SCK Mol spil in onderzoek naar nieuwe kerntechnologieën - artikel

Plant & Factory 9/04/2019 9:04:02

In het Studiecentrum voor Kernenergie (SCK) in Mol lopen er vele onderzoeksprojecten. Bekendst is wellicht Myrrha, waarmee nieuwe, minder invasieve kankertherapieën ontwikkeld moeten worden.

Lees hieronder verder   
Verwant

Innovatieve test met antilichamen kamelen spoort infectieziektes op

Primeur: artificiële intelligentie ingezet tijdens operaties

Nieuwe UGent start-up haalt 5,1 miljoen euro op

Detectie van tumorsporen door slimme multi-analyse

UZ Brussel breidt expertise in robot-geassisteerde ingrepen uit

Onderzoekers zetten nieuwe stap in strijd tegen taaislijmziekte

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Robots-Cobots: vriend op het werk, vriend in huis

UAntwerpen Campus Groenenborger

donderdag 5 september 2019

Sales Academy: verbeter uw bedrijfsresultaten

Bluepoint Brussel

van 5/09/2019 tot 14/11/2019

Bouwstenen geïntegreerd aanwezigheidsbeleid

BluePoint Antwerpen (Agoria Academy)

maandag 9 september 2019

Rittal vakseminarie industriële systeemkasten

Laakdal

donderdag 12 september 2019

Brexit: bent u klaar voor de douaneverplichtingen?

Europahotel - Gent

donderdag 12 september 2019

EMO Hannover

Messegelände - Hannover (D)

van 16/09/2019 tot 21/09/2019

Keuze van de redactie

(22/8) Energietransitie: mogelijkheden hernieuwbare synthetische brandstoffen

(22/8) Nieuwe UGent start-up haalt 5,1 miljoen euro op

(19/8) VUB en ULB starten proefproject met zelfrijdende shuttlebus

(19/8) Primeur: Nederlandse waterstofwagen verslaat benzine racewagens

(12/8) Indaver scoort Schots afvalenergiecontract van 400 miljoen euro

(6/8) Masterproeffilmpje bezorgt ingenieur job bij Amazon

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - De reactor past ook in het onderzoek naar nieuwe technologieën om het volume en de radiotoxiciteit van hoogradioactief afval drastisch te verminderen. Het SCK zal de onderzoeksreactor ook inzetten voor het kwalificeren van brandstofelementen voor de nieuwe generatie snelle kernreactoren en voor kernfusie.

Myrrha is wereldwijd het eerste prototype van een kernreactor aangedreven door een deeltjesversneller. De kern ervan is subkritisch. Dit betekent dat het aanwezige volume splijtbaar materiaal er te klein is om de kettingreactie spontaan in stand te houden. De deeltjesversneller brengt de kettingreactie niet alleen op gang, maar houdt ze ook in stand. Daardoor is de werking van de reactor veilig en makkelijk te controleren.

Zodra je de deeltjesversneller uitschakelt, stopt ook de kettingreactie en valt de reactor onmiddellijk stil. In de SCK-gebouwen is er al een basismodel op schaal 1/6 van deze toekomstige reactor geassembleerd. De eerste delen van Myrrha zelf, de deeltjesversneller en de bestralingsstations, zouden in 2026 operationeel moeten zijn en vanaf dan innovatieve radio-isotopen kunnen produceren en bijdragen aan fundamenteel en toegepast onderzoek onder meer naar toekomstige materialen voor kernfusie. De volledige Myrrha-installatie moet in 2033 gebruiksklaar zijn.

Op termijn wordt Myrrha de opvolger van BR2, de reactor waarmee het SCK radio-isotopen voor medisch gebruik produceert. Momenteel staat het SCK daarmee in voor zowat 25 % van de wereldproductie. Myrrha zal, dankzij zijn deeltjesversneller, ook in staat zijn om radio-isotopen aan te maken waarvoor de BR2 ongeschikt is.

Afvalvolume reduceren
Het onderzoek naar nieuwe technologieën om het volume en de radiotoxiciteit van hoogradioactief afval drastisch te verminderen, zou de opslagperiode van enkele honderdduizenden tot enkele honderden jaren moeten kunnen reduceren. Myrrha is en blijft echter een onderzoeksreactor.

"Het is niet de bedoeling hem in te zetten om op industriële schaal nucleair afval te 'transmuteren,'" legt Myrrha-directeur Hamid Aït Abderrahim uit. "We zoeken alleen een manier om dit op een veilige, economisch en ecologisch verantwoorde manier te doen. Als dit lukt kunnen onze onderzoeksresultaten worden gebruikt om elders zo'n installatie te exploiteren."

Het afval, dat hiervoor in aanmerking komt, ligt nu opgeslagen op de terreinen van de kerncentrales. "In Frankrijk zijn al technieken in gebruik om een deel van dit afval opnieuw op te werken tot bruikbaar uranium of plutonium. Met Myyrha moet het mogelijk zijn om hoogradioactieve elementen uit de actinidengroep, waartoe ook uranium en plutonium behoren, om te zetten in isotopen met een veel kortere levensduur en, belangrijker nog, met een veel lagere radioactiviteit. Dat zal de geologische berging, die nog altijd nodig zal zijn, goedkoper en veiliger maken.

Aït Abderrahim denkt dat ongeveer 91 % van de in de Belgische kerncentrales gebruikte nucleaire brandstof door heropwerking of transmutatie zou kunnen worden verwerkt. "Voor de overige 9 %, die al verwerkt en verglaasd is, is geologische berging de beste oplossing."

Eutectium: meten en regelen
Eén van de onderzoeksonderdelen voor Myrrha spitst zich toe op het gebruik van een mengsel van vloeibaar lood (45 %) en bismut (55 %) als koelmiddel in de reactor. Dit mengsel is een zogenaamd eutectium: het smeltpunt ervan (123° C) ligt veel lager dan de afzonderlijke smeltpunten van lood (327,5° C) en bismut (271,4° C). Koelen met een koelmiddel van 123° C lijkt contra-intuïtief, maar dit eutectium biedt diverse voordelen tegenover het klassieke koelmiddel, water.

Zo heeft het lood-bismut eenzelfde volume in vaste en vloeibare toestand. "Het te koelen materiaal is wel enkele honderden graden warm, koelen naar 123 dan wel naar 23° C maakt niet veel uit. Lood-bismut is veel dichter dan water en kan meer warmte opnemen. In tegenstelling tot water vertraagt het de neutronen niet die de kettingreactie uitvoeren. En bij incidenten kan zich geen kritische massa vormen op de bodem van het reactorvat.

Het mengsel is zwaarder dan de kernbrandstof, zodat het uraniumoxide erop gaat drijven en er gemakkelijk kan worden afgeschept." De huidige experimenten met het eutectium betreffen onder meer het bijsturen van het mengsel. Er is wat extra lood nodig voor de vorming van net genoeg loodoxide om de oppervlakte van het reactorvat tegen corrosie te beschermen. Zelfs wanneer pompen het zouden laten afweten zorgt de natuurlijke circulatie van het koelmiddel voor een gelijkmatige temperatuur in alle lagen en voorkomt die ‘dode’ zones in het vat.

Met ultrasoon wordt doorheen het koelmiddel gekeken en brengt men de reactor in beeld. Oorspronkelijke sensoren werkten enkel tot 180° C. Ondertussen ontwikkelden de onderzoekers sensoren tot 320° C die het ook zonder problemen tot 400° C uithouden.

Venus van Mol
In het kader van Myrrha is de Venusreactor van het SCK nog maar eens verbouwd en gemoderniseerd. Deze kleine reactor is al sinds 1964 in dienst als flexibele experimentele installatie. "We gebruikten hem voor kernfysica- en neutronenstudies van nieuwe nucleaire systemen", zegt Aït Abderrahim.

"Met Venus testten we ook reactorberekeningen. Dankzij de resultaten konden kernreactoren aangepast worden om hun splijtstof efficiënter te benutten." De upgrade bestaat vooral uit de koppeling aan een deeltjesversneller om de Guinevere-installatie te realiseren. Dat was in 2011 een wereldprimeur.

Hiermee zet het SCK zijn traditie van uit fabels en mythen ontleende letterwoorden verder. Waar Myrrha staat voor Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications is Venus een acroniem voor Vulcan Experimental Nuclear Study en Guinevere de koosnaam voor Generator of Uninterrupted Intense NEutrons at the lead VEnus REactor.

Venus heeft een vermogen van amper 500 Watt. Dat is de helft van een bescheiden huishoudelijke stofzuiger. Venus wordt vandaag vooral gebruikt om te onderzoeken wat er op grotere schaal zal gebeuren in de toekomstige Myrrha-reactor. Venus draait op ongeveer zestig uraniumstaven. Dat volstaat voor de simulatie-oefeningen voor Myrrha.

De buis van Guinevere, die een verdieping hoger staat opgesteld, is 60 cm lang. Voor de uiteindelijke Myrrha zal er een tunnel worden gebouwd van 250 m, tussen het reactorgebouw en het gebouw met het bronmateriaal en de injector van de versneller. <<
Door Koen Mortelmans

Kadertekst
Internationaal consortium
Eric van Walle, de directeur-generaal van het SCK, maakt zich sterk dat deze onderzoeksinfrastructuur door zijn uniek en innovatief karakter onderzoekers van over de hele wereld naar België zal lokken. Het technisch ontwerp van een belangrijk deel van de Myrrha-omgeving is toegewezen aan een internationaal consortium rond het Franse Areva.

Concreet gaat het onder meer om het ontwerp van de gebouwen, de koelsystemen, de instrumentatie en de controle van de reactor en de deeltjesversneller. Naast Areva bestaat het consortium uit het Italiaanse Ansaldo Nucleare en het Spaanse Empresarios Agrupados. Het Belgische studiebureau Grontmij werkt als onderaannemer van Areva mee aan deze opdracht.

Op de campus van de UC Louvain in Louvain-la-Neuve, waar Aït Abderrahim doceert, worden elementen van de deeltjesversneller voor Myrrha gebouwd en getest, in samenwerking met Franse, Duitse en Belgische partners. <<

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

UZ Brussel breidt expertise in robot-geassisteerde ingrepen uit

In het Centrum voor Hart- en Vaatziekten werd onlangs voor het eerst een patiënt geopereerd met behulp van een robot. Zo kunnen de chirurgen nauwkeuriger werken en herstelt de patiënt sneller.

Plannen voor grootste Europese Li-Ion batterijenproducent

JT Energy Systems, de in april opgerichte joint venture van Jungheinrich en batterijproducent Triathlon Holding, heeft de voormalige Solarworld-fabriek overgenomen.

Rockwell Automation helpt bij integratie van veiligheid in machines - techniek

Machine-ontwerpers moeten steeds meer veiligheidsaspecten in het ontwerp van industriёle systemen integreren. Rockwell Automation ontwikkelde 7 nieuwe safety modules voor drie I/O platforms.

Oracle wordt partner van Start it @KBC

Op Start it @KBSea heeft technologiebedrijf Oracle aangekondigd dat het zich aansluit als partner van Start it @KBC, waardoor deze nog meer technologische expertise aan boord haalt.

Follow-upinspectie Doel 3 geeft groen licht voor heropstart

De waterstofvlokken in de wanden van de reactorkuip van Doel 3 zijn niet geëvolueerd en er zijn ook geen nieuwe indicaties bij gekomen. Dat blijkt uit een follow-upinspectie.

DHL test elektrische bestelwagen StreetScooter

DHL Express gaat een maand de StreetScooter uittesten in België. Dit past in hun ‘GoGreen’ programma en moet uitwijzen of de inzet van elektrische bestelwagens buiten steden haalbaar is.

VUB en ULB starten proefproject met zelfrijdende shuttlebus

Onderzoekers van de VUB en de ULB starten vrijdag op Brussels Health Campus met dit innoverende proefproject om relatie tussen mens en machine te bestuderen.

Pilz introduceert veilig radarsysteem voor zonebewaking - techniek

Het LBK-systeem van Pilz voor de beveiliging van gevarenzones is gebaseerd op radartechnologie. Het LBK-systeem is ongevoelig voor externe invloeden, zoals stof, regen, licht, vonken, ... .

Intelligent genetwerkte assemblage bij Atlas Copco

"Smart Connected Assembly - Powered by Data": Atlas Copco Tools tilt zijn visie van de Smart Factory naar een hoger niveau met een grote roadshow dit najaar. Op verschillende locaties kunnen bezoekers in september zelf zien welke enorme economische mogelijkheden vanuit de bestaande productiegegevens vaak onbenut blijven. >>

Partners