Het genereren van kernenergie met kernafval als brandstof en zonder het bekende risico op meltdown, dat is wat het Nederlands-Franse bedrijf Thorizon belooft. Deze vernieuwende scaleup heeft zowel de locatie voor zijn eerste gesmoltenzoutreactor vastgelegd, die in 2034 operationeel moet zijn, als een gedetailleerd implementatieplan opgesteld. Waarom is de aanpak van Thorizon zo uniek?
Thorizon, een Nederlands-Franse scaleup, heeft een cruciale stap gezet richting het realiseren van hun ambitieuze doel: het bouwen van een innovatief type kernreactor die aanzienlijke voordelen biedt ten opzichte van traditionele methoden voor het opwekken van kernenergie. Afgelopen vrijdag kondigde de MT/Sprout Challenger aan samen met diverse partners overeenstemming te hebben bereikt om in 2034 de eerste Europese gesmoltenzoutreactor te leveren.
Onder de betrokken partijen bevinden zich EPZ en NRG Pallas, de beheerder van de kerncentrale in Borssele en de organisatie achter het reactorcentrum in Petten, respectievelijk. Daarnaast zijn de provincies Zeeland en Noord-Holland, Impuls Zeeland, ROM InWest, en Invest-NL deel van de overeenkomst.
De roadmap van Thorizon bevat drie cruciale momenten. In 2027 zal er in Zeeland bij de kerncentrale van Borssele een testfaciliteit worden opgezet. Het jaar daarop start de bouw van de Thorizon Pioneer, een nucleaire demonstratiefaciliteit in Petten. Het einddoel is de lancering van de Thorizon One in 2034 bij Borssele, wat de eerste gesmoltenzoutreactor moet zijn die aan het elektriciteitsnet gekoppeld wordt.
De kerncentrale zal een capaciteit van 100 megawatt hebben, voldoende om ongeveer 250.000 huishoudens een jaar lang van stroom te voorzien. De centrale kan ook ingezet worden voor de levering van warmte.
Met de recent gesloten overeenkomsten zijn belangrijke beslissingen genomen over de locaties van zowel de demonstratiefaciliteit als de uiteindelijke kerncentrale. Het gehele project zal naar verwachting meer dan 1 miljard euro kosten, en de financiering hiervan zal de komende jaren moeten worden geregeld, waarbij het plan is dat dit via een samenwerking tussen publieke en private partijen gebeurt.
Energieproductie in een gesmoltenzoutreactor
Een significant verschil tussen een gesmoltenzoutreactor (MSR) en conventionele kerncentrales is dat de energieproductie plaatsvindt via een proces waarbij de brandstof niet uit vaste splijtstofstaven bestaat. Het splijtmateriaal is opgelost in een vloeibaar zoutmengsel dat temperaturen tussen de 450 en 750 graden Celsius kan bereiken.
De warmte die vrijkomt tijdens de splijtingsreactie verwarmt direct het zout. Deze hitte wordt vervolgens gebruikt om stoom te genereren die een turbine aandrijft voor de productie van elektriciteit. Thorizon’s ontwerp maakt het ook mogelijk om warmte direct te leveren voor industriële processen, bijvoorbeeld in de chemische sector, omdat er geen fossiele brandstoffen worden gebruikt, waardoor de energie CO2-vrij is.
De gesmoltenzoutreactor is ook goed inzetbaar als aanvulling op het fluctuerende aanbod van hernieuwbare energie uit zon en wind, vooral op momenten dat er weinig wind en zon zijn. Het ontwerp van Thorizon is zodanig dat het niet alleen basisstroom kan leveren, maar juist kan inspelen op de flexibele vraag naar elektriciteit.
Met een combinatie van Nederlandse en Franse kennis en kunde streeft Thorizon ernaar om kernenergie in Europa een nieuwe impuls te geven, met een focus op veiligheid, modulaire innovatie en circulariteit.
Bescherming tegen meltdown
Een van de voornaamste bezwaren tegen kernenergie is het risico op een nucleaire ramp, wat hoewel zeer klein, catastrofale gevolgen kan hebben. Een klassieke meltdown kan ontstaan als splijtstofstaven oververhit raken door een storing in het waterkoelsysteem. Een gesmoltenzoutreactor is inherent veiliger, mede doordat het zoutmengsel met de splijtstof zowel als brandstof en koelmiddel dient.
Dit komt doordat het gesmolten zout een zelfregulerende eigenschap heeft. Als de temperatuur van het zoutmengsel stijgt, zet het zout uit, wat de splijtingsreactie vertraagt en de warmteproductie vermindert. Als de temperatuur daalt, wordt het zout compacter, wat de reactieactiviteit en dus de warmteproductie verhoogt, wat leidt tot een automatische balans tussen temperatuur en splijtingsreactie, wat de veiligheid ten goede komt.
Een ander voordeel is dat het proces onder lage druk plaatsvindt, wat het risico op explosies of het vrijkomen van radioactiviteit aanzienlijk verkleint.
Thorizon maakt voor zijn specifieke ontwerp gebruik van zogenaamde cartridges waarin het zout- en splijtingsstofmengsel zich bevindt. De splijtingsreactie vindt plaats in de bovenste gedeelte van deze cartridges, met een pomp die voor de circulatie van het zoutmengsel zorgt. Wanneer de pomp stopt, zakt het zout naar beneden en stopt de reactie direct.
Vervangbare cartridges
Een van de grootste technische uitdagingen bij gesmoltenzoutreactoren is de corrosieve aard van het hete zout, wat kan leiden tot aantasting van de reactorvaten waarin het zoutmengsel wordt opgeslagen.
Thorizon heeft dit probleem naar eigen zeggen opgelost door de cartridges waarin het mengsel van zout en splijtstof zich bevindt, vervangbaar te maken. Elke vijf tot tien jaar kunnen oude cartridges vervangen worden door nieuwe. Hierdoor hoeft het materiaal van de cartridges niet vijftig jaar bestand te zijn tegen corrosie, wat de uitdagingen aanzienlijk verkleint.
Dit is een cruciaal punt voor het functioneren van een gesmoltenzoutreactor. Hoewel er al in de jaren 1960 mee is geëxperimenteerd, koos de industrie uiteindelijk voor de huidige lichtwaterreactoren, mede vanwege de hoge kosten van materiaalonderzoek en de onzekerheid over onderhoudskosten van een gesmoltenzoutreactor.
Tegenwoordig is de materiaalwetenschap veel verder ontwikkeld en durft Thorizon het aan om met de cartridgetechnologie het risico op corrosie te omzeilen.
De modulaire aanpak biedt ook de mogelijkheid om het ontwerp van de cartridges verder te verbeteren en bij elke vervangingscyclus een nieuwere, geoptimaliseerde versie te installeren. Volgens Thorizon beperkt dit niet alleen de risico’s van materiaaldegradatie, maar zorgt dit ook voor lagere bouwkosten door de serieproductie van diverse componenten. Naar verwachting kan de Nederlandse maakindustrie hiervan profiteren.
Kernafval als brandstof
Traditionele kernreactoren gebruiken meestal verrijkt uranium als splijtstof. Atoomkernen die met neutronen worden gebombardeerd vallen uiteen, waarbij veel energie vrijkomt. Hierbij ontstaan ruwweg twee soorten kernafval.
Sommige splijtingsproducten van uiteengevallen atoomkernen zijn hoog radioactief, maar hebben een relatief snelle vervaltijd, waardoor het materiaal na enkele honderden jaren niet meer gevaarlijk is voor mensen. Daarnaast blijven er bij de productie van kernenergie in traditionele kernreactoren zwaardere restproducten over die nog duizenden jaren radioactief zijn.
Het voordeel van de gesmoltenzoutreactor van Thorizon is dat de tweede categorie van zeer langdurig kernafval als grondstof kan worden gebruikt voor het zoutmengsel. Dit kan in combinatie met het breed beschikbare element thorium, waar de naam van het bedrijf naar verwijst. Het moet hierbij wel gaan om ‘vers’ kernafval en niet om materiaal dat al permanent is opgeslagen.
Door zwaar kernafval en thorium als grondstoffen te gebruiken, verklein je de afhankelijkheid van uranium, dat een relatief sterke concentratie van de productie kent in drie landen: Kazachstan, Canada en Namibië.
De gesmoltenzoutreactor zet kernafval dat normaal gesproken duizenden jaren hoog radioactief blijft om in restmateriaal dat na een paar honderd jaar minder radioactief is dan natuurlijk uraniumerts. De circulaire opzet van de kernreactor van Thorizon biedt dus kansen om het langetermijnrisico van kernafval aanzienlijk te verkleinen en beter beheersbaar te maken.
Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Change Inc.
Lees ook deze artikelen op Change Inc.:
- Kiki Lauwers (Thorizon): ‘We kunnen het ons niet veroorloven om kernenergie uit te sluiten’
- Dit zijn de 7 innovaties met de grootste impact op de energietransitie
- Nederlandse ontwikkelaar van duurzame en veilige kernreactor krijgt steun vanuit de EU
Vergelijkbare berichten
- Ontmoet de 7 Nederlandse Topkampioenen volgens Peter Wennink: Wat Hebben Ze Nodig?
- Microplastic-vrij plastic ontdekt: Nieuw materiaal zonder kankerverwekkende deeltjes!
- Revolutionaire Ontdekking: Bacteriën Ontzilten Zeewater Nu in Slechts 1 Dag!
- NASA stelt lancering maanraket uit: Kritiek probleem ontdekt na test
- Bescherm jezelf tegen vleesetende bacteriën: Dodelijke infectie treft 5 staten!
Anika schrijft over tuinieren, natuur en ecologie. Ze deelt praktische tips en seizoensgebonden inspiratie voor elke tuinliefhebber. Haar stukken combineren vakkennis en passie, met oog voor biodiversiteit, duurzaamheid en welzijn. Ze moedigt lezers aan om bewuster en groener te leven, te starten in eigen tuin.