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

Wallonië investeert 7 miljoen euro in CryoTherapeutics

Investering van 3,6 miljard euro in farmaceutische industrie

Uitbreiding nanotechnologie in gezondheidszorg

Limburgse bio-incubator krijgt ‘Digital Health House’

KU Leuven spin-off haalt 1 miljoen euro op voor opsporen longziektes

Dassault Systèmes neemt Medidata Solutions over

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Waterstof Dagen

RNSYC - Oostende

van 26/08/2019 tot 30/08/2019

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

UAntwerpen Campus Groenenborger

donderdag 5 september 2019

Bouwstenen van geïntegreerd aanwezigheidsbeleid

BluePoint Antwerpen (Agoria Academy)

maandag 9 september 2019

Rittal vakseminarie industriële systeemkasten

Laakdal

donderdag 12 september 2019

EMO Hannover

Messegelände - Hannover (D)

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

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

MGH Servicecenter Machelen

dinsdag 17 september 2019

Keuze van de redactie

(1/7) Onderzoek: wagenziekte voorkomen in zelfrijdende auto’s

(1/7) Antwerpen schakelt Arcadis in om klimaatambities waar te maken

(26/6) Port of Antwerp en UAntwerpen leggen innovatieve asfaltweg aan

(26/6) Haven van Oostende organiseert Waterstofdagen

(24/6) Tankopslagbedrijf Standic vestigt zich in Antwerpse haven

(24/6) ENGIE verhoogt vermogen centrale van Coo-Trois-Ponts

>> 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...

Interacties waargenomen tussen Rydbergatomen en gevangen ionen

Natuurkundigen van het Institute of Physics (Universiteit van Amsterdam) hebben aangetoond dat deze twee bouwstenen voor quantumcomputers op een nuttige manier zijn te combineren.

Inliner voor tankcontainers voorkomt schoonmaken en laadrestricties

De plaatsing van een kunststof zak (inliner) in de tankcontainer, voorkomt de stap naar een cleaning station: een grote besparing. Zo'n maagdelijke tank maakt ook laadrestricties overbodig.

Global Sea Mineral Resources kiest voor verantwoord diepzeeonderzoek

Global Sea Mineral Resources (GSR) onderzoekt de ontginning van polymetallische knollen sinds 2012. Hiervoor werken ze samen met wetenschappers van verschillende universiteiten wereldwijd.

Oplosmiddel creëert 2 halfgeleiders uit 1 polymeer

Een internationaal onderzoeksteam ontwikkelde een methode om twee halfgeleiders uit één polymeer te maken, door het oplosmiddel te veranderen waaruit de polymeerfilm gemaakt wordt.

Open IoT-platform moet Waals energienetwerk uitbalanceren

De Waalse energieverdeler ORES doet een beroep op het open IoT-platform MindSphere van Siemens voor haar E-Cloud-project in de economische zone ZAE in Doornik.

Nieuw Europees netwerk stimuleert industriële toepassing lignine

LignoCOST is gericht op de ontwikkeling van een pan-Europees netwerk, dat de totale waardeketen bestrijkt van lignine: van grondstof tot rendabele en duurzame eindproducten.

1,7 miljoen euro extra VLIF-steun voor praktijkonderzoek

Dit bedrag gaat naar tien innovatieve investeringen in praktijkcentra voor land- en tuinbouwonderzoek, zoals het Proefcentrum Hoogstraten, Inagro en het Landbouwcentrum voor Voedergewassen.

Group Machiels neemt meerderheidsparticipatie in Waterleau

Het doel van deze participatie is om cruciale technologie inzake waterzuivering verder te verankeren in België en deze ook wereldwijd te vermarkten, in eerste instantie in Zuid-Amerika.

SIMATIC PCS neo: nieuwe normen voor procesautomatisering

Siemens stelt nieuwe normen in de procesautomatisering en presenteerde op de Hannover Messe 2019 een innovatief, webbased Process Control System voor alle industrieën. SIMATIC PCS neo is gloednieuwe systeemsoftware die bedrijven in de procesindustrie unieke mogelijkheden biedt in het tijdperk van digitalisering. >>

Partners