Klimaat & energie › SMR's & next-gen kernenergie
Amerikaans bedrijf test pompvrije kernreactor met elektrische hitte
Het Amerikaanse bedrijf NuCube Energy test in Utah een nieuw type kernreactor dat geen pompen of groot drukvat nodig heeft. Met een elektrische oven van 250 kilowatt simuleert het bedrijf de hitte van een werkende reactor, zonder dat er al radioactief materiaal aan te pas komt. Doel is aan te tonen dat de compacte reactor fabrieken kan voorzien van warmte voor onder meer waterstofproductie.
De meeste kerncentrales koelen hun reactorkern met actieve pompen en grote hoeveelheden water. Valt de stroom uit of raakt een pomp defect, dan kan de koeling snel stilvallen. NuCube Energy kiest voor een andere aanpak: de microreactor die het bedrijf ontwikkelt, de NuSun, heeft geen bewegende onderdelen in het koelsysteem. Warmte wordt afgevoerd via verzegelde metalen buizen die werken op bassurvit pure natuurkunde, ook wel warmtepijpen genoemd. Zonder pompen, grote drukvaten en complexe leidingen kan de reactor volgens het bedrijf nooit ongecontroleerd oververhit raken: een zogeheten walk-away veilig ontwerp.
Testen zonder radioactief materiaal
Om te bewijzen dat het ontwerp genoeg warmte kan leveren voor echte fabrieken, werkt NuCube samen met wetenschappers van Brigham Young University in het San Rafael Energy Lab in Utah. Ze gebruiken daarvoor een opgewaardeerde inductieoven van 250 kilowatt: een apparaat dat met elektriciteit intense, goed regelbare hitte opwekt zonder dat er kernsplijting aan te pas komt. Zo kunnen technici gevoelige onderdelen veilig testen onder realistische omstandigheden, voordat er ooit splijtstof in de reactor gaat.
Van proceswarmte tot waterstof
De proeven in Utah richten zich vooral op industriële toepassingen die continu veel hitte nodig hebben, zoals de productie van groene waterstof en chemicaliën. Wind- en zonne-energie kunnen die vraag naar constante hoge temperaturen vaak niet goed leveren. Daarnaast test het team compacte turbines die werken volgens de supercritische CO2-Brayton-cyclus, een systeem dat meer elektriciteit uit warmte haalt dan traditionele stoomturbines.
De Amerikaanse tests sluiten aan op eerder onderzoek dat NuCube deed met Canadian Nuclear Laboratories, waar werd gekeken hoe warmtepijpen standhouden bij temperaturen boven de 900 graden Celsius. De rekenmodellen uit Canada worden nu gecombineerd met de praktijkresultaten uit Utah, om zo het veiligheidsdossier op te bouwen dat toezichthouders eisen voordat een reactor commercieel mag draaien.
Op weg naar een echte reactor
Topman Cristian Rabiti noemt het testprogramma een belangrijke stap richting praktische toepassing van hoge-temperatuur kernenergie. Volgens hem laat de nieuwe testopstelling zien hoe de technologie van NuCube kan worden ingezet voor energieconversie en industriële warmtevraag, als onderdeel van de weg naar commerciële uitrol.
De huidige testcampagne volgt op een overeenkomst die NuCube in mei 2025 sloot met het Utah Office of Energy Development. Daarin spraken beide partijen af te onderzoeken of een NuCube-reactor op de locatie in San Rafael geplaatst kan worden. Als de tests slagen, moet dat de weg vrijmaken om het ontwerp van simulatie naar een echte aansluiting op het Amerikaanse stroomnet te brengen.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als pompvrije microreactoren zoals de NuSun werken, kunnen fabrieken en chemische installaties straks hun eigen schone, constante warmtebron krijgen zonder de risico's van traditionele kerncentrales. Dat kan vooral industrieën helpen die nu moeilijk te verduurzamen zijn, zoals waterstofproductie en zware chemie.
- Microreactor
- Een kleine, fabrieksgebouwde kernreactor die veel minder vermogen levert dan een traditionele centrale, maar sneller te bouwen en te plaatsen is.
- Warmtepijp
- Een verzegelde metalen buis die warmte afvoert door verdamping en condensatie van een vloeistof erin, zonder dat er een pomp aan te pas komt.
- Walk-away veiligheid
- Een reactorontwerp dat door natuurkundige principes vanzelf veilig blijft, ook als er niemand meer ingrijpt bij een storing.
- Inductieoven
- Een elektrisch verwarmingsapparaat dat met magnetische velden materialen snel en nauwkeurig kan verhitten, hier gebruikt om kernhitte na te bootsen zonder radioactief materiaal.
- Brayton-cyclus
- Een thermodynamisch proces waarbij een gas (hier supercritisch CO2) wordt gebruikt om via een turbine warmte om te zetten in elektriciteit, efficiënter dan klassieke stoomturbines.
- Groene waterstof
- Waterstofgas dat wordt geproduceerd zonder uitstoot van CO2, bijvoorbeeld met elektriciteit of warmte uit schone energiebronnen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
