Amerikaans kernbedrijf test boortechniek voor reactor op 1,5 kilometer diepte

Het Amerikaanse kernenergiebedrijf Deep Fission werkt samen met de gespecialiseerde boorfirma Youngquist Brothers om een techniek te ontwikkelen waarmee kernreactoren op ruim anderhalve kilometer diepte in de grond kunnen worden geplaatst. Begin september testten de bedrijven al een eerste prototype: een reactorcanister die in een proefboorgat in Florida werd neergelaten en weer opgehaald. Deep Fission mikt op commerciële ingebruikname van de eerste ondergrondse reactor vanaf 2027.

Waarom een reactor onder de grond

Het idee achter Deep Fission is simpel maar technisch lastig uit te voeren: plaats een kleine kernreactor in een met water gevulde schacht, ongeveer anderhalve kilometer onder het oppervlak. Het omringende gesteente en water moeten dan een deel van het werk overnemen dat bij een gewone kerncentrale door dikke betonnen koepels en koelsystemen wordt gedaan, zoals afscherming van straling en afvoer van warmte. Dat moet de bouw van een ondergrondse kernreactor uiteindelijk goedkoper en compacter maken dan een traditionele bovengrondse centrale.

De reactor zelf, de Gravity Nuclear Reactor, is geen radicaal nieuw ontwerp. Het is een drukwaterreactor, een beproefd type dat ook in bestaande kerncentrales wordt gebruikt, met standaard laagverrijkt uranium als brandstof. Het nieuwe zit niet in de kernreactie, maar in de manier waarop de reactor wordt geïnstalleerd: diep in een nauw boorgat in plaats van in een gebouw op maaiveldniveau.

Boren als sleutelprobleem

Voordat er ook maar één reactor de grond in kan, moet er een boorgat komen dat breed en diep genoeg is om de reactorcanister te herbergen, en dat bovendien toegankelijk moet blijven voor onderhoud of latere verwijdering. Dat is precies het probleem waar Youngquist Brothers bij helpt. Het bedrijf boort al sinds 1971 grootschalige, brede boorgaten en heeft ervaring met putten tot ruim 2.400 meter diepte. Volgens topman Harvey Youngquist vraagt het nucleaire project om dezelfde precisie die zijn bedrijf al decennia gebruikt bij commerciële boorprojecten, alleen dan toegepast op een compleet nieuwe toepassing.

Deep Fission-directeur Liz Muller benadrukt dat de samenwerking vooral bedoeld is om te bouwen op bestaande kennis in plaats van een geheel nieuwe boortechniek te ontwikkelen. Op 3 september lieten de bedrijven in Fort Myers, Florida, zien hoe dat er in de praktijk uitziet: een volwaardige prototype-canister van 76 centimeter doorsnede werd in een boorgat van 86 centimeter breed zo'n dertig meter de grond in gelaten en daarna weer teruggehaald. Die test ging alleen over het plaatsen en ophalen van de canister, niet over het boren van de uiteindelijke, veel diepere schacht. Dat laatste is precies waar de nieuwe samenwerking met Youngquist zich op gaat richten.

Deep Fission werkt daarnaast aan een eerste concreet reactorproject in Parsons, Kansas, en is door het Amerikaanse ministerie van Energie geselecteerd voor een pilotprogramma voor nieuwe reactortypes. Of de planning voor commerciële ingebruikname in 2027 haalbaar is, hangt voor een groot deel af van hoe snel het boorprobleem wordt opgelost. Zonder een betrouwbare en betaalbare manier om kilometersdiepe, brede schachten te boren, blijft het concept van de ondergrondse kernreactor beperkt tot een veelbelovende tekening op papier.