Kernbedrijf newcleo zet stap naar Amerikaanse fabriek voor recyclen kernbrandstof

Newcleo heeft een zogeheten Regulatory Engagement Plan ingediend bij de Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission (NRC). Dit is geen vergunningsaanvraag, maar een kader waarmee toezichthouders en ingenieurs van het bedrijf alvast veiligheidsontwerpen en technische normen kunnen doornemen, ruim voordat de officiële vergunningsprocedure begint. Het is de eerste formele stap richting een fabriek die verbruikte kernbrandstof moet recyclen tot nieuwe brandstof.

De stap sluit aan bij een traject dat al loopt voor de reactor van newcleo zelf: de LFR-AS-200, een kleine modulaire reactor die 200 megawatt elektriciteit moet leveren. Door reactor en brandstoffabriek gelijktijdig te laten beoordelen, hoopt het bedrijf in Noord-Amerika een volledige binnenlandse keten op te zetten: van afval tot nieuwe brandstof tot stroom.

Waarom een andere reactor nodig is

De meeste bestaande kerncentrales zijn lichtwaterreactoren. Die gebruiken water om neutronen af te remmen, wat de kernreactie in stand houdt maar ook beperkt welke elementen kunnen worden gespleten. Het gevolg: verbruikte splijtstof blijft nog eeuwenlang gevaarlijk radioactief, ook al zit er nog bruikbare energie in.

De reactor van newcleo werkt volgens een ander principe. Het is een snelle reactor zonder waterremmer, waarin neutronen met veel hogere energie bewegen. Daardoor kunnen ze ook zware, moeilijk af te breken elementen als plutonium en zogeheten minor actinides splijten. Dat is precies het soort materiaal dat in gewoon kernafval achterblijft. Als reactoren dit materiaal opbranden, daalt de stralingsgevaar van het overblijvende afval binnen enkele eeuwen tot een niveau vergelijkbaar met natuurlijke achtergrondstraling, in plaats van de honderdduizenden jaren die nu nodig zijn.

Lood als koelmiddel, MOX als brandstof

In plaats van water onder hoge druk gebruikt de LFR-AS-200 vloeibaar lood om de reactorkern te koelen. Lood kookt pas boven 1.700 graden Celsius, waardoor het koelcircuit bij normale luchtdruk kan werken en geen zware drukvaten nodig zijn. Lood vat bovendien geen vlam bij contact met lucht of water, wat het proces relatief veilig maakt.

De geplande Amerikaanse fabriek maakt zogeheten MOX-splijtstof: een mengsel van teruggewonnen plutonium uit oud kernafval en voorraden verarmd uranium. Deze vorm van opwerking van kernbrandstof vermindert de behoefte aan nieuwe uraniummijnbouw en verrijkingsfabrieken. Binnen de reactorkern zitten stalen staafjes met MOX-brandstof in een hexagonaal patroon; om corrosie door het hete lood (rond 530 graden Celsius) tegen te gaan, brengen ingenieurs met laser een dunne beschermlaag van aluminiumoxide op het staal aan.

Testcentrum in Frankrijk

Omdat plutonium alfastraling uitzendt, mogen werknemers het nooit met blote handen aanraken. Alle handelingen gebeuren in afgesloten handschoenkasten met robots en automatische apparatuur. Newcleo test die systemen in een niet-radioactief testcentrum in het Franse Chusclan, genaamd FASTER, met volledige mock-ups en robotarmen. Zo worden mechanische problemen opgelost voordat apparatuur daadwerkelijk met radioactief materiaal gaat werken. Een vergelijkbare fabriek in Frankrijk doorloopt inmiddels ook al de eerste fase van de Franse vergunningsprocedure.