zaterdag 6 april 2019

Een nieuwe kans voor kernenergie ?!

Onlangs stond er een lezenswaardig interview met "techniekfilosoof" Behnam Taebi in Trouw. Hij pleitte er voor om op nationaal niveau een goed gesprek te gaan hebben over de pro's en contra's van kernenergie, groene energie, en fossiele energie.
Dat deed me denken aan de thorium reactor waarover  ik enkele jaren geleden voor het eerst las. Het is een techniek waarbij thorium als brandstof gebruikt wordt, opgelost in gesmolten zout.
In de jaren '60 is in het Oak Ridge National Laboratory (ORNL) een werkende thorium reactor gebouwd. Omdat de technologie van de uranium reactor inmiddels betrouwbaar en beheersbaar geworden was, en omdat met deze laatste technologie ook gemakkelijker hoog verrijkt uranium voor kernwapens kon worden gemaakt werd het onderzoeksprogramma voor de thoriumreactor stilgelegd.

Oktober 1967: ORNL-directeur Alvin Weinberg meldt dat de thoriumreactor 6000 uren gedraaid heeft
Recentelijk zijn in een aantal landen onderzoeksprogramma's opgestart om de thoriumreactor verder te ontwikkelen en geschikt te maken voor grootschalige commerciƫle toepassing. Met name India, dat grote voorraden thorium in de bodem heeft, en China spenderen hier grote bedragen aan.
Ook in Nederland is het onderzoek van de thoriumreactor weer opgepakt. In Delft werkt een research groep onder leiding van professor Jan Leen Kloosterman aan een verbeterde thorium reactor.

De voorstanders van energie opwekking met thorium reactors bepleiten de toepassing van een mix van groene energie (wind en zon) en energie uit thorium reactors.
Maar waarom is zo'n thorium reactor veiliger dan de kerncentrales die we nu overal aan het sluiten zijn ?
Op die vraag zijn een aantal goede antwoorden te geven:
  • bij de opwekking van kernenergie komt geen CO2 vrij. 
  • de reactor is veel veiliger omdat de dynamica van het proces heel anders is dan in de uranium reactors. Het thorium is opgelost in zout en deze mix stroomt. Een op hol slaand kernsplitsingsproces zorgt voor expansie van de thorium-zout mix en dat werkt remmend. Ook kan, ingeval van een escalerend proces, het zout snel worden afgevoerd naar lager gelegen opslagtanks. Ook dat werkt  remmend op het kernsplitsingsproces.
  • Er wordt veel minder radioactief afval geproduceerd. 
  • De techniek kan geschikt worden gemaakt om kernafval met een langdurig hoog stralingsniveau als brandstof te gebruiken. Deze worden omgezet in  nieuwe afvalprodukten die veel korter veilig gesteld hoeven te worden.
  • Het is nagenoeg onmogelijk om hoog verrijkt uranium voor kernwapens te produceren met de thorium reactor. Ook de kans op diefstal van hoog verrijkt uranium is gering omdat het is opgelost in zeer agressief zout en er ook extreem hoge gammastraling vrij komt in de reactor.
Maar dan nu de bezwaren en de tegenwerpingen. En die zijn eveneens fors:
  • De thoriumreactor is nog lang niet productie-klaar. Dat heeft te maken met grote technische uitdagingen. Het proces verloopt onder extreme omstandigheden: er is een temperatuur  van 650 graden Celsius nodig, er wordt gebruik gemaakt van agressieve zouten en er wordt intense gammastraling geproduceerd. Dit alles stelt de hoogste eisen aan de te gebruiken materialen.
  • Een Chinees onderzoeksteam besprak deze uitdaging met de researchgroep in Delft. Er zijn nu nog geen garanties af te geven dat een reactor 20 jaren lang veilig kan functioneren. Een advies om dan na 7-8 jaren de gehele installatie te vervangen leidt tot een economisch probleem: zoiets is onbetaalbaar.
  • Op de Thorium-pagina van de organisatie Wise - die zich ten doel heeft gesteld de wereld vrij te maken van kernenergie, dat dan wel weer - wordt gemeld dat het maar zeer de vraag is of thoriumreactoren bijdragen aan non-proliferatie. In een artikel in Nature getiteld Thorium fuel has risks wordt duidelijk gemaakt dat het kernsplitsingsproces in de thoriumreactor geschikt kan worden gemaakt voor de produktie van proactinium 233. Dat vervalt binnen enkele maanden tot uranium 233, waarmee kernwapens gemaakt kunnen worden. Ook in dit artikel wordt hier op gewezen
  • Oud-hoogleraar Wim Turkenburg, ook wel "de energieprofessor" genoemd, wijst op een timing probleem: het zal vermoedelijk tientallen jaren gaan duren voordat de thoriumreactor breed inzetbaar is. Maar ruim voor die tijd moeten we de CO2 uitstoot al hebben ingeperkt tot de afgesproken niveaus. De technologie komt dus te laat.
Mijn conclusie is: Jammer, maar dit gaat niet lukken. De bezwaren zijn dusdanig groot dat de publieke opinie niet overtuigd zal worden van het nut, en de politici zullen zich wel tien keer bedenken voordat ze politieke zelfmoord plegen door te pleiten voor "kernenergie nieuwe stijl".  Heeft het dan nut om kleinschalige onderzoeksprogramma's uit te voeren ? Dat lijkt mij van niet....