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

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

Gimv verkoopt Breath Therapeutics aan Zambon

Onderzoekers ontdekken nieuwe manier om antrax te bestrijden

>> 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 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

(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

(15/7) Onderzoekers verhogen energiecapaciteit uit zonnepanelen

(3/7) Onthulling eerste hyperloopsysteem in Europa (+video)

>> 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...

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, ... .

Jan De Nul haalt opnieuw Deens contract binnen

Jan De Nul Group heeft een contract getekend met Vattenfall Vindkraft Kriegers Flak voor het vervoer en de installatie van windturbines voor het Deense Kriegers Flak Offshore windmolenpark.

Primeur: Nederlandse waterstofwagen verslaat benzine racewagens

Het Nederlandse studententeam Forze kwam tijdens de Supercar Challenge op het TT Circuit in Assen als tweede over de finish en versloegen verschillende conventionele benzine racewagens.

Onderzoek: Zwaartekracht beschrijven, zonder zwaartekracht

Recent vond een grote verschuiving plaats in de manier waarop natuurkundigen denken over de quantumzwaartekracht: de gecombineerde theorie van quantummechanica en zwaartekracht.

Autoruiten en zonnepanelen gaan zichzelf reinigen

De Wageningse universiteit (NL) werkt aan dunne coatings van vloeibare kristallen, die met elektra van vorm en functie veranderen, zodat vuil en zanddeeltjes van zonnepanelen afglijden.

Onderzoekers zetten nieuwe stap in strijd tegen taaislijmziekte

Via gencorrectie kunnen KU Leuven en de Universiteit van Trento twee mutaties die mucoviscidose veroorzaken permanent herstellen. Dat gebeurde met 3D-celculturen afkomstig van mucopatiënten.

Satelliet met nieuwe generatie zonnepanelen gelanceerd

De net gelanceerde, hypermoderne Europese lasercommunicatiesatelliet EDRS-C krijgt energie van een nieuwe generatie zonnepanelen: de ARA Mark 4, ontwikkeld door Airbus Defence and Space.

Kontron lanceert COM Express Compact Type 6 met nieuwste Intel processoren

Kontron heeft nieuwe COM Express Compact Type 6 modules, die de 8ste generatie Intel-processoren bevatten, toegevoegd aan zijn gamma. De processoren verbruiken slechts 15 Watt. De nieuwe modules laten tot 24 GB DDR4-geheugen toe en zijn optioneel voor het eerst beschikbaar in Compact-formaat met snelle NVMe SSD. >>

Partners