om een vergunning te verkrijgen voor het exploiteren van een geheel nieuw reactorontwerp in de VS voor commercieel gebruik.
Volgens het artikel is er al een klant voor een NuScale-reactor - een consortium van nutsbedrijven in zes staten in het westen van Amerika om 15 van deze reactoren te installeren in een energiecentrale in Idaho, waarvan ze verwachten dat ze in 2027 zullen worden voltooid.
Januari 2018
Vorige maand hebben de China Academy of Sciences en de regering van de provincie Gansu een samenwerkingsovereenkomst getekend om samen te werken aan het Thorium Molten Salt Reactor (TMSR) -project in China en tegen 2020 een demonstratie- of onderzoeksreactor in de provincie Gansu te laten bouwen.
De totale investering bedroeg naar verwachting 22 miljard CNY (3 miljard USD) en bouwde een TMSR-demonstratieproject op in Wuwei, een stad in Gansu. China wordt beschouwd als de wereldwijde leider op het gebied van onderzoek naar gesmolten zoutreactoren, met een geschatte begroting van 500 miljoen USD.
China wordt de proeftuin voor een nieuw soort kerncentrales die zijn ontworpen om veiliger en goedkoper te zijn, omdat wetenschappers uit de Verenigde Staten en andere westerse landen het moeilijk vinden om genoeg geld bijeen te brengen om thuis experimentele fabrieken te bouwen.
Update van het Chinese gesmolten zoutreactorproject
De Chinese centrale overheid koos de gesmolten zoutreactor als een van haar R & D-focus van de nucleaire GEN IV-technologie. De Chinese Academie van Wetenschappen heeft in januari 2011 een R & D-programma op LFTR's gelanceerd, dat daar bekend staat als de Thorium-Fokkende Gesmolten Zout Reactor (Th-MSR of TMSR), in de hoop volledige intellectuele eigendomsrechten op de technologie te verkrijgen. Dit werd het China's Strategic Priority Research Program genoemd. Sindsdien heeft het project plaatsgevonden door het Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP), een subinstituut van de China Academy of Sciences.
Januari 2018
Geavanceerde kleine modulaire reactoren (SMR's) vormen een belangrijk onderdeel van het doel van de afdeling om veilige, schone en betaalbare kernenergieopties te ontwikkelen. De geavanceerde RBE's die momenteel in de VS worden ontwikkeld, vertegenwoordigen verschillende formaten, technologische opties en implementatiescenario's. Deze geavanceerde reactoren, waarvan wordt verwacht dat ze in grootte variëren van een paar megawatt tot honderden megawatt, kunnen worden gebruikt voor stroomopwekking, proceswarmte, ontzilting of ander industrieel gebruik. SMR's kunnen licht water gebruiken als een koelmiddel of andere niet-lichte waterkoelmiddelen zoals een gas, vloeibaar metaal of gesmolten zout.
Geavanceerde SMR's bieden vele voordelen, zoals een relatief kleine omvang, minder kapitaalinvesteringen, het vermogen om te worden geplaatst op locaties die niet mogelijk zijn voor grotere kerncentrales en voorzieningen voor incrementele stroomtoevoegingen. RBE's bieden ook verschillende voorzorgs-, beveiligings- en non-proliferatievoordelen.
Het Departement erkent al lang de transformationele waarde die geavanceerde RBE's kunnen bieden voor de economische, energiezekerheid en milieuverkenning van de Nation. Dienovereenkomstig heeft het Departement substantiële steun verleend aan de ontwikkeling van met licht water gekoelde RBE's, die momenteel door de Nuclear Regulatory Commission (NRC) worden beoordeeld en waarschijnlijk zullen worden ingezet in de komende 10-15 jaar. De afdeling is ook geïnteresseerd in de ontwikkeling van RBE's die niet-traditionele koelmiddelen zoals vloeibare metalen, zouten en helium gebruiken vanwege de veiligheids-, operationele en economische voordelen die ze bieden.
Amerikaanse marktkansen voor geavanceerde nucleaire technologieontwikkeling
Onlangs heeft het ministerie een meerjarig, door kosten gesubsidieerd financieringskansje uitgegeven om innovatieve, door binnenlandse nucleaire industrie gedreven concepten te ondersteunen die een groot potentieel hebben om de algehele economische vooruitzichten voor kernenergie in de Verenigde Staten te verbeteren. Deze financieringsmogelijkheid zal de ontwikkeling mogelijk maken van bestaande, nieuwe en volgende generatie reactorontwerpen, inclusief SMR-technologieën.
De financieringsmogelijkheden zijn zeer breed en vragen om activiteiten die zijn gericht op de afronding van de meest volwassen SMR-ontwerpen; ontwikkeling van productiemogelijkheden en -technieken om de kosten en efficiëntie van nucleaire builds te verbeteren; ontwikkelen van installatiestructuren, systemen, componenten en besturingssystemen; aanpakken van regelgevingskwesties; en andere technische behoeften geïdentificeerd door de industrie. De financieringsmogelijkheid biedt onderscheidende en aangepaste onderscheidingen om een reeks technische en regelgevingskwesties aan te pakken die de voortgang van geavanceerde reactorontwikkeling belemmeren.
Informatie over de FOA en een informeel webinar vindt u hier .
Geavanceerd technisch supportprogramma voor SMR-licenties
Het SMR Licensing Technical Support (LTS) -programma, geïnitieerd in FY2012, werkt samen met partners uit de industrie, onderzoeksinstellingen, de nationale laboratoria en de academische wereld om de certificatie, vergunningverlening en locatie van binnenlandse geavanceerde SMR-ontwerpen te versnellen en economische, technische en regulerende maatregelen te verminderen belemmeringen voor hun inzet. FY2017 was het laatste jaar van de geplande financiering voor dit succesvolle programma, maar de activiteiten zullen de komende jaren worden voltooid naarmate de certificerings- en licentie-inspanningen zijn voltooid.
December 2017
China hoopt dat koude oorlogstechnologie voor kernenergie oorlogsschepen, drones, zal aandrijven
Beijing pompt miljarden in de ontwikkeling van 'gesmolten zout'-reactoren, te midden van nieuw leven ingeblazen belangstelling tussen naties in de mogelijk veiliger en krachtiger technologie. China moet 22 miljard yuan (US $ 3,3 miljard) uitgeven om een vorm van technologie te perfectioneren die grotendeels is weggegooid in de koude oorlog, die een veiliger maar krachtigere vorm van kernenergie zou kunnen produceren.
Het geld is om twee "gesmolten zout" reactoren te ontwikkelen in de Gobi-woestijn in het noorden van China.
Onderzoekers hopen dat als ze een aantal technische problemen kunnen oplossen, de reactoren zullen leiden tot een scala aan toepassingen, waaronder nucleaire oorlogsschepen en drones.
De technologie kan in theorie meer warmte en kracht produceren dan bestaande vormen van kernreactoren die uranium gebruiken, terwijl ze slechts een duizendste van het radioactief afval produceren.
Het heeft ook het voordeel voor China om thorium als belangrijkste brandstof te gebruiken. China heeft enkele van 's werelds grootste voorraden van het metaal.
Na een korte pauze snelt China naar meer kerncentrales
China is niet de enige die probeert de technologie nieuw leven in te blazen vanwege de potentiële voordelen. Bedrijven in de Verenigde Staten zijn actief in het veld, terwijl Japan, Rusland en Frankrijk allemaal blijk hebben gegeven van hernieuwde belangstelling voor de technologie.
Het Chinese project is gefinancierd door de centrale overheid en de twee reactoren moeten worden gebouwd in Wuwei in de provincie Gansu, volgens een verklaring op de website van de Chinese Academie van Wetenschappen. De hoofdwetenschapper van het project is Jiang Mianheng - de zoon van de voormalige Chinese president Jiang Zemin - en het is te hopen dat de reactoren tegen 2020 operationeel zullen zijn.
De Amerikaanse luchtmacht bouwde in de jaren 1950 een gesmolten zoutreactor van 2,5 megawatt als onderdeel van een programma voor de ontwikkeling van vliegtuigmotoren op basis van kernenergie.
De reactoren gebruiken gesmolten zout in plaats van water als koelvloeistof, waardoor ze temperaturen van meer dan 800 graden Celsius kunnen creëren, bijna driemaal de warmte die wordt geproduceerd door een commerciële kerncentrale met uranium. De overtollige lucht had de potentie om turbines en straalmotoren aan te drijven en zou in theorie een bommenwerper dagenlang supersonisch kunnen laten vliegen.
Het Amerikaanse project werd in de jaren 1970 op de plank gezet. Problemen werden aangetroffen om de omvang en het gewicht van de reactor te verminderen en er waren publieke zorgen over de veiligheid van de technologie bij plaatsing in een vliegtuig.
Een ander probleem was de erosie van leidingen en de reactorkamer veroorzaakt door het hete zout dat werd gebruikt in het splijtingsproces.
Yan Long, een onderzoeker die betrokken was bij het Chinese project aan het Shanghai Institute of Applied Physics, zei dat de Gansu-faciliteit uiteindelijk zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van een door Thorium aangedreven oorlogsschip of vliegtuig.
Hij zei dat het nu mogelijk was om een zeer kleine gesmolten zoutreactor te bouwen en dat wetenschappers na jaren van onderzoek en overheidsfinanciering speciale legering en coatingmaterialen hadden ontwikkeld om chemische corrosie te voorkomen.
De reactoren in Gansu waren ontworpen om de haalbaarheid van de technologie aan te tonen, zei hij.
De onderzoeksfaciliteit in Gansu zal worden gebouwd door een meer met hoge zoutconcentraties, volgens de blauwdrukken van het project.
Beide reactoren zullen ondergronds zijn en de warmte die ze genereren zal 12 megawatt bereiken. De warmte zal worden gekanaliseerd naar een elektriciteitscentrale, verschillende fabrieken en een ontziltingsinstallatie bij het meer om elektriciteit, waterstof, industriële chemicaliën, drinkwater en mineralen te produceren.
Na het experiment kan China op grotere schaal doorgaan naar commercieel of militair gebruik van de technologie, zei Yan.
"We zijn nu nieuwe materialen aan het ontwikkelen voor oorlogsschepen. De materialen moeten met relatief lage kosten voor massaproductie komen en ze moeten compact en licht zijn, anders zal de reactor niet in een schip passen, "zei hij.
Kunnen kernreactoren 'bij het zwembad' de Chinese wintersmog helpen zuiveren?
Chen Fu, een thermisch fysicus van het Harbin Institute of Technology die betrokken is bij de ontwikkeling van nieuwe energieopwekkingssystemen voor de Chinese marine, zei dat de warmte die wordt gegenereerd door een thorium-gesmolten zoutreactor perfect zou kunnen zijn om kracht op een oorlogsschip te genereren.
"Het zou in staat moeten zijn voldoende elektriciteit te genereren voor voortstuwing en elektrische apparatuur op een vliegdekschip," zei hij.
Chen zei dat hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de efficiëntie van de stroomproductie - een door thorium aangedreven drager zou sneller en langer kunnen werken dan bestaande carriers die uranium als brandstof gebruiken.
"Maar het schip heeft een heel andere structuur nodig om de nieuwe krachtbron te huisvesten. Het zal een moeilijke en lastige klus worden omdat de rest van het schip moet worden versterkt om de toegenomen kracht aan te kunnen, "zei hij.
Een militaire drone-onderzoeker in Beijing zei dat een gesmolten zoutreactor kan worden gebruikt voor een nieuwe generatie grote, uithoudingsdrones die op zeer grote hoogten opereren, omdat deze heel klein kan worden gemaakt en voor de werking ervan geen water nodig is.
"Deze drones zouden boven de oceanen blijven, zoals de Stille Oceaan. Ze zouden dienen als een platform voor surveillance, communicatie of wapenleverantie om nucleaire en andere bedreigingen van vijandige landen af te schrikken, "zei de onderzoeker, die vroeg om niet genoemd te worden.
"Een nucleair aangedreven drone kan technisch gezien beter haalbaar zijn dan bemande vliegtuigen, omdat het niet nodig is om een cockpit met lood te bouwen om de menselijke bemanning te beschermen tegen straling. Het zal ook meer publieke aanvaarding hebben. Als er een ongeluk gebeurt, stort het neer in de zee, 'zei de persoon.
Yan zei echter dat het vliegtuigonderzoeksproject nog steeds voor veel uitdagingen stond. Om een reactor in een vliegtuig te monteren, zijn ultralichte, supersterke materialen nodig die nog in ontwikkeling waren in het laboratorium.
"Dit is waar de Amerikanen hebben gefaald," zei hij.
September 2017
Hier staat hij dan: Het eerste prototype van een auto welke door kernenergie wordt aangedreven: Op naar de echte toekomst!
Terug in 2009 kwam Loren Kulesus - een zeer fantasierijke digitale ontwerper - op met een heel vreemd uitziend concept, het Cadillac World Thorium Fuel Concept. Terwijl zijn buitenafmetingen zeker opmerkelijk waren, zijn het de spullen die het hebben aangedreven die echt golven hebben gemaakt - of wel lasers.
De belangrijkste energiebron is een licht radioactief metaal, en een van de meest dichte materialen die in de natuur bekend zijn, thorium. De thorium zou gebruikt worden om een laser te bedienen, die vervolgens water zou verwarmen, stoom creëerde die een kleine turbine draaide en de auto aandreef.
Terwijl sommige lachen naar het concept ( Top Gear noemde het zelfs het Cadillac WTF Concept), namen een paar anderen het idee van Kulesus serieus, met name Laser Power Systems ( LPS ) uit Connecticut.
LPS heeft zijn eigen thoriummotor opgericht, die volgens Industrytrap ongeveer 500 pond weegt en 100 jaar op slechts acht gram thorium kan aandoen, waardoor meer dan 7.396 liter benzine meer dan een eeuw verdringt. En dat is gewoon in een voertuig.
Net zoals het Cadillac World Thorium Fuel Concept, is de LPS-motor niet helemaal klaar voor een wegreis. Het bedrijf is naar verluidt prototypes sinds 2011 gepresenteerd. Naar ons weten is er echter geen werkelijke thorium aangedreven auto nog op de weg. We kwamen uit naar LPS voor een update, maar CEO Charles Stevens had geen tijd om commentaar te geven.
Mei 2017
Indonesië heeft een aantal nucleaire deals ondertekend
* In het begin van 2015 tekende ze een contract op te bouwen en testen van een kiezel-bed HTGR in Serpong met een consortium van de Russische en Indonesische ondernemingen geleid door NUKEM Technologies.
* In augustus 2016 tekenden ze een samenwerkingsovereenkomst met China Nuclear Engineering kleine HTGRs in Kalimantan en Sulawesi ontwikkelen door 2027.
* ze overeenkomsten met de Russische Rosatom hebben ondertekend om een drijvende kerncentrale om kleinere bewoonde eilanden kracht te ontwikkelen.
* Maart 2017, drie staatsbedrijven Indonesische energiebedrijven voltooide een 10 maanden durende voorlopige haalbaarheidsstudie voor een 250 MW gesmoltenzoutreactor dat een combinatie van 80% thorium en 20% uranium zou gebruiken (het uranium worden verrijkt tot 19.75% U-235, en de brandstof worden geleverd aan de plant fluoridezouten). De reactor is uit de ThorCon internationale nucleaire opstarten. ThorCon is een bedrijf dat eigendom is van Florida gevestigde adviesbureau Martingale Inc De prefeasibility studie komt voort uit een memorandum van de overeenkomsten die met de Indonesische staatsbedrijven in december 2015 bedrijf.
Indonesië heeft veel monazite en Thorium, dat wordt gewonnen uit aanmerkelijk tinmijnen industrie van het land.
De ThorCon reactor is ontworpen voor montage 15-30 meter diep.
ThorCon opgemerkt dat een gehele plant kan worden vervaardigd blokken op een scheepswerf-achtige assemblagelijn, beweren dat een grote reactor tuin kan churn 100 1-GW ThorCons per jaar. De productiekosten voor de bouw van een 500 MW ThorConLand energiecentrale zijn ongeveer $ 1.2 / W, zei hij. Generation kosten kunnen schommelen rond $ 0,024 / kWh. Investeringskosten laag, gezegd, omdat de reactor werkt bij 700C, waardoor het gebruik van superkritische stoomturbinegeneratoren, zoals geïnstalleerd in moderne steenkoolinstallaties.
De ontwerpers voorzien geen technische reden waarom een full-scale voor 250 MW prototype niet kan opereren binnen vier jaar.
Het is de bedoeling prefission testen om te beginnen in 2018, en splijtingsproducten testen in 2020.
November 2016
Nieuw Manhattanproject kan fossiele brandstoffen snel overbodig maken
Door Jan Jacobs
Er bestaat een "silver bullet" als het gaat over de reductie van het gebruik van fossiele brandstoffen: Thorium. Het is goedkoop, overvloedig beschikbaar en veilig. Als overheden dezelfde inspanningen leveren zoals destijds met het Manhattanproject, kunnen we er redelijk van uitgaan dat we binnen drie tot vijf jaar in een totaal nieuwe energiewereld kunnen stappen.
De nieuwste ontwikkelingen zijn duizelingwekkend. China weet dat en heeft zomaar eventjes 200 nieuwe nucleaire installaties gepland. Vandaag zijn er wereldwijd 438 nucleaire installaties in gebruik, in 30 landen. De meest geavanceerde nieuwe nucleaire installaties zoals de WAMSR (Waste annihalating molten salt reactor) zijn in staat om zomaar eventjes 98% van al het huidige nucleaire afval te verwerken.
Willen Obama, het IPCC, De EU, Klimaatzaak, Urgenda, Greenpeace en alle andere milieuactivisten echt een einde maken aan de olie-industrie, gasboringen, fracking en kolenverbranding? Dit is de weg. Gedaan met boren naar olie op de Zuidpool, Noordpool of Alaska, gedaan met discussie over teveel CO2, hockeysticks, strategische reserves en energieafhankelijkheid van Russisch gas of Arabische olie. Thorium is de zilveren kogel die al deze problemen kan oplossen en tegelijkertijd de wereld van goedkope, propere energie voorzien.
Wanneer ik het woord "Thorium" hoort bijna bij iedereen het in Keulen donderen. Thorium is een zilverachtig metaal en is reeds lang bekend in de wetenschap. Het is genoemd naar de Noorse god Thor die ons ook de naam 'donderdag' gaf. Volgens Nobelprijswinnaar Carlo Rubbia (CERN) is het een goedkoop, proper en vooral een veilig alternatief voor uranium. De kwaliteiten van Thorium zijn onvoorstelbaar: 1 ton Thorium produceert zoveel energie als 200 ton uranium en als 3.500.000 ton kolen. Met een handvol kan je België een week van alle energie voorzien.
Thorium kan zo voor duizenden en duizenden jaren de volledige planeet van energie voorzien. En het ligt zowat overal voor het oprapen. Sterker nog, mijnwerkers zien het vandaag als afval, een onbruikbaar bijproduct. De VS, Australië en Noorwegen zitten gewoon vol met het spul. Eigenlijk is het vrijwel gratis. Het is zo overvloedig aanwezig dat er zich geen kartels kunnen vormen. Gedaan met de dreiging de olie- of gaskraan dicht te draaien. Bovendien heb je er maar heel weinig van nodig; alles is potentieel bruikbaar als brandstof. Ter vergelijking: bij uranium is dat slechts 0,7%.
Thorium werkt eigenlijk als een schoonmaker in de kernreactoren omdat het ervoor zorgt dat al het restplutonium verbrandt. Voormalig NASA ingenieur Kirk Sorensen (nu werkend voor Teledyne Brown Engineering), legt dit eenvoudig uit "this is the big one", dit is waar de mensheid op heeft gewacht.
Na het Manhattan-project, eind jaren veertig van vorige eeuw, waren wetenschappers al gecharmeerd door Thorium en geïnteresseerd om het in civiele reactoren te gebruiken. Het was gewoon beter en rendabeler omdat het een hogere opbrengst realiseerde. Isotopen dienden niet gescheiden te worden, wat een enorme besparing betekent. Maar de VS hadden plutonium nodig om hun bommen te bouwen. "Dat was het doel," zegt Professor Egil Lillestol (CERN), een wereldvermaarde autoriteit op het gebied van Thorium. Plutoniumproductie is echter onmogelijk met Thorium: te veel hoge gamma stralen. Het zou gewoon niet de moeite lonen om het zelfs maar te proberen.
Wanneer CERN-wetenschappers in 1999 aan de Europese commissie financiële middelen vragen om dit verder te ontwikkelen, botsen ze echter op een 'njet'. De Fransen zien het niet zitten om concurrentie voor hun nucleaire industrie op te starten. Weer is er dus kostbare tijd verloren gegaan en dit door nationale industriële belangen.
Het Noorse bedrijf Aker Solutions heeft de ontwerpen en patenten van Nobelprijswinnaar Rubbia ondertussen gekocht en is druk bezig om in het Verenigd Koninkrijk een Thorium testreactor te ontwerpen. Het is de bedoeling om kleine ondergrondse 600MW reactoren te bouwen die walk away save zijn. De eerste reactor zou 2 miljard kosten, verdere testen zouden dan nog eens €100 miljoen vergen.
Het idee werd intussen door andere bedrijven overgenomen. Tegen 2025 plant het bedrijf NUscalezelfs de bouw van kleine 50MW reactoren in het Verenigd Koninkrijk. Spijtig genoeg zit de EU nog steeds vast in de hernieuwbare energiedroom en zijn die bedrijven wel genoodzaakt om naar China, India en andere landen uit te wijken.
Thoriumfluoridereactoren kunnen zelfs werken zonder de hoge druk die nodig is in de traditionele nucleaire reactoren. Dat maakt dat de reactoren niet meer kunnen exploderen. Een herhaling van Fukushima en Tsjernobyl is dan uitgesloten.
Toen de Hongaarse wetenschapper Leo Szilard Washington probeerde te verwittigen dat de Nazi's aan een atoombom werkten, werd hij afgewimpeld. De politici, militairen en ambtenaren van die tijd beschouwden het als fictie en dachten dat het onmogelijk was. Het was Albert Einstein die via de Belgische Koningin Elisabeth erin slaagde om de aandacht van Roosevelt te vestigen op de gevaren en de mogelijkheden van de atoomgeheimen, maar het was pas bij de tweede vergadering met een speciale gezant dat Roosevelt de ernst van de situatie juist inschatte. "This needs action" sprak hij en het Manhattanproject was geboren. Het resultaat enkele jaren later was dat de atoombom de oorlog met Japan, weliswaar op een verschrikkelijke en verwoestende wijze vroegtijdig kon beëindigen, maar ook dat Stalin een halt werd toegeroepen in zijn expansiedrift naar Europa.
Ondertussen is het energiebeleid in Europa er eentje om absoluut niet te volgen, zo schrijft The Washington Post al in 2013: "Europe is becoming a green basket case". Profetische woorden... Europa gaf intussen al meer dan 1000 miljard uit aan wind- en zonneprojecten en krijgt daarvoor amper 3,8% van haar elektriciteit uit die zon en wind geperst. In Denemarken staan maar liefst 5000 windmolens, dat is 1 windmolen per 1000 inwoners. In België zou dit betekenen dat wij 11.000 windmolens bouwen (nu staan er ongeveer 300 op land). Denemarken zou al deze windmolens door één enkele kerncentrale kunnen vervangen. Ondertussen behoort de Deense elektriciteitsprijs tot de hoogste van de wereld en slaat de regering stilaan in paniek wegens de onhaalbaarheid van de hernieuwbare droom. Het brengt amper stroom op, geen extra jobs en is onbetaalbaar.
Het misbruik en de gevallen van crony capitalism zijn bovendien niet meer bij te houden. Denken we in eigen land maar aan het debacle met Electrawinds. Maar ook in Spanje was er een opmerkelijke fraudezaak: daar bleken zonneboeren zowel 's nachts als overdag dieselgeneratoren aan hun zonnepanelen te hebben gehangen. Door de gulle groenestroomcertificaten was bijstoken met diesel er rendabel.
Maar ook in de VS, waar het zo geroemde Ivanpah zonneproject van Google als het summum van de zonnecentrales werd voorgesteld is 30% van de tijd de bijstook van gas nodig. De centrale levert slechts 20% tot 30% van het beloofde rendement. Het Re<C initiatief (renewable Energy cheaper than coal) waar Google zelf al miljarden aan spendeerde en dat geleid werd door Stanford-academici Ros Köningstein en David Fork werd stopgezet. Ondertussen gaan nu zelfs de grootse bedrijven, zoals SunEdison failliet, ondanks de vele miljarden subsidies die overheden zo roekeloos ter beschikking stellen.
Wanneer politici en milieuactivisten nog eens om uw miljarden belastinggeld komen vragen om in windmolens op de Noordzee te pompen, denk dan nog eens aan dit artikel. Wie zou u volgen? Wat zou u doen?
November 2016
Volgens de Forbes hebben de Amerikanen een manier gevonden om uranium uit zeewater te winnen. De toegepaste methode houdt in dat het proces oneindig aantal keren kan worden herhaald. Hiermee is deze techniek een hernieuwbare energie bron geworden en kan het de strijd aan gaan met wind en zon. Aangezien kernenergie vele malen goedkoper is, zou het kunnen dat we hier een winnaar hebben.
November 2016
Montréal-gebaseerde StarCore, opgericht in 2008, is gericht op het ontwikkelen van kleine modulaire reactoren (SMR's) om elektriciteit en drinkbaar water naar afgelegen gemeenschappen in Canada te brengen. Zijn standaard HTGR eenheid zou opleveren 20 MWe (36 MWth), uitbreidbaar tot 100 MWe, van een eenheid klein genoeg om te worden afgeleverd door de vrachtwagen. De helium gekoelde reactor gebruikt TRISO brandstof - bolvormige deeltjes van brandstof uranium bekleed met koolstof die effectief geeft elk klein deeltje zijn eigen primaire containment system - gefabriceerd door BWXT Technologies. Elke reactor zou vereisen tanken bij tussenpozen van vijf jaar.
StarCore beschrijft de reactor als "intrinsiek veilig", met een steile negatieve thermische coëfficiënt die de mogelijkheid van een kern kernsmelting elimineert. Het gebruik van helium - die geen radioactieve doet geworden - als koelmiddel betekent dat elk verlies van koelvloeistof "inconsequent" zou zijn, zegt het bedrijf. De reactoren zou 50 meter onder de grond worden ingebed in betonnen silo afgesloten met tien ton caps.
De CNSC pre-licensing vendor review proces is een optionele dienst voor de beoordeling van een kerncentrale ontwerp op basis van een leverancier reactor technologie. De drie-fase beoordeling is niet een verplicht onderdeel van de vergunningverlening voor een nieuwe kerncentrale, maar heeft tot doel de aanvaardbaarheid van een kerncentrale ontwerp te controleren met betrekking tot de Canadese nucleaire wettelijke eisen en verwachtingen.Eerder dit jaar de CNSC ingestemd met een fase 1 vendor design review voor Terrestrische Energy integraal gesmoltenzoutreactor design concept uit te voeren.
StarCore CEO David Dabney de applicatie van het bedrijf om de CNSC, op 24 oktober ingediend, was het resultaat van acht jaar werk. "We zijn ervan overtuigd dat onze fabriek grootte en de technologie zal ons in staat stellen om een veilige, schone energie om de vele afgelegen locaties in Noord-Canada die op dit moment geen andere keuze dan te duur, onbetrouwbaar en vervuilende koolstof gebaseerde brandstoffen te brengen," zei hij.
Het bedrijf voorziet in het bouwen, het bezit, de exploitatie en de ontmanteling van elke plant en levert haar diensten aan via een power koopovereenkomst waarin staat zou "normaal beneden 'zijn CAD 0,18 per kWh.
"Wij geloven dat het tijd is voor een verandering in de traditionele manieren waarop we energie opwekken - en dat we, met onze inherent veilig plant design, zijn vastbesloten om een essentieel onderdeel van het bod van Canada geworden om de koolstofuitstoot te verminderen," Chief Technology Officer David Poole genoemd.
(computer-vertaling)
Na een korte inleiding door Christian Dierick, de lead expert van de Agoria Energy Technology Club, kregen we een presentatie van drie verschillende modellen.
De NuScale SMR is een light water reactor die modulariteit van tot 12 eenheden van 50 MWe. GE-Hitachi werken met hun PRISM model aan een Natrium-gekoelde snelle reactor, gebaseerd op de EBR-II, (160-600 MWe) met een zeer hoge fuel utilization (en dus veel minder spent-fuel afval). Westinghouse presenteerde zijn SMR model dat eigenlijk een kleinschaligere versie is van hun standaard APR-1000.
Wat ik onthoud van de meeting is het volgende:
- deze nieuwe generatie van reactoren (Gen III+ en Gen IV) hebben hebben allemaal geavanceerde passieve koelsystemen. Het komt erop neer dat, zelfs bij het uitvallen van de stroom je meer dan 7 dagen hebt om te interveniëren, en in het geval van sommige reactoren valt alles vanzelf stil, zelfs al is er in verte geen operator of technicus te bespeuren (zoals op de foto te zien is).
- licensing (zowel voor de fabrikanten als voor de operatoren) neemt veel tijd in beslag. Er is behoefte aan regulatorische eenvormigheid tussen bijvoorbeeld EU, UK, US, Canada, etc...
- Omdat SMR's uit pregefabriceerde componenten bestaat, is de constructie van de plant veel sneller (24-48 maanden) en de set-up min of meer gestandaardiseerd.
- SMR's zijn veel kleiner, maar hebben ook een veel grotere vermogensdichtheid (typisch x5 vergeleken bij een andere centrale). De veiligheidsperimeter die je moet instellen is ook veel kleiner dan bij de huidige centrales, en het reactorgedeelte zit meestal onder de grond. Dat maakt dat je in principe een SMR kan bouwen op de site van een kolencentrale waar je van af wil, zonder bijkomende perimeter.
- SMR's zijn bruikbaar voor "load-following", dwz dat je hun vermogen kan regelen als functie van een behoefte met wind en zonne-energie. Alleen benadrukten ze alledrie dat het optimale rendement natuurlijk alleen bereikt wordt als je gewoon op maximaal vermogen een base-load mag produceren. (Eigenlijk hetzelfde liedje: door het feit dat je aan windmolens en zonnepanelen voorrang geeft op het net, maak je de andere energieproducenten minder efficiënt. Dat hele grid-balancing gedoe maakt nog maar eens pijnlijk duidelijk dat wind en zon geen oplossing zijn op grote schaal).
Wat ik verder nog geleerd heb is dat de reden dat de UK nu verder gaat in het Nucleaire Tijdperk eigenlijk een beslissing is van Tony Blair, die oren had naar het Climate Change verhaal, en dus zocht naar een energieproductie zonder CO2-uitstoot. UK plant ook nog verder de bouw van meerdere grotere kerncentrales voor baseload en heeft een "SMR-competition" uitgeschreven, waarbij deze drie natuurlijk meebieden.
Als ik nu 30 jaar jonger was, dan zou ik ingenieur gaan studeren. Wat een uitdagingen voor de toekomst! En wat een prachtige tools om mee te werken - een aantal presentaties gebruikte "smartplant" om de opbouw van een reactorsite te laten zien
https://www.youtube.com/watch?v=jR2vlLfF2v0&feature=youtu.be
September 2016
India en China werken aan een beslissende voorsprong: bouwen thorium centrales
Maart 2015:
Thorium MSR – Kernenergie zonder de nadelen!
In juni 2011 schreef ik dit bijna gelijknamige blog, maar toen nog met een vraagteken erachter. Dit wordt nog steeds dagelijks gelezen, zelfs steeds vaker, met bij elkaar bijna 10.000 hits, mijn veruit meest gelezen blog ooit.
Was ik destijds nog enigszins sceptisch over de mogelijkheden: hoe verder ik me erin verdiepte, hoe meer ik ervan overtuigd raakte dat de mensheid 50 jaar geleden een dramatische vergissing heeft begaan door te kiezen voor uranium/plutonium kweekreactoren in plaats van het veel veiligere en schonere thorium.
Na vijftien jaar onderzoek naar alle mogelijke energiebronnen ben ik tot de conclusie gekomen dat van alle bestaande opties thorium MSR de enige energiebron is die erin zou kunnen slagen om voor het einde van de eeuw werkelijk het fossiele energiegebruik tot onder de 50 % van de totale behoefte terug te dringen. Puur omdat het schoner, betrouwbaarder, veiliger en goedkoper is dan fossiele energie. Alleen een efficiënter, beter en goedkoper alternatief werkt welvaartsverhogend en kan de basis vormen voor een echte transitie, zoals meer dan 30 experts al aan de kabinetsformateurs uitlegden in 2012.
Waarom dient het fossiele energiegebruik teruggedrongen te worden?
Vooropgesteld, ik besef de enorme voordelen die de fossiele energie ons opgeleverd heeft: ongekende groei van de welvaart, gezondheid en gemiddelde leeftijd, en wellicht zelfs de hele technologische en wetenschappelijke revolutie na de verlichting.
Maar dat bracht ook nadelen met zich mee: de winning van fossiel is vaak landschapvernietigend, milieuvervuilend en kost nog steeds erg veel mensenlevens. Het verbranden ervan kan zeer schoon en veilig, maar dat gebeurt, met name van steenkool, alleen in zeer rijke landen, zoals in de peperdure Nederlandse kolencentrales. In de rest van de wereld veroorzaken simpele kolencentrales en kolenkachels nog enorme smog en gezondheidsproblemen.
Aardgas is overal redelijk schoon, en de winning ervan is vooralsnog minder belastend. Shell heeft een punt dat het een mooie overgangsbrandstof is.
Maar aangezien fossiel zeker tot het einde van de eeuw nog een groot deel van onze energie zal leveren, moet alles op alles gezet worden om die keten schoner, veiliger en efficiënter te maken.
Daarnaast is het verstandig om zo snel mogelijk de stap te maken naar een betere bron. Daar moeten we nu mee beginnen om over 80 jaar substantieel resultaat te zien: ontwikkelingen in de energievoorziening gaan traag, door de enorme schaal ervan en de grote kapitaalintensiviteit. Wat de droomdenkers van Greenpeace, Natuur en Milieu, Groen Links en al die anderen u ook voorspiegelen: een decarbonisering van de energievoorziening binnen 50 jaar is een naïeve illusie.
Gelukkig wordt dit in steeds bredere kring ingezien, zoals de Volkskrant van afgelopen zaterdag nog heel duidelijk maakte.
Dit heeft een heel nieuwe groep jonge, idealistische, door duurzaamheid gemotiveerde kernwetenschappers aan het denken gezet, en die komen met allerlei nieuwe ontwerpen, gebaseerd op de gesmolten zout reactor, met name om hiermee echt wezenlijke stappen te zetten naar een schonere energievoorziening voor de toekomst.
Leslie Dewan, de briljante bedenkster van de kernafval verbrandende MSR, het icoon van de nieuwe MSR beweging, op haar Solve for X talk (zie ook haar TEDx talk)
Voor mij telt de CO2 uitstoot niet als belangrijk argument voor het reduceren van fossiel. Maar als anderen daar wel voorstander van zijn, dan vinden we elkaar in een gemeenschappelijk doel, en doet onze argumentatie er niet meer toe. Het vervangen van fossiel door een schonere en goedkopere bron is een doel waar niemand tegen kan zijn, lijkt me.
Wat is thorium MSR?
In een volgend blog ga ik verder in op de precieze werking van de verschillende soorten gesmolten zout reactoren, maar voor nu verwijs ik naar mijn vorige blog hierover.
Thorium MSR staat voor de gesmolten zout reactor (Molten Salt Reactor) waarin thorium omgezet wordt in energie. Dit type reactor heeft zeer grote voordelen, want hij:
– is veilig: een meltdown, explosie of de verspreiding van radioactief materiaal is uitgesloten
– produceert geen langlevend radioactief afval
– verbruikt enkel zeer kleine hoeveelheden van het bijna onbeperkt voorkomende thorium
– werkt op onbewerkt thorium: het hoeft niet verrijkt te worden
– kan ook zeer efficiënt bestaand afval van kerncentrales opruimen en omzetten in energie
– levert energie “on demand”, m.a.w. de kernreactie volgt de energievraag vanzelf
– is ongeschikt om brandstof voor atoombommen te leveren
– levert elektriciteit die naar verwachting aanmerkelijk goedkoper is dan die van alle op dit moment bestaande bronnen
De MSR technologie is al 50 jaar geleden bewezen in het beroemde MSRE experiment in Oak Ridge National Laboratory, dat 5 jaar gedraaid heeft.
Naar verwachting kan met een zeer ambitieus ontwikkelprogramma over 20 jaar de eerste werkende centrale gerealiseerd zijn. Dat lijkt misschien lang, maar bedenk dat er tussen het begin van het plannen en het in gebruik nemen van een normale reactor ook al 15 jaar zit!
Waarom is de thorium MSR er nog niet?
In de allereerste jaren van de kerntechnologie dacht iedereen dat er maar heel erg weinig verrijkbaar uranium was op de wereld. Om veel kernwapens te maken en veel kerncentrales te bouwen moesten er dus in de eerste plaats kweekreactoren ontwikkeld worden die voor de benodigde brandstof zouden zorgen. De gesmolten zout reactor is hier minder geschikt voor. De Nixon regering heeft daarom de MSR de nek omgedraaid.
Inmiddels blijkt er meer dan genoeg verrijkbaar uranium te zijn, en kan ook thorium voor normale kernenergie gebruikt worden, waardoor het grondstoffenprobleem definitief passé is. Kweekreactoren hebben achteraf bezien geen enkele rol gespeeld.
Maar zoals gezegd: de eerste gesmolten zout reactor heeft 50 jaar geleden al vijf jaar probleemloos gedraaid, en inmiddels zijn er een aantal start-ups die een dergelijke simpele reactor willen gaan leveren.
Maar die ontwerpen zijn klein, moeten na ca 7 jaar weer ingeruild worden, en hebben maar een deel van de voordelen van de thorium MSR die ik voorsta: de liquid fluoride thorium reactor (LFTR) die ook in mijn vorige blog werd uitgelegd.
Dat is “the real thing”, waarin het zout voortdurend in topconditie gehouden wordt, en die dus zo goed als eindeloos kan draaien zonder aan prestatie in te boeten. De gebruikte reactormaterialen zullen de uiteindelijke levensduur bepalen.
Maar daarvoor moet nog ca 10 jaar intensief onderzoek naar materialen en chemische processen gedaan worden.
Daarna kan met de ontwikkeling van een grote centrale begonnen worden die 30 tot 60 jaar praktisch non stop kan draaien en spotgoedkope elektriciteit kan leveren. Daarbij automatisch en zonder enige regeling van buitenaf de variatie in vraag van de etmalen en jaargetijden volgend.
Wat gebeurt er in de rest van de wereld?
Er is zeer verspreid over de wereld onderzoek gaande, maar nergens een robuust project dat de bouw van de eerste LFTR centrale echt dichterbij brengt. In heel Europa gaat het om een armzalige 5 miljoen per jaar. Dat zijn drie promovendi per land.
In China is een jaar geleden een enorm ambitieus MSR programma gestart met 750 wetenschappers en $350 miljoen aan funding, maar dat lijkt door politieke ontwikkelingen achter de schermen inmiddels op dood spoor te raken en de steun van Peking te verliezen. Wel werkt het team samen met Oak Ridge National Laboratory waardoor men de beschikking heeft over alle know how van het MSRE experiment van 50 jaar geleden.
We zijn deze ontwikkelingen aan het uitzoeken, en houden u op de hoogte.
Wat staat ons te doen?
Wie zich serieus zorgen maakt om de energievoorziening van de toekomst of de gevolgen van het massale gebruik van fossiele brandstoffen, moet thorium MSR als een geschenk uit de hemel ervaren: oneindig veel schone, veilige, betrouwbare en goedkope energie. “We can burn the rocks!” (Alvin Weinberg)
Dat er ooit een historische vergissing gemaakt is bij de keuze voor uranium technologie is mijns inziens eigenlijk de enige reden dat we nu nog aanmodderen met vuilere, duurdere en minder veilige energiebronnen dan de thorium MSR. Deze fout kan nu rechtgezet worden, en Nederland heeft de kennis om dit te doen.
Professoren van TU Delft hebben een plan klaar voor een instituut dat deze klus zou kunnen klaren. Daar moet een flink bedrag voor vrijgemaakt worden: ca 1 miljard over 15 jaar. Maar dat levert dan wel een cruciale bijdrage aan de wereldenergievoorziening van de toekomst, en plaatst meteen Nederland aan de top van de wetenschappelijke kennis op dit gebied.
Dit biedt ook voor onze economie een unieke kans: vanuit het wereldleidende thorium MSR instituut zullen veel high tech spin-offs ontstaan die aan de verwachte wereldwijde golf van MSR projecten apparatuur kan gaan toeleveren, vanaf het moment dat er centrales gebouwd gaan worden.