VS en Canada gaan thoriumbrandstof samen testen in kernreactor

Clean Core Thorium Energy (CCTE) heeft een fabricageovereenkomst gesloten met BWXT Canada om hun thorium-uraanbrandstof, genaamd ANEEL, verder te ontwikkelen richting commercieel gebruik. De deal werd begin augustus bekendgemaakt in Chicago. Volledige brandstofbundels worden vanaf nu gebouwd in de Chalk River Laboratories van de Canadian Nuclear Laboratories (CNL) in Canada.

Drie partijen, één productieketen

Het project verdeelt het werk over drie organisaties. CCTE levert het ontwerp en de materiaalspecificaties van de brandstof. BWXT Canada produceert de metalen onderdelen van de brandstofbundels, met gebruik van zijn bestaande kwaliteitssystemen voor nucleaire productie. CNL maakt vervolgens de brandstofpellets en zet alles in elkaar tot complete bundels die geschikt zijn voor gebruik in een reactor. Door deze samenwerking beschikt het programma over alle stappen die nodig zijn om van een goedgekeurd ontwerp naar bruikbare, volwaardige brandstofbundels te komen. CCTE-directeur Mehul Shah noemt de Canadese productie-expertise een belangrijke stap om aan te tonen dat ANEEL-brandstof werkt in bestaande reactortypes.

Testen in een draaiende reactor

Na assemblage gaan de bundels een testtraject in waarbij ze daadwerkelijk in een operationele reactor worden bestraald. Die test moet gegevens opleveren over hoe de brandstof zich in de praktijk gedraagt: hoe stabiel ze blijft, hoe lang ze meegaat en hoe veilig het proces verloopt. Die data zijn nodig voor goedkeuring door toezichthouders en voor bredere toepassing bij energiebedrijven. CCTE ontwierp de brandstof zodanig dat ze past in bestaande brandstofformaten. Voor kernenergie-centrales met zware-waterreactoren, zoals het Canadese CANDU-type, zou de brandstof zonder aanpassingen aan de reactor kunnen worden ingezet. Volgens CCTE is de technologie ook geschikt voor lichtwaterreactoren en toekomstige reactorontwerpen.

Minder afval, langere cyclus

Het belangrijkste voordeel van de thorium-uraanmix is minder verbruikte splijtstof per opgewekte eenheid elektriciteit. Doordat de brandstof efficiënter wordt benut, hoeven kerncentrales minder vaak bijgetankt te worden en blijft er minder langlevend radioactief materiaal over. Eerdere testen bij het Idaho National Laboratory in de Verenigde Staten lieten al zien dat kleine proefstaafjes van de brandstof een hoge zogeheten afbrand haalden: meer dan 60 gigawattdagen per ton uranium, een maat voor hoeveel energie uit een hoeveelheid brandstof wordt gehaald voordat die vervangen moet worden. CCTE publiceerde daarnaast een wetenschappelijke analyse in het tijdschrift Nuclear Engineering and Design over de veiligheid en prestaties van de brandstof. De nieuwe Canadese fabricageovereenkomst combineert die eerdere testresultaten met productie op ware grootte. De volgende stap is te bewijzen dat volledige brandstofbundels zich in een operationele reactor net zo goed gedragen als de kleinere testexemplaren. Pas dan kunnen toezichthouders en energiebedrijven de nucleaire certificering voor breder gebruik overwegen.