Medicijnen uit een kernreactor

In het Noord-Hollandse Petten treedt in 2032 de nieuwe kernreactor PALLAS voor het produceren van medische isotopen in werking – als alles volgens plan verloopt. Tot die tijd draait de Hoge Flux Reactor dapper door. De Ingenieur mocht komen kijken.

Het hoge duin op de Energy & Health campus bij het Noord-Hollandse Petten geeft een mooi uitzicht over het terrein van het nucleaire bedrijf NRG PALLAS. Het meest kenmerkende gebouw is de Hoge Flux Reactor (HFR), die als een witte koepel boven alles uitsteekt. Voorlopig vinden hier de kernreacties nog plaats voor het maken van medische isotopen – de grondstoffen voor nucleaire medicijnen – en het testen van materialen op stralingsbestendigheid.

Aan de oostkant van het gebied trekt een twintig meter diepe betonnen bak van vijftig bij vijftig meter de aandacht – het lijkt op een leeg zwembad. In deze bouwkuip moet komende jaren een nieuwe reactor verrijzen, PALLAS, ter vervanging van het verouderde exemplaar in de witte koepel.

De bouw ervan is gecompliceerd en de bekostiging vormde tot voor kort een aaneenschakeling van problemen. Maar in 2022 besloot het kabinet de financiering over te nemen en nu lijken de plannen dan toch definitief door te gaan. De Europese Commissie heeft de staatssteunprocedure vorig jaar juli goedgekeurd waardoor NRG PALLAS per 1 mei een staatsdeelneming kan worden. Vanaf 2032 treedt de nieuwe reactor naar verwachting in werking.

Tot die tijd zal de HFR, die al sinds 1961 dienst doet, aan het werk moeten blijven. Petten is één van de belangrijkste leveranciers van medische isotopen ter wereld. De HFR voorziet in 65 procent van de vraag in Europa en 30 procent van de vraag wereldwijd, jaarlijks worden bijna vijftig miljoen patiënten behandeld met deze medische isotopen. Het is dus zaak dat de reactor het nog een paar jaar blijft doen.

Maar wat gebeurt er nu eigenlijk precies in die witte koepel en de andere gebouwen achter de hoge hekken van dit terrein? De Ingenieur kreeg een rondleiding van voorlichter Cora Blankendaal. 

Hoge Flux Reactor

Als we de regelkamer van de HFR binnenlopen is daar net een ploegenwissel bezig. Acht mannen zitten met koffie rond de tafel en nemen het gedrag van de reactor van de afgelopen uren door – het doet wat denken aan een patiëntenoverdracht van verpleegkundigen in een ziekenhuis.

‘We werken met vijf ploegen van elk acht personen, daarmee controleren we de reactor continu’, vertelt Niek, senior reactoroperator van ploeg 3. Dat gebeurt via beeldschermen gericht op het reactorbassin, maar vooral door alle waarschuwingslampjes onafgebroken in de gaten te houden.

Het bassin, dat we alleen via het beeldscherm kunnen bekijken, bevat het reactorvat: een hoge vierkante box, ondergedompeld in koelwater. Hierin hangen verticaal splijtstofelementen, regelstaven, en buizen voor experimenten en isotopenproductie – de zogeheten faciliteiten. Drie van de zijkanten bestaan uit ‘spiegels’: rijen elementen van beryllium, een materiaal dat neutronen terugkaatst en ze daarmee in het reactorvat houdt. De vierde zijkant is bedoeld voor pool side facilities: faciliteiten die niet in het reactorvat zelf hoeven, maar waarvoor het voldoende is ze er tegenaan te houden. Deze zijn voornamelijk bedoeld voor de productie van molybdeen-99, dat onder meer gebruikt wordt voor diagnosen van de hartfunctie.

Radioactief verval

In de reactiebuizen worden medische isotopen gemaakt door specifieke materialen, zoals uranium, ytterbium, samarium of jodium, te bestoken met neutronen. Die neutronen zijn afkomstig uit laag verrijkt uranium, het radioactieve bestanddeel waaruit de 33 splijtstofstaven bestaan. De regelstaven bestaan van boven uit cadmium, dat neutronen absorbeert en het vermogen daarmee reduceert. Hoe hoger die staven worden opgetrokken, hoe meer cadmium er boven de reactorkern uitsteekt – en hoe hoger dus het vermogen. Als de regelstaven volledig worden neergelaten, neemt het cadmium vrijwel alle neutronen op en komen de reacties stil te liggen.

Openingsbeeld: NGR PALLAS