's Werelds eerste kernreactor zonder meltdown-gevaar succesvol getest in China

Kernreactoren zijn over het algemeen erg veilig: het gaat zelden fout, maar áls het fout gaat, dan is het ook meteen goed mis. Een meltdown is dan het schrikbeeld, en ook al gebeurt zoiets maar zelden, zijn we door de kernrampen in Tsjernobyl en Fukushima toch nog huiverig als het gaat om kerncentrales. Het zit namelijk zo: bij kernsplijtingen komt enorme hitte vrij, waarmee elektriciteit wordt opgewekt. Die kernsplitsing wordt steeds gekoeld, om de verhitting binnen de perken te houden en een meltdown te voorkomen.

Het probleem: de koeling bij zulke centrales moest tot nu toe actief gebeuren. En in die actieve koeling kan iets stuk gaan, of verkeerd ingesteld worden, of de stroom valt uit. Met andere woorden: zodra de reactor wordt aangezet is die actieve koeling een constante zorg. Passieve koeling zou veel fijner zijn: een reactor die zichzelf koelt, zodat je die constante zorg niet meer hebt. De Tsinghua Universiteit in China werkt sinds 2016 aan zo'n ontwerp, en nu is daar succesvol de kernreactor zonder meltdown-gevaar getoond.

Omgekeerde methode

Om een reactor passief te koelen, moet de aanpak worden omgedraaid. Tot nu toe werd gewerkt met brandstofstaven met een hoge concentratie uranium, in een kleine hoeveelheid grafiet. In de Chinese reactor is dat omgedraaid, en worden meerdere kleine brandstofstaven gebruikt, een soort 'kiezelstenen', met een kleinere hoeveelheid uranium en een grote hoeveelheid grafiet rondom die brandstof.

De kernreactie is dan langzamer dan in een doorsnee reactor, en de grotere hoeveelheid grafiet zou veel langer bestand zijn tegen een zeer hoge temperatuur. Bovendien wordt de opgewerkte hitte over een veel groter oppervlak verspreid, dat daardoor passief in plaats van actief te koelen is: met geleiding van kouder water of koude lucht bijvoorbeeld.

Eerder werd die methode al op kleinere schaal gedemonstreerd in Duitsland en China, meldt Interesting Engineering. Maar dit is de eerste reactor van zijn soort die op grote schaal is gebouwd en nu actief draait. In december 2023 werd de reactor voor het eerst opgestart, en toen die eenmaal op volle kracht draaide werd de kensplitsing in beide modules uitgeschakeld. Toen is gekeken hoe de temperatuur zich ontwikkelde: dat is het moment waarop het bij kernrampen fout ging. Bij deze reactor werkte het ontwerp zoals verwacht, en koelde beide reactoren in 35 uur na uitschakelen zelfstandig af tot een stabiele temperatuur.

Kleine reactor zou snel gemaakt kunnen worden

Een reactor die zelfstandig koelt bij het uitvallen van de koeling is erg veilig, aldus professor Mamdouh El-Shanawany, die eerder voor het Internationaal Atoomagentschap werkte. Het grootste nadeel van de nieuwe technologie, is dat die niet op bestaande kernreactoren kan worden toegepast. Er zijn nieuwe installaties nodig, maar door de gebruikte technologie hoeven reactoren niet ter plaatse gebouw te worden. Dat biedt grote kansen voor een snelle uitrol van dit soort reactoren.

De centrale in China heeft met zijn twee kernreactoren een vermogen van 105 megawatt. Dat is klein: de kerncentrale in Borssele is goed voor 485 MW en in Finland draait sinds vorig jaar Europa's grootste kerncentrale met een vermogen van 1600 megawatt. Deze reactor hoort dan ook bij de Chinese plannen om juist kleine, modulaire reactoren te bouwen die erg snel zijn in te zetten. China wil in rap tempo de grootste speler op het gebied van kernenergie worden.

Het Nederlandse kabinet wil ook meer inzetten op kernenergie, en vier nieuwe centrales in Nederland bouwen. Die centrales moeten zorgen voor lagere stroomprijzen en een verlaging in CO2-uitstoot. In Nederland zijn de stroomkosten wereldwijd gezien erg hoog: momenteel 35 cent per kWh, terwijl men in Frankrijk slechts 20 cent betaalt, vanwege het grote aantal kerncentrales in dat land.

Meer kernenergie en mis niets met onze Bright-app.