Het is hoog tijd dat er weer wordt geïnvesteerd in de gesmoltenzoutreactor, zegt de Amerikaanse kernenergiepionier Kirk Sorensen. ‘Deze vorm van nucleaire energie is inherent veilig en hebben we hard nodig voor een koolstofvrije energievoorziening.’

Begin dit jaar werd bekend dat het Amerikaanse ministerie van energie 40 miljoen dollar steekt in de ontwikkeling van een gesmoltenzoutreactor. ‘Precies veertig jaar nadat de laatste testreactor, de MSBR (molten salt breeder reactor) in Oak Ridge in de mottenballen ging’, zegt Kirk Sorensen. ‘Het zou tijd worden ook. Vooral China en India investeren fors in deze technologie en ook Europa is op de trein gesprongen.’

Kirk Sorensen

Kirk Sorensen – het streepje hebben zijn voorouders in Denemarken achtergelaten- heeft twee masters in aerospace engineering en nuclear engineering. Hij is oprichter en directeur van Flibe Energy, een van de startende bedrijven die probeert om de gesmoltenzoutreactor nieuw leven in te blazen. Van alle concepten voor gesmoltenzoutrreactoren lijkt dat van hem (de LFTR (liquid- fluoride thorium reactor, spreek uit: lifter) lijkt nog het meest op die MSBR-testreactor van veertig jaar geleden. Afgelopen week was hij in Nederland op bezoek, want ‘er gebeuren interessante dingen hier.’

Hoe staat het met de LFTR? Wanneer gaat de eerste spa de grond in?

Sorensen: ‘Nog even niet. Eind vorig jaar heeft het Electric Power Research Institute samen met Vanderbilt University en in opdracht van Southern Company (een regionaal energiebedrijf in het zuidoosten van de VS, JvK) ons concept geëvalueerd. Daarbij is vooral gekeken naar mogelijke problemen met betrekking tot veiligheid en kwetsbaarheid. Daar kwam uit dat het een prima ontwerp is – inherent veilig - maar dat het nog in de kinderschoenen staat. Dat klopt. We denken dat we in de eerste helft van de jaren twintig een kleine testreactor kunnen gaan bouwen. De resultaten daarvan kunnen we dan weer gebruiken voor een volgende, grotere testreactor en zo verder. Op dezelfde manier eigenlijk als in de jaren vijftig en zestig de lichtwaterreactoren zijn ontwikkeld.’

Dezelfde Southern Company heeft onlangs 40 miljoen gekregen van het ministerie van energie om onderzoek te doen naar de reactor van Terra Power. Wordt dat jullie concurrent?

Sorensen: ‘Nee, nee, Terra is helemaal geen concurrent van ons. Hun reactorconcept is eerder complementair. Zij ontwikkelen een reactor die transuranen, kernafval, verstookt. De brandstof bestaat dus uit uranium en plutonium, terwijl wij thorium willen gebruiken. Een belangrijk verschil is ook dat Terra Power gebruik maakt van gesmolten chloridezouten van uranium en plutonium, terwijl wij fluoridezouten gebruiken. Als Terra Power al met iemand concurreert is het met Transatomic Power, dat eveneens kernafval wil gaan gebruiken. Maar ik denk dat er ruimte is voor meer initiatieven voor de ontwikkeling van gesmoltenzoutreactoren.’

De Verenigde Staten zijn een beetje laat op de trein gesprongen, zegt u. Hoezo?

Sorensen: ‘Met name China en India zijn al veel langer bezig en steken er ook meer geld en menskracht in. India heeft lang ingezet op het gebruik van thorium als vaste brandstof, maar kijkt nu ook heel serieus naar gesmoltenzoutreactoren. China heeft een ambitieus programma met een budget van 300 miljoen euro en 600 mensen. Ook in Europa, met name in Frankrijk, gebeurt het nodige.’

En Nederland?

Sorensen: ‘Wat hier gebeurt is tamelijk bijzonder. Deze maand of volgende maand worden grafietcapsules met kleine hoeveelheden vloeibaar lithiumfluoride in de Hoge Flux Reactor in Petten geplaatst om blootgesteld te worden aan neutronen. Voor het eerst in lange tijd dat zo’n soort experiment wordt gedaan. Ik overdrijf niet als ik zeg dat iedereen die zich bezighoudt met gesmoltenzoutreactoren met spanning uitkijkt naar de uitkomst van dit experiment. Tijdens mijn verblijf hier heb ik  trouwens ook gemerkt dat er veel belangstelling is voor onze LTFR. Ik hoop dat we tot een vorm van verdergaande samenwerking kunnen komen; een consortium van Nederlandse, Duitse en Amerikaanse bedrijven en onderzoeksinstellingen.’       

Vanwaar de hernieuwde interesse in gesmoltenzoutreactoren bij het Amerikaanse Ministerie van Energie?

Sorensen: ‘Ik ga niet spreken namens het ministerie, maar als je even nadenkt over onze toekomstige energievoorziening, dan ligt het voor de hand om ook naar kernenergie te kijken. In de maatschappelijke discussie ligt de nadruk sterk op een energietoekomst met zon en wind. Prachtig, maar als werktuigbouwkundig ingenieur kijk ik ook naar de cijfers. Daaruit blijkt dat het niet kan. We kunnen onze samenleving niet op een betrouwbare manier van elektriciteit voorzien met wispelturige bronnen, zoals zon en wind.’

Waarom niet?

Sorensen: ‘Het netwerk. Iemand heeft eens gezegd dat elektriciteitsnetwerken de grootste machines zijn die de mensheid ooit heeft ontwikkeld. Als je er even over nadenkt dat zit daar meer dan een grond van waarheid in. Het is bijna niet te bevatten dat we er in slagen om vraag en aanbod van elektriciteit continu in evenwicht houden zonder grote frequentieschommelingen. Het wisselend aanbod van elektriciteit uit zon en wind brengt die machine uit balans, zeker als dat aanbod nog eens prioriteit moet krijgen boven het aanbod uit andere, reguliere bronnen.’

‘Als we echt naar een koolstofvrije energievoorziening toe willen, dan is het gebruik van kernenergie onvermijdelijk. De enige andere bron van elektriciteit die beschikbaar en betrouwbaar is, is waterkracht, maar daar lopen we aan tegen de geografische en sociale grenzen. Je kunt niet aan de gang blijven met het onderwater zetten van enorme arealen.’

Maar waarom gesmoltenzoutreactoren? Er is veertig jaar lang niet naar omgekeken.

Sorensen: ‘Gesmoltenzoutreactoren in combinatie met thorium of eventueel kernafval bieden allerlei voordelen. Ze zijn inherent veilig doordat de reactie automatisch stopt als de temperatuur in de reactor te hoog wordt. De reactie zelf levert wel splijtingsproducten op, maar geen langlevende transuranen. Je hoeft het afval dus niet duizenden jaren lang te bewaren, want na 300 jaar is de radioactiviteit weer op het natuurlijke niveau. Je kunt er ook geen kernwapens van maken. Het belangrijkst is misschien nog wel dat elk land, zelfs Luxemburg, over voldoende thorium beschikt om in de eigen behoefte te voorzien. Een ton aarde bevat ongeveer twee kubieke centimeter thorium. De energie-inhoud daarvan is vergelijkbaar met die van 30 kubieke meter aardolie.’

Dat maakt de vraag nog relevanter waarom er veertig jaar lang niet naar is omgekeken?

Sorensen: ‘Dat heeft vooral te maken met het verdienmodel van de leveranciers van kerncentrales. Die leverden niet alleen een reactor, maar sloten ook langjarige contracten met elektriciteitsmaatschappijen voor de levering van de brandstof, verrijkt uranium. Je hoort weleens dat de thoriumcyclus niet interessant was voor overheden omdat die geen materiaal voor kernwapens opleverde, maar dat geloof ik. De kernwapenstaten beschikten over betere mogelijkheden om weapongrade uranium en plutonium te maken in speciaal daarvoor gebouwde fabrieken. Daar hadden ze geen energiecentrales voor nodig. Veel te omslachtig. Nee, het is vooral het verdienmodel van bedrijven als Westinghouse en General Electric geweest. En het feit dat met name drukwaterreactoren technologisch indertijd een stuk verder waren ontwikkeld dan gesmoltenzoutreactoren, dankzij toepassing ervan voor de aandrijving van onderzeeboten. Zelfs Alvin Weinberg, de man die de drukwaterreactor ontwikkelde, vond de gesmoltenzoutreactor veel geschikter voor de productie van elektriciteit op land. Daarom heeft hij er ook zoveel tijd in gestoken. Hoog tijd om de draad weer op te pakken.’ (Joost van Kasteren)