Veilig kerncentrale-ontwerp
Uit oogpunt van veiligheid is de pebblebed reactor het beste ontwerp. Wie duurzaam gebruik van nucleaire brandstof voorop stelt kiest voor een thoriumreactor.
Het is een illusie te denken dat er een kerncentrale bestaat die alle waarden die we belangrijk vinden, zoals veilig, duurzaam en economisch, alle tegelijk optimaal bedient. ‘Dat bestaat niet, je moet voor je begint met de bouw een keuze maken welke waarde je de belangrijkste vindt’, zo betoogde dr. Behnam Taebi van de TU Delft tijdens de Nuclear Knowledge Summit in Delft op 23 maart.
Taebi onderscheidde vier waarden:
- safety: er komt geen straling vrij, de reactor heeft geen melt-down
- security : er is geen misbruik van nucleair materiaal
- duurzaamheid: de reactor schaadt het milieu niet en de brandstof is duurzaam beschikbaar
- economisch: hij brengt zijn geld op, inclusief de benodigde kosten van R&D
Om die doelen te dienen zijn er twee innovatiestrategieën:
- stapsgewijs aanpassing bestaande types
- radicaal nieuw concept
De koelsystemen van de drukaterreactor PWR.
Tot nu toe is vooral de incrementele weg gevolg, door aanpassingen aan drukwater reactoren (PWR) en kokend waterreactoren (BWR). Dat leidde tot de tweede generatie reactoren, die werden gekenmerkt door uitbreiding van systemen, extra kleppen, pijpen, circuits et cetera, wat de complexiteit van de machine vergroot en daarmee het risico.
De volgende stap was om beide typen reactoren aanzienlijk veiliger te maken door het ontwerp te vereenvoudigen en robuuster te maken, oftewel de derde generatie reactortypen Advanced BWR en de AP1000 drukwaterreactor. Beide hebben meer passieve systemen om in geval van nood de koeling gaande te houden en een kernsmelt te voorkomen, onder andere door natuurlijke circulatie en gebruik van de zwaartekracht. Maar ook bij deze centrales is een kernsmelt niet uitgesloten.
Radicaal nieuwe ontwerpen zijn de pebblebed modulaire reactor en de gasgekoelde reactor en de gesmolten zoutreactor.
Bij de pebblebed-reactor is de nucleaire brandstof ingepakt in bollen van siliciumcarbide. Bij dit type reactor is er geen melt down mogelijk, hij is inherent veilig.
De gasgekoelde snelle reactor, die wordt gekoeld met helium, gebruikt zijn brandstof heel efficiënt, en kan ook radioactief afval als brandstof gebruiken.
De gesmolten zoutreactor werkt ook met thorium. De brandstof circuleert in gesmolten toestand in de reactor en dient gelijk als koelmiddel. In geval van nood kan de vloeistof worden afgetapt en veilig in tanks opgeslagen.
Alles bij elkaar geeft Taebi de volgende eindscore:
pebblebed gasgekoelde gesmolten zout
safety: ++ - 0
security: + -- -
duurzaamheid: - + ++
economisch: + 0 -
Reactoren die op dit ogenblik in aanbouw zijn betreffen vooral drukwaterreactoren PWR), hier en daar Advanced kokend waterreactoren (ABWR) en drukwaterreactoren met zwaar water (PHWR).