Wetenschappers: ‘toverballen’ maken kernenergie 100% veilig
Een nieuwe vorm van radioactieve brandstof, zogeheten TRISO-deeltjes, kan smelten fysiek onmogelijk maken volgens de bedenkers ervan. De brandstof doorloopt op dit moment een goedkeuringsproces van de Amerikaanse overheid.
Alle huidige kerncentrales zijn gebaseerd op hetzelfde principe: door middel van kernsplijting wordt een kern van radioactief materiaal gedeeld. Bij dit proces komt warmte vrij die kan worden omgezet in elektriciteit.
Het is hierbij van belang dat er een goede balans is tussen veiligheid en effect. Hoe hoger de temperatuur, des te groter het effect, maar als de temperatuur te hoog wordt, smelt de kern.
De nieuwe TRISO-deeltjes lijken op toverballen, omdat ze uit een kern bestaan met verschillende laagjes eromheen.
De bal bestaat uit een kern van verrijkt uranium en zuurstof, omgeven door een coating met drie lagen van afwisselend grafiet en keramiek - ook wel bekend als siliciumcarbide. De buitenste laag beschermt de uraniumkern tegen smelten.
TRISO is een afkorting van tristructural isotropic. Het toverballetje, met een diameter van 1 millimeter, heeft drie verschillende structuren; isotroop betekent dat de materiaaleigenschappen van het deeltje niet van de richting afhangen.
TRISO-deeltjes zijn bestand tegen extreem hoge temperaturen
Paul Demkowicz, een wetenschapper die verbonden is aan het Idaho National Laboratory in de VS, onderzoekt de veiligheid van kerntechnologie. Tijdens een experiment stelde hij gedurende een lange periode TRISO-deeltjes bloot aan hoge temperaturen.
Twee weken lang werden 300.000 deeltjes blootgesteld aan temperaturen boven de 1760 graden. Wat bleek? Bij geen enkel deeltje was de coating beschadigd.
De meeste kerncentrales werken vandaag de dag bij minder dan 600 graden. Dat betekent dat er nog veel ruimte voor verbetering is op het gebied van efficiëntie - zonder dat de veiligheid in het geding komt - als TRISO-deeltjes als brandstof worden gebruikt.
Een ander voordeel is dat de veiligheidsmaatregelen rondom TRISO-centrales veel minder ingrijpend kunnen zijn als bij hedendaagse kerncentrales. Een TRISO-centrale is een stuk kleiner - ongeveer zo groot als een container - en kan veel dichter bij de bebouwde kom worden geplaatst, terwijl normale kerncentrales ver weg van de bewoonde wereld moeten staan.
Kernenergie is al tientallen jaren een heikel onderwerp, niet het minst vanwege Tsjernobyl en Fukushima. Met de juiste technologie kan kernenergie echter een centrale plaats krijgen in de groene transitie.
