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

Icometrix haalt 16 miljoen euro aan kapitaal op

ASZ Aalst installeert CT-scanner met AI

België waarnemend lid bij onderzoeksinfrastructuur Euro-BioImaging

Chemogas verkocht aan Amerikaanse Balchem

Mathieu Vinken ontvangt Europese ‘Proof-of-Concept Grant’

Biomerkers zijn essentieel voor efficiënte immuuntherapie

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Electrical Safety in industrial installations

Pilz Zonhoven

dinsdag 4 juni 2019

Ceci n'est pas un congres

Brussels Expo

dinsdag 4 juni 2019

Overzicht van HL7/IHE/DICOM

BluePoint Brussels (Agoria Academy)

dinsdag 4 juni 2019

Energie Platform Vlaanderen

Antwerp Expo

dinsdag 4 juni 2019

Safety Validation Training

Pilz Zonhoven

woensdag 5 juni 2019

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

Locatie in Rotterdam (NL)

donderdag 6 juni 2019

Keuze van de redactie

(23/5) Endress+Hauser kende sterke groei in 2018 - advertorial

(22/5) BAM start bouw langste 3D-geprinte brug ter wereld (+video)

(20/5) Jobbarometer van de chemie en life sciences staat op groei

(20/5) Elia installeerde met succes eerste stopcontact op zee (+video)

(15/5) Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

(15/5) Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

>> 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...

Nabeschouwing Hannover Messe - artikel

Het was één groot technologiefeest. Meer dan 215.000 bezoekers namen bij 6.500 exposanten de pols en focusten op artificiële intelligentie, robotica, 5G, Industrie 4.0, energie-transitie, …

BAM start bouw langste 3D-geprinte brug ter wereld (+video)

De komende weken printen BAM Infra en Weber Beamix bijna 100 onderdelen van de brug die als een legpuzzel in elkaar passen, compleet met uitsparingen om het beton te kunnen spannen.

AP Hogeschool lanceert duaal leren op bachelor niveau

AP Hogeschool pakt als eerste uit met een volwaardige bacheloropleiding werkplekleren en studeren. In het secundair onderwijs bestaat duaal leren al een tijdje met zo’n 1.026 leerlingen.

Ontwikkeling duurzamer asfalt met ’verjongingsmiddelen’

Afgefreesd asfalt wordt opnieuw in de productiecyclus van asfalt gebracht als granulaat. Een verjongingsmiddel zorgt er voor dat dit oude bitumen duurzamer gedrag vertoont bij recycling.

Lancering Interreg project voor opschaling 5G warmtenetten in Europa

Het project D2Grids zet vijf pilootsites op met 5G warmtenetten in Parijs-Saclay, de Duitse plaats Bochum, de Nederlandse stad Brunssum en de Engelse steden Glasgow en Nottingham.

Start it @KBC en Jobat.be sluiten partnershap

Accelerator Start it @KBC en jobplatform Jobat.be hebben besloten om de krachten te bundelen. De komende zes maanden moeten bijna 1.000 extra vacatures ingevuld worden.

Gentse ML6 opent ook kantoor in Berlijn

Met de opening van dit kantoor zet de Gentse scale-up ML6 een volgende stap om in Europa uit te groeien tot een referentie op het gebied van AI en machine learning.

Nieuwe STM32MP1 MPU-serie krijgt systeem­geheugen­oplossing - techniek

Rutronik, distributeur van elektronische componenten, kondigt een systeem­geheugen­oplossing aan voor de onlangs geïntroduceerde STM32MP1 multicore micro­processor­serie.

Schneider Electric breidt UPS-productlijn uit met Galaxy VS

Schneider Electric introduceert de Galaxy VS. Deze zeer efficiënte, modulaire, driefase Uninterruptible Power Supply (UPS) met capaciteiten van 10-100 kW is eenvoudig te installeren. De UPS is ontwikkeld om aan de kritieke vermogensvereisten in IT-, commerciële of industriële omgevingen te voldoen. >>

Partners