Klimaat & energie › SMR's & next-gen kernenergie
Thorizon en TNO onderzoeken materialen voor zoutreactor in Petten
Het Nederlandse bedrijf Thorizon en onderzoeksinstituut TNO starten samen een groot onderzoeksprogramma naar materialen voor smeltzoutreactoren. Ze willen bewijzen dat onderdelen van deze nieuwe generatie kernreactoren jarenlang bestand zijn tegen hitte, straling en agressief gesmolten zout, voordat de eerste Nederlandse zoutreactor in Petten wordt vergund en gebouwd.
Thorizon, een spin-off van onderzoeksorganisatie NRG, werkt aan een nieuw type kernreactor dat gesmolten zout gebruikt in plaats van water om warmte af te voeren. Samen met TNO, de Nederlandse organisatie voor toegepast onderzoek, is het bedrijf een meerjarig programma gestart om te onderzoeken hoe materialen zich gedragen in zo'n reactor. De eerste testen lopen al in laboratoria van Thorizon in Amsterdam en van TNO in Petten.
Waarom gesmolten zout lastig is voor materialen
Smeltzoutreactoren gelden als veelbelovend omdat ze veiliger zouden zijn dan traditionele kerncentrales, brandstof efficiënter gebruiken en minder langlevend radioactief afval produceren. Veel ontwikkelaars, waaronder Thorizon, willen uiteindelijk thorium als brandstof gebruiken. Daarvoor is in de startfase wel een kleine hoeveelheid splijtbaar materiaal nodig, zoals plutonium-239, om het proces op te starten. De grote uitdaging is dat het gesmolten zout in de reactor extreem heet en chemisch agressief is, en dat het jarenlang blootstaat aan straling. Metalen onderdelen kunnen daardoor langzaam aangevreten worden, een proces dat corrosie heet. Regelgevers moeten precies weten hoe materialen hierop reageren voordat ze een vergunning afgeven.
Vervangbare cartridges als oplossing
Thorizon pakt dit probleem aan met een eigen ontwerp: de brandstof en het gesmolten zout zitten in afgesloten cartridges die elke vijf tot tien jaar vervangen worden. Zo blijven de belangrijkste onderdelen van de reactor minder lang blootgesteld aan het agressieve zout, en kunnen ze tijdens onderhoud geïnspecteerd worden. Volgens Thorizon-directeur Kiki Lauwers maakt dit ontwerp materiaalslijtage een beheersbaar technisch probleem, maar is onafhankelijk bewijs nodig om regelgevers en toekomstige gebruikers daarvan te overtuigen. Het nieuwe programma met TNO moet precies die onderbouwing leveren: experimentele data en rekenmodellen waarmee voorspeld kan worden hoe lang een cartridge veilig meegaat.
Op weg naar de eerste Nederlandse zoutreactor
De resultaten van het onderzoek moeten direct bijdragen aan de vergunningsaanvraag voor de Thorizon Pioneer, een kleinere testreactor die in Petten gebouwd wordt en niet bedoeld is om elektriciteit te leveren. Die installatie wordt de eerste smeltzoutreactor die in Europa operationeel is. Daarna wil Thorizon doorgroeien naar Thorizon One, een commerciële reactor van 250 megawatt thermisch vermogen (goed voor ongeveer 100 megawatt elektriciteit), gericht op grote industriële afnemers en energiebedrijven. De bouw daarvan moet rond 2030 beginnen. Thorizon werkt samen met partijen als de TU Delft, NRG-Pallas, het Franse onderzoeksinstituut CEA en het Joint Research Centre van de Europese Commissie, en wordt ook gesteund door het Franse investeringsprogramma France 2030.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als Thorizon en TNO kunnen aantonen dat hun materialen de zware omstandigheden in een zoutreactor jarenlang doorstaan, komt de vergunning voor de eerste Nederlandse smeltzoutreactor dichterbij. Dat zou een belangrijke stap zijn richting een nieuwe generatie kerncentrales die veiliger, flexibeler en met minder langlevend afval energie kunnen leveren aan de industrie.
- Smeltzoutreactor (MSR)
- Een kernreactor die gesmolten zout gebruikt als koelmiddel in plaats van water, waardoor hij bij lagere druk kan werken.
- Thorium
- Een metaal dat als kernbrandstof kan dienen; het moet eerst worden omgezet in splijtbaar uranium-233 voordat er energie uit vrijkomt.
- Splijtbaar materiaal
- Een stof die bij beschieting met neutronen kan splijten, waarbij energie vrijkomt, zoals uranium of plutonium.
- Plutonium-239
- Een splijtbaar materiaal dat soms wordt gebruikt om een thoriumreactor op te starten.
- Corrosie
- De langzame aantasting van metalen onderdelen door chemische reacties, in dit geval veroorzaakt door heet, agressief gesmolten zout.
- Cartridge-ontwerp
- Het systeem van Thorizon waarbij brandstof en zout in afgesloten, vervangbare eenheden zitten die periodiek worden gewisseld.
- Vergunning (licensing)
- Het proces waarbij een toezichthouder goedkeuring geeft om een kerninstallatie te bouwen en te gebruiken, op basis van veiligheidsbewijs.
- Thorizon Pioneer
- Een kleinere testversie van de reactor in Petten, bedoeld om de reactorkern te valideren zonder elektriciteit te produceren.
- Thorizon One
- De geplande commerciële smeltzoutreactor van Thorizon, met een vermogen van 250 megawatt thermisch en circa 100 megawatt elektrisch.
- MWt / MWe
- Eenheden voor respectievelijk thermisch vermogen (warmte) en elektrisch vermogen van een energiecentrale.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
